2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2, 3  След.
 
 О скорости света
Сообщение18.06.2018, 13:01 


11/07/16
81
Добрый день.
Как известно, одним из постулатов СТО является постоянство скорости света и её независимость от движения источника. Я, конечно, слышал, что этот постулат бесчисленное количество раз проверялся экспериментально, но лично с такими исследованиями не сталкивался. Может ли кто-нибудь из форумчан дать ссылку на одно-два конкретных эксперимента?
И второй вопрос. На инвариантности скорости света строится одна из наиболее точных теорий в физике. Не задавались ли вы абсолютно философским вопросом «почему»? Почему у этой величины такое обособленное положение? Есть ли физическая (или метафизическая) связь между тем, что скорость света — это скорость распространения взаимодействий и тем, что эта скорость инвариантна относительно движения источника? В общем, разум желает увязать такую уникальность с чем-то, а с чем именно — неизвестно.

 Профиль  
                  
 
 Re: О скорости света
Сообщение18.06.2018, 13:10 


27/08/16
10458
https://ufn.ru/ru/articles/2011/12/l/

То же самое без регистрации:
http://experimentum-crucis.narod.ru/old ... r1112l.pdf

 Профиль  
                  
 
 Re: О скорости света
Сообщение18.06.2018, 13:17 
Заслуженный участник


16/02/13
4214
Владивосток
Вы интересуетесь этим вопросом и умудрились не знать слов «опыт Майкельсона-Морли»? Или не найти (хотя бы в википедии), что этими словами называют более сотни различных экспериментов? Но как, Холмс?

 Профиль  
                  
 
 Posted automatically
Сообщение18.06.2018, 13:40 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
 i  Тема перемещена из форума «Дискуссионные темы (Ф)» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»
Причина переноса: пока сюда, хотя, подозреваю, это не окончательный раздел.

 Профиль  
                  
 
 Re: О скорости света
Сообщение18.06.2018, 13:42 


05/09/16
12128
Astroid в сообщении #1320788 писал(а):
Почему у этой величины такое обособленное положение?

Потому что пока что известно, что только у одного фундаментального взаимодействия -- электромагнитного -- масса переносчиков этого взаимодействия (фотонов) нулевая.
Слово "света" в
Astroid в сообщении #1320788 писал(а):
Как известно, одним из постулатов СТО является постоянство скорости света и её независимость от движения источника.
вообще-то лишнее. Суть постулата в существовании какой-то предельной скорости $c$, просто пока этой предельной скоростью оказалась именно скорость света. Но все вроде сходится к тому, что и "скорость гравитации" тоже равна $c$, и тут нет чего-то первичного, что скорость гравитации или скорость света "главнее". Просто они обе -- предельные.

 Профиль  
                  
 
 Re: О скорости света
Сообщение18.06.2018, 13:55 
Заслуженный участник


28/12/12
7946
iifat в сообщении #1320795 писал(а):
Вы интересуетесь этим вопросом и умудрились не знать слов «опыт Майкельсона-Морли»?

Майкельсон-Морли, строго говоря, о другом (о независимости скорости света от движения приемника).
Но выше хорошая ссылка.
Плюс наблюдения двойных звезд, на что еще Эйнштейн указывал.

 Профиль  
                  
 
 Re: О скорости света
Сообщение18.06.2018, 14:00 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Experimental Basis of Special Relativity
http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SR/experiments.html
Сотни ссылок на эксперименты, классифицированных по тому, что проверялось.
(страница продолжает пополняться и поддерживаться в актуальном виде)

 Профиль  
                  
 
 Re: О скорости света
Сообщение18.06.2018, 18:32 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/05
18006
Москва

(Оффтоп)

realeugene в сообщении #1320790 писал(а):
https://ufn.ru/ru/articles/2011/12/l/

То же самое без регистрации:
И давно там требуется регистрация? Вроде бы, я не очень давно там что-то скачивал…

 Профиль  
                  
 
 Re: О скорости света
Сообщение18.06.2018, 18:40 
Заслуженный участник


27/04/09
28128
wrest в сообщении #1320808 писал(а):
Потому что пока что известно, что только у одного фундаментального взаимодействия -- электромагнитного -- масса переносчиков этого взаимодействия (фотонов) нулевая.
Двух, просто со светом-то всё проще, чем с гравитацией. (Например, можно рассматривать электродинамику в плоском пространстве-времени, но гравитацию в плоском пространстве-времени — как-то бессмысленно.) В результате для популярного уровня действительно остаётся только свет.

