Антон Воронин
ноябрь 2016.
3122

Верно ли, что в теории относительности без разницы как сказать: «Солнце вращается вокруг Земли» или «Земля вокруг Солнца»? Можно ли считать оба суждения верными?

Ответить
Ответить
Комментировать
2
Подписаться
3
3 ответа
Поделиться

Физика - это не философия, все концепции в физике имеют четкий смысл. Относительность в физике - это не то, что что-то меряется относительно чего-то, это и так очевидно. На самом деле, ту относительность, про которую вы спрашиваете, проходят еще в школе. Относительность заключается в первом законе Ньютона, он одинаково справедлив и в обычной механике и в релятивистской (то есть в механике, основанной на теории относительности). Он гласит, что существуют такие системы отсчета, относительно которых любое тело, на которое ничего не действует, покоится или движется с постоянной скоростью по прямой. И все такие системы равноправны. Они называются инерциальными системами отсчета или ИСО. Это не тривиальное утверждение о том что какие-то особые СО могут быть удобны, оно подразумевает в себе наличие инерции.

Простой школьный пример: Вы висите в космосе далеко от всего на свете. На Вас ничего не действует, Вы покоитесь относительно себя, Ваша система отсчета инерциальна. Рядом с Вами летит корабль, на него ничего не действует, значит он летит относительно Вас прямолинейно и равномерно сколь угодно долго, поскольку Ваша система отсчета инерциальна. Вот и получается инерция. Теперь что касается равноправия. Человек в корабле никак не может узнать летит ли он или покоится относительно Вас, потому что Ваша и его СО инерциальны и, следовательно, эквивалентны. То же самое и про пассажира самолета, пока он не выглянет наружу, он никаким способом не узнает летит ли самолет или нет, все физические опыты (не связанные со взаимодействием с объектами снаружи) дадут тот же результат. Это и называется в физике принципом относительности. 

Существуют и неинерциальные системы отсчета. Например, вы ускоряетесь в ИСО связанной с Землей, в СО относительно Вас любое брошенное вами тело, шарик, например, будет сносить назад. Потому что в ИСО шарик будет просто лететь с постоянной скоростью вперед, а Ваша скорость будет увеличиваться и Вы все дальше будете от него улетать. Относительно Вас шарик летит назад. Но на шарик не действуют никакие силы, а относительно Вас он движется с отрицательным ускорением. Следовательно, Ваша система отсчета неинерциальна и никакой эквивалентности и относительности нет. Иными словами, скорость (прямолинейная постоянная) относительна, ускорение абсолютно.

Можно ли с Землей и Солнцем связать систему отсчета? Можно, с чем угодно можно, но СО связанные с Землей или Солнцем будет неинерциальными. А инерциальной будет СО центра масс системы Земля-Солнце. И Земля, и Солнце будут описывать эллипсы относительно общего центра масс. Но так как Солнце сильно тяжелее, его эллипс будет очень маленьким, фактически, центр масс системы Земля-Солнце лежит внутри Солнца. И поэтому движением Солнца почти всегда пренебрегают и отождествляют приближенно СО центра масс и СО Солнца.

Причем тут теория относительности, когда это чисто Ньютоновская механика? Да не при чем. Несмотря на свое название, основной нетривиальный постулат теории относительности, а именно постоянство скорости света во всех системах отсчета, конкретно с относительностью связан косвенно. Различие ньютоновской или галилеевской механики с механикой Эйнштейна не в наличии относительности ИСО, а в том как связь между этими ИСО выражена. В теории Ньютона время абсолютно для всех наблюдателей, а в теории относительности нет. Но это уже совсем другая история.

20
0
Прокомментировать

Нет, так говорить нельзя, а теория относительности вообще не об этом.

Есть принцип относительности Галилея, согласно которому, если ты движешься относительно объекта с постоянной скоростью, то и он движется относительно тебя с той же скоростью по прямой. Но это касается только инерциальных систем отсчета — по прямой, без ускорения, без замедления. Если мы рассматриваем движение Земли вокруг Солнца, то это движение с ускорением. Земля движется по окружности вокруг Солнца и испытывает центростремительное ускорение в следствие притяжения к нему.

Если скорость – относительная величина, то ускорение – абсолютная. При переходе из одной инерциальной системы отсчета в другую оно никуда не девается, не меняет знак. Так что Солнце вращается вокруг Земли, и Земля вращается вокруг Солнца – это не равносильные утверждения.

16
0
Прокомментировать

Этот ответ написан и доступен на

Этот ответ написан и доступен на Яндекс Кью

Для вращения нет относительности, это неинерциальное движение. Можно поставить эксперимент и определить кто в абсолютном смысле вокруг кого вращается.

Что касаемо инерциальных систем то их относительность верна только в Ньютоновской механике.

Поскольку скорость света предельна, то уже она создает ассиметрию. Системы не могут двигаться относительно друг друга быстрее. Смотря на две системы мы еще не можем определить кто движется. Но если вокруг много релятивистки движущихся объектов то уже можно делать выводы. Ну и гвоздь в крышку забивает гравитация. Она точно задает якоря абсолютности, около нее нельзя двигаться инерциально. Поле гравитации абсолютно. Оно то и позволяет определить кто относительно кого движется в абсолютном смысле.

Поскольку во вселенной гравитирует любая форма энергии (материи), то у нее есть абсолютная шкала скоростей с твердым нулем и понятно кто относительно кого.

1
-2
Прокомментировать
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью