G. Shch.
январь 2017.
320

Свет в вакууме прошел мимо камня. С какой скоростью относительно света движется камень, если ничто, имеющее массу, не может развить скорость света?

Ответить
Ответить
Комментировать
3
Подписаться
2
2 ответа
Поделиться

Предыдущий ответ по сути своей не верен, особенности движения тел со скоростью света никак не связаны с квантовой механикой, в этом смысле квантовая механика не отличается от классической, для массивных квантовых частиц существует система отсчета покоя несмотря на корпускулярно-волновой дуализм. И утверждение, что камень не движется - это отказ от принципа относительности, движение относительно, всегда есть системы отсчета где камень движется.

Поэтому разберемся по порядку. Если бы рядом с камнем летел кирпич со скоростью половина скорости света, то относительно кирпича камень тоже летел бы с той же скоростью. В этом суть принципа относительности, это еще Галилей придумал и это чуть ли не первое что проходят по физике. Почему же тогда говорится, что нельзя лететь со скоростью выше световой, откуда это ограничение? Оно идет от того, что если бы рядом с камнем летел бы лучик света, он бы разумеется летел со скоростью света, но если бы мы теперь померили скорость лучика света относительно летящего кирпича, то мы бы получили то же самое значение. Парадоксально, но факт. Скорость света постоянна во всех системах отсчета.

Это происходит от того, что скорость - это расстояние деленное на время, но отдельно времени и отдельно пространства не существует, существует пространство-время. Это значит, что когда мы меняем систему отсчета с камня на кирпич, у нас меняются не только координаты, но и время в разных точках. На самом деле, не существует единого абсолютного  пространства или времени отдельно от наблюдателя. Разные промежутки времени, одновременность - это все зависит от системы отсчета. Два события, одновременные относительно камня, не будут одновременны относительно кирпича. Камень померяет другую длину кирпича, чем сам кирпич. Более того, камень будет видеть, что на кирпиче за 1 секунду прошло меньше секунды, а кирпич будет видеть то же самое, что на камне за секунду прошло меньше секунды, это называется релятивистским замедлением времени. Так должно быть, потому что системы отсчета камня и кирпича равноправны, этого требует относительность. Секреты от клуба интеллектуалов Что нужно знать, чтобы выиграть в передаче «Кто хочет стать миллионером?»Почему у кого-то эта картинка двигается, а у кого-то нет?Почему ответ 30? 1+1+1+1+1 1+1+1+1+1 1+1х0+1=...Больше интересных загадок

Это потому что и расстояние, и время в другой системе отсчета мы можем получить только получив от нее сигнал в виде света или чего-то еще. И если между двумя событиями такой сигнал не смог бы пройти, то будут наблюдатели, которые увидят, что первое событие случилось раньше, а будут те, которые увидят что, второе, для таких двух событий невозможно установить причинно-следственную связь. Все от того, что принципиально не существует абсолютного времени или пространства, существуют индивидуальные наблюдатели, их системы отсчета и померенные для них интервалы времени, одновременность и расстояния. И во всех системах отсчета свет распространяется с одной и той же скоростью. Получилось так, что мир устроен совершенно по-другому, чем нам кажется из повседневной жизни, где мы просто не сталкиваемся с достаточно большими скоростями. Подробнее я Вам рассказать не смогу, но Вы можете сами, если Вам интересно понять как работает пространство и время, изучить специальную теорию относительности (СТО), математика там на уровне средней школы, но саму физическую суть сразу осознать непросто. Не думаю, что ее можно взять и рассказать за чашкой чая, это надо сесть, осмыслить и проработать самому.

Ну а что касается исходной постановки вопроса, то в систему отсчета фотона перейти нельзя. По мере приближения скорости тела к скорости света в нашей системе отсчета его время будет замедлятся, и при скорости света остановится. Физически это означает, что для фотона не существует такого понятия, как его собственное время, поэтому относительно него нельзя померить ни скорость, ни что-либо еще. Поэтому Ваш вопрос не имеет ответа.

Интересный вопрос) Но на самом деле простой. Ситуация аналогичная с задачкой: "если вселенная расширяется быстрее скорости света, то значит всё, что находится за пределами видимой вселенной движется быстрее скорости света относительно нас. Как так?"
Давайте разберемся относительно чего движется камень. Относительно отдельного фотона. Фотон движется со скоростью света, ведь он не имеет массы и движется в вакууме. Камень по идее тоже находится в вакууме. Если камень не движется, а фотон пролетел мимо камня, при этом никак на него не воздействуя, следовательно относительно камня, находящегося в состоянии абсолютного покоя фотон двигался со скоростью света, если конечно пространство не искривлено в пространстве нашей задачки, а вот камень относительно света не двигается со скоростью света, по трём причинам: 1: фотон - квантовая частица, а следовательно подвергается корпускулярно-волновому дуализму и возможно является волной, относительно которой было бы странно что-то измерять, ведь фотон будет находится в запутанном состоянии не в определённой точке в определённый момент времени, а будет возможно находится в определённой области. 2: камень не движется относительно фотона со скоростью света, ведь камень вообще не движется. Это сравнимо с двойкой и нулём. 0<2 на 2, но 2 не больше нуля в два раза. 3. Из ОТО мы знаем, что чем быстрее движется объект, тем медленнее для него течёт время. Но для фотона время вообще не течёт, ведь он двигается с максимальной скоростью, следовательно камень вообще не двигался относительно фотона, как и всё, мимо чего этот фотон пролетал.

Иван Брюховотвечает на ваши вопросы в своейПрямой линии
Ответить