Astroid в сообщении #1320788 писал(а):
В общем, разум желает увязать такую уникальность с чем-то, а с чем именно — неизвестно.
У меня тоже была такая ситуация, когда я знал из плохой популяризации и, возможно, плохого учебника по физике, что это якобы свет так выделен. Действительно, как выше сказали, электромагнитные волны выделены лишь тем, что они распространяются с инвариантной скоростью, но разница как раз в том, что эта инвариантная скорость существует и конечна: вот в галилеевской/ньютоновской механике она существует и бесконечна, а в гипотетической «евклидовой» механике, с которой обычно в популяризациях и в школе не сталкиваются, инвариантной скорости вообще не существует. В ньютоновской механике «свет», аналогичный нашему в том, что это частицы с нулевой массой, распространяется с бесконечной скоростью, и там будут проблемы с электромагнетизмом в том виде, в котором он нам знаком, в «евклидовой» он будет вообще невозможным — безмассовая частица имеет нулевую энергию и при этом не может никуда улететь, потому что нет ненулевых векторов с нулевой длиной.

Вот тут и разница — у нас конечная инвариантная скорость, но в принципе у нас могло бы всё сложиться так, что никаких частиц с нулевой массой не было бы. Но мы всё равно могли бы открыть СТО и всё равно придумали бы что-то для популяризации, хотя «свет» и очень удобен.

 Профиль  
                  
 
 Re: О скорости света
Сообщение18.06.2018, 18:53 


11/07/16
81
realeugene в сообщении #1320790 писал(а):
https://ufn.ru/ru/articles/2011/12/l/

То же самое без регистрации:
http://experimentum-crucis.narod.ru/old ... r1112l.pdf

Большое спасибо, это как раз то, что я хотел.

С опытом Майкельсона-Морли я, конечно, знаком, но, как и оратору выше, мне показалось,что это немного «не в ту степь». Хотелось именно прямое измерение увидеть.

wrest, ну, то что масса переносчиков нулевая ничего не объясняет. Вопрос в значительной степени метафизический. У меня просто не укладывается в голове как одна физическая константа (а точнее факт ее постоянства) задвинула за пояс и абсолютное простоанство и абсолютное время.
Munin, спасибо, ссылок и правда много, но с некоторыми постараюсь ознакомиться.
arseniiv, да, я понимаю, что суть не только в свете, а в принципе в максимальной скорости взаимодействий. А можете сослать на какую-нибудь книжку, в которой подробнее рассмотрена эта самая евклидова механика? Я в первый раз слышу о таком понятии.

 Профиль  
                  
 
 Re: О скорости света
Сообщение18.06.2018, 19:04 
Заслуженный участник


29/12/14
504
Astroid в сообщении #1320895 писал(а):
Вопрос в значительной степени метафизический.

А что именно это значит? Меня каждый раз передёргивает, когда вижу слово "метафизика" или производные от него. Правильно понимаю, что имеется в виду вопрос "почему Природа такая, а не сякая?"?

 Профиль  
                  
 
 Re: О скорости света
Сообщение18.06.2018, 19:30 


05/09/16
12128
arseniiv в сообщении #1320893 писал(а):
Двух, просто со светом-то всё проще, чем с гравитацией.

Я написал "одного" потому, что гравитонов никто пока не отловил :)

Astroid в сообщении #1320895 писал(а):
ну, то что масса переносчиков нулевая ничего не объясняет.
Скорость фотонов равную предельной объясняет именно их нулевая масса. Только нечто, имеющее нулевую массу, может двигаться с предельной скоростью и при этом иметь конечный импульс. С другой стороны, если бы масса фотона была нулевая, а скорость была бы меньше предельной, у фотона не было бы импульса (был бы равен нулю). А он есть (см. "давление света").

Astroid в сообщении #1320895 писал(а):
У меня просто не укладывается в голове как одна физическая константа (а точнее факт ее постоянства) задвинула за пояс и абсолютное простоанство и абсолютное время.
Существование предельной скорости -- это свойство нашего мира такое, и именно это (существование предельной скорости) и является постулатом СТО, а не то что что быстрее света ничего нет. А то, что скорость именно света оказалась равна этой предельной -- уже свойство света, а не мира. Именно по причине нулевой массы фотона, которая не позволяется ему двигаться медленнее или быстрее предельной скорости, а только -- с предельной скоростью. Так свет ничего за пояс не задвинул.

