Michelle Zuckerman
июнь 2019.
59601

По Эйнштейну, чем ближе тело или частица к скорости света, тем огромнее становится его масса. И вот,в Большом адронном коллайдере, протоны и ионы, движутся почти со скоростью света, и что это значит?

Ответить
Ответить
Комментировать
0
Подписаться
5
8 ответов
Поделиться

Этот ответ написан и доступен на

Этот ответ написан и доступен на Яндекс Кью

Релятивистской массы нет в природе и, согласно релятивистской механике Эйнштейна, масса остаётся инвариантной и равной массе покоя всегда, независимо от скорости (недоверчивым сюда).

Темп роста энергии частицы (E) с ростом скорости β = v/c (в единицах скорости света c) получен мною здесь. Если тело обладало скоростью β₁ = 0,9 при энергии Е₁, то для достижения скорости β₂ = 0,9...999 (n девятoк после запятой), потребуется энергия E₂ = (3,16)ⁿ⁻¹⋅Е₁. Получается, что с каждой новой девяткой в величине скорости (β), энергия должна быть увеличена в 3,16 раз. Таким образом, неограниченный рост числа девяток (n) в численном значении скорости (β), приводит к неограниченному росту энергии.

Mаксимальная скорость зарегистрированного материального объекта (протона), ускоренного до околосветовых скоростей в космическом пространстве, равна β = 0,9...999 (всего 23 девятки), а соответствующая энергия, E ~ 10¹¹ ГэВ. Области в галактиках и механизмы ускорения до этих скоростей пока неизвестны. Максимальные энергии столкновения протонов, достигнутые на ускорителе БАК (LHC) в ЦЕРН, равны 1,3×10⁴ ГэВ, что в системе отсчёта неподвижной мишени соответствует энергии протона = 9×10⁷ ГэВ или скорости протона β = 0,999 999 999 999 9999 (16 девяток). В обоих случаях масса протона остаётся неизменной и равной массе покоя, 0.938 ГэВ.

Согласно релятивистской механике, со скоростью света (β = 1) могут лететь только безмассовые частицы (фотоны), но и у них есть недостаток − они не могут лететь медленнее.

5
-1

По моему скорость движения частицы не влияет на её массу покоя, но масса частицы увеличивается с ростом скорости, согласно преобразованиям Лоренца, обоснованных Эйнштейном.

0
Ответить
Прокомментировать

Этот ответ написан и доступен на

Этот ответ написан и доступен на Яндекс Кью

То и значит - чем ближе скорость частицы приближается к скорости света, тем труднее становится её разогнать. Нужно всё больше энергии. Здесь как раз всё соответствует теории.

3
0

Согласен с Вами скорость частицы не влияет на её массу покоя, но увеличивается энергия частицы, а значит и её масса, если хотите динамическая.

0
Ответить

@Альфред Френкель., масса покоя m и "масса ЭМ поля" М связаны так mM=h (постоянная Планка), так вот у бозона Хиггса m= 10'-21,7 г, а М=10'-3.5 г и это соотношение определяет, что это фотон (квант) с частотой 10'15.4 Гц (длина волны 126 нм) или "кусок массы" "разогнанный" до скорости 9 км/с (для сравнения протон 2 км/с, электрон примерно 60 м/с). Так что БАК пока фигнёй занимается.

-1
Ответить

@Альфред Френкель., Динамическая (она же релятивистская) масса - это не масса. А масса (она же масса покоя) от скорости не зависит.

0
Ответить
Прокомментировать

Этот ответ написан и доступен на

Этот ответ написан и доступен на Яндекс Кью

Масса частицы никак не изменяется при изменении её скорости. Изменяется её импульс и энергия.

Зависимость энергии от массы и импульса E^2=(m*c^2)^2+(p*c)^2.

При этом, зависимость энергии от скорости E=m*c^2/sqrt(1-v^2/c^2), а импульса от скорости p=m*v/sqrt(1-v^2/c^2). если мы подставим импульс и энергию в первоначальное выражение, то получим, что масса никак не зависит от скорости, масса остаётся неизменной при ускорении частицы.

6
-3

Павел Р.,

так вот вопрос в том и состоит почему при небольших скоростях p=mv, а при приближении частицы к скорости света появляется ещё корень в знаменателе. У Эйнштейна он появлялся, потому что масса так менялась со скоростью. А сейчас-то причина какая? Очередной постулат ? :)

-1
Ответить

@Саманта Браун, так ты в формуле p=mv/sqrt(1-v^2/c^2) скорость света сделай стремящейся к бесконечности, тогда знаменатель будет стремится к единице и p будет равен mv, чистая математика.

+1
Ответить

@Саманта Браун, вся классическая механика следует из релятивистской

+2
Ответить

@Саманта Браун, и объясню, откуда беруться вообще все эти "странные" выводы из теории относительности. Вся ТО идёт от эксперементально доказанного факта, что свет во всех системах отсчёта движеться с одной и той же скоростью. Единственным решением этой проблемы оказалось то, что наблюдатели, движущиеся с разной скоростью, видят окружающий мир не одинаково: замедляется время и сокращаются длины, траектория равноускоренного движения - гипербола, а не порабола, у тела с массой есть энергия, даже если оно не движется. Теория относительности даже смогла объяснить парадоксы электромагнитного взаимодейсьвия при переходе из одной системы отсчёта в другую.

Общим объяснением, почему именно эффекты теории относительности такие, какие они есть, является то, что время и пространство являются одним и тем же, переход из одной системы отсчёта в другую является обычным поворотом направления движения тела в пространственно-временном континууме. Только надо учитывать, что геометрия пространства-времени отличается от обычной геометрии, и квадрат расстояния в пространстве-времени определяется как t^2-x^2-y^-z^2.

Надеюсь, что более-менее понятно объяснил.

+1
Ответить
Ещё 1 комментарий

@Павел Р., 

математическая трехомуть меня не интересует, я говорю о физическом смысле наблюдаемых явлений, об их причинно-следственной связи. А математиков, изобретающих некие законы якобы природы от фонаря, сейчас как собак не резанных. Но я их мифотворчеством не интересуюсь, оно у древних греков как-то поинтереснее, чем у математиков :)

"Вся ТО идёт от экспериментально доказанного факта, что свет во всех системах отсчёта движется с одной и той же скоростью". Вы учебники-то читаете или тоже с потолка всё берёте? То, что вы написали называется ПОСТУЛАТОМ ТО, а не экспериментальным фактом.

А постулат - это то, что принимается на веру. Так вот я в этот постулат не верю.

-2
Ответить

Энштейн просто надуть всех хотел, а надул не всех.

-1
Ответить

@Владимир Лобанов, 

это точно, некоторые отлично поняли, что его высунутый язык на фотке - это не шутка, а серьёзное предупреждение: не будьте идиотами. Так что Эйни не виноват, виноваты те уроды, которые сделали с помощью административного ресурса из СТО священную корову.

0
Ответить

Это значит, что если предположить, что ты мог бы поставить руку, преграждая скорость частицам - не было бы у тебя больше руки - не масса растет, а энергия.

0
Ответить
Прокомментировать

Этот ответ написан и доступен на

Этот ответ написан и доступен на Яндекс Кью

растёт не масса, а так называемая "релятивистская масса", коэффициент "m" в формуле E=m*c^2 исходя из логики "энергия растёт, но цэквадрат не растёт, значит растёт масса".

чёрной дыры не получится, потому что это не настоящая масса.

Но!

при столкновении рождается куча частиц, сумма масс которых таки зависит от этой релятивисткой "массы". На самом деле, не масс, а энергий. Закон сохранения энергии работает. Там закон сохранения много чего работает, так что кусок золота не выпадет из коллайдера :) Из элементарных частиц рождаются элементарные частицы.

Например, тот самый бозон Хиггса. Его масса 2.228 x 10-25 кг

Масса протона же - 1.673·10⁻27 кг. Почти в 100 раз меньше. Если бы не релятивистская поправочка, не вышел бы каменный цветок из Данилы-протона :)

8
-6

А что такое масса из чего она состоит и корректно ли употреблять слово масса не зная с с чем ее едят.

0
Ответить

@Александр П., по крайней мере, с протоном разобрались. В основном его масса складывается из энергии связи кварков и масс самих кварков (которая, в свою очередь является энергией взаимодействия кварков с полем Хиггса). Таким образом, масса - это и есть энергия. Просто очень, очень глубоко спрятанная.

0
Ответить
Ещё 2 комментария

@Колотвин Антон, во-первых, кварков никто не видел потому что их просто нет, как нет и дробного заряда электрона. Это из опыта Милликена следует. Во-вторых, масса - это физическая величина, характеризующая способность физического тела, состоящего из определённого количества вещества, сопротивляться изменению его скорости. А энергия - это физическая величина, характеризующая способность физического тела, состоящего из определённого количества вещества, совершить ту или иную работу в зависимости от его относительной скорости. Но вот само количество вещества относительной величиной никак не является.

"масса - это и есть энергия"??? это кто такой бред вам нашептал, Отсвальд? Не верьте, лучше определения классической физики поизучайте. Но в итоге действительно выполняется закон сохранения энергии и импульса, это экспериментальный факт.

0
Ответить

@Саманта Браун, в школе учат, что масса - это мера инертности. Я же говорю, откуда эта масса берётся. Понимаете разницу: не важно, какая функция у вещи, важно из чего эта вещь сделана.

Вот, рекомендую к прочтению:

https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/431034

И там, в частности, есть слова: масса протона на 9% обусловлена массой кварков, а остальное - это глюоны.

Виртуальные частицы, переносящие энергию взаимодействия. Сами по себе они массы не имеют, как фотоны. Но прикол в том, что именно они определяют массу частицы в основном. А значит и нашу с вами массу. Мы же состоим из частиц, в основном :)

Итак, исходя из чисто экспериментальных данных, можно утверждать, что вещество имеет массу благодаря энергии взаимодействия кварков между собой. И на несколько процентов благодаря энергии взаимодействия кварков с полем Хиггса.

+1
Ответить

да-а-а. чем дальше в лес.....

0
Ответить

@Александр Попов, масса это когда много таких мелких штучек в определённом объёме какого либо элемента, или элементов между собой перемешанных.

-1
Ответить

Колотвин Антон,что значит:,,... это не настоящая масса"?

0
Ответить

@Глеб, нуу, например, когда говорят о равенстве инерционной и гравитационной массы - имеется в виду та самая масса покоя.

в формулах везде масса покоя. вот она - настоящая масса.

а эта поправка - ну не к массе она, а к энергии относится.

http://igorivanov.blogspot.com/2016/01/relativistic-mass.html

0
Ответить
Ещё 2 комментария

@Колотвин Антон, 

что-то вы как-то путано объясняете. Я понимаю, что переписываете релятивистское мифотворчество, а если самому подумать?

Энергия характеризует способность тела совершить работу. Вот бросаем камень. Ясно что чем больше масса и скорость тем большую работу камень совершит. А вот откуда у релятивистов берётся лоренц-фактор, если масса - инвариант, а скорость частицы не превышает с? Просто потому что так сказал великий клерк патентного бюро? :)

+1
Ответить

@Колотвин Антон, а,может,просто не стоит называть массой то,что массой не является?Вопрос риторический.Но вы поправились,написав,что это,,... ну не к массе она, а к энергии относится".

0
Ответить

Вон оно чо, Михалыч! Оказывается существуют две массы - одна физическая, для нас, простых смертных, а другая - мля, релятивистская, для особо продвинутых. Иначе никак протон в трубу коллайдера не пролезает. На такой-то скорости, мать её, релятивистской!

+2
Ответить
Прокомментировать

De Bill, 

вообще-то служащего бюро кремировали, а прах развеяли над речкой Делавэр, так что перевернутся в гробу он не может. Но он действительно сейчас у рельятивистов не котируется, а фотка с высунутым языком используется как фетиш для школьников, интересующихся физикой. Он (или Милева) по сути взяли постулаты Пуанкаре и вывели с их помощью преобразования Лоренца, не сославшись ни на того ни на другого.  А дальше в СТО начинаются фантазии на тему  этих преобразований. И всё. 

ОТО сочиняли уже математики, начиная с Гроссмана, а Эйни в основном трепался на тему относительности и всегда говорил о зависимости массы от скорости. И только в одном его письме кому-то Л.Б.Окунь усмотрел сомнения Эйни в этом вопросе. 

Поэтому сейчас настоящей физической теорией считается ОТО, а СТО рассматривается просто как частный случай и недоделанный полуфабрикат для школьников и студентов.

10
-11

А не чего что в СТО преобразования Лоренца названы преобразованиями Лоренца, а не преобразованиями Эйнштейна. И вы утверждаете что о Лоренце нет упоминаний?

+2
Ответить

надо немножко всё-таки кругозор расширять. Читали статью служащего бюро 1905-го года " К электродинамике движущихся тел"? Где там про Лоренца?

-1
Ответить

@Саманта Браун, Интересно, а вы сами этот труд читали? Эйнштейн таки да, ссылается на Лоренца. Смотрите параграф 9 оригинала 1905 года (на немецком).

0
Ответить
Прокомментировать
Читать ещё 3 ответа
Ответить
Читайте также на Яндекс.Кью
Читайте также на Яндекс.Кью