 Профиль  
                  
 
 Re: О скорости света
Сообщение18.06.2018, 19:35 
Заслуженный участник


27/04/09
28128

(Про «евклидову» механику)

Astroid в сообщении #1320895 писал(а):
А можете сослать на какую-нибудь книжку, в которой подробнее рассмотрена эта самая евклидова механика? Я в первый раз слышу о таком понятии.
Да, потому и брал в кавычки. Я статей тоже не знаю, но разрабатывается она совершенно аналогично СТО, только вместо псевдоевклидова пространства-времени (с интервалом $t^2 - x^2 - y^2 - z^2$) берётся обычное евклидово (в нём интервалом будет обычная длина $t^2 + x^2 + y^2 + z^2$). Одним из разительных отличий её (ну, кроме того, что безмассовых частиц там не летает) является возможность путешествий во времени. В пределе она и СТО обе дают одну и ту же нерелятивистскую механику.

Astroid в сообщении #1320895 писал(а):
как одна физическая константа (а точнее факт ее постоянства)
Кстати говоря можно сказать, что в релятивистских теориях этой константы и вовсе нет. Она там получается просто одним из имён обычной единицы, так как размерности длины и времени совпадают, и потому скорость безразмерна, и скорость, равная 1, как раз естественным образом назначается инвариантной. Это не просто слова: в выкладках часто удобно принять $c = 1$, чтобы всевозможные её степени во всех местах не сбивали глаза с толку — так вот у этого есть полные основания.

wrest в сообщении #1320899 писал(а):
Я написал "одного" потому, что гравитонов никто пока не отловил :)
Да и не отловит наверняка, если физика скучная, а надежд на нескучную всё меньше…

 Профиль  
                  
 
 Re: О скорости света
Сообщение18.06.2018, 19:39 


05/09/16
12128
arseniiv в сообщении #1320893 писал(а):
Например, можно рассматривать электродинамику в плоском пространстве-времени, но гравитацию в плоском пространстве-времени — как-то бессмысленно.

Вот что пишет об этом наше всё о гравитации Кип Торн (Черные дыры и складки времени...):
Цитата:
В исследованиях, связанных с теорией относительности, очень важно уметь владеть обеими парадигмами. Некоторые задачи проще и быстрее решаются в парадигме искривленного пространства-времени; другие - с использованием идеи о плоском пространстве-времени. Параметры черной дыры лучше всего определять, пользуясь соображениями об искривленном пространстве-времени (например, так было сделано открытие, что черная дыра не имеет "волос"); гравитационноволновые задачи лучше решать методами, характерными для плоского пространства-времени (например, проводить расчет гравитационных волн, возникающих в двойной системе нейтронных звезд при их вращении). Опытные физики-теоретики постепенно начинают чувствовать, какая парадигма больше всего подходит к той или иной ситуации, и по мере необходимости пользуются то одной, то другой точкой зрения. По воскресеньям, думая о черных дырах, они могут считать пространство-время искривленным, а по понедельникам, думая о гравитационных волнах, плоским. Такой скачок разума можно сравнить с тем, который испытываешь, когда смотришь на картину М.К.Эшера (рис. 11.2).
Законы, лежащие в основе обеих парадигм, математически эквивалентны. Отсюда наша уверенность в том, что при анализе той или иной физической ситуации мы получим одинаковые предсказания для результатов экспериментов в рамках обеих парадигм. Поэтому мы вольны пользоваться той или иной парадигмой в зависимости от ситуации.
Такая свобода дает некоторую власть. Физиков не всегда удовлетворяет концепция искривленного пространства-времени Эйнштейна, и в качестве дополнения к ней они развили концепцию плоского пространства-времени.
Еще одна парадигма - способ описания гравитации, предпринятый Ньютоном. В ней пространство и время считаются абсолютными, а сила гравитации распространяется мгновенно от одного тела к другому ("действие на расстоянии", главы 1 и 2).

 Профиль  
                  
 
 Re: О скорости света
Сообщение18.06.2018, 19:39 
Заслуженный участник


29/12/14
504
arseniiv в сообщении #1320900 писал(а):
wrest в сообщении #1320899 писал(а):
Я написал "одного" потому, что гравитонов никто пока не отловил :)
Да и не отловит наверняка, если физика скучная, а надежд на нескучную всё меньше…

Если не трудно, можете поподробнее расписать, что вы имеете в виду?

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 38 ]  На страницу 1, 2, 3  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group