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: YandexBot [bot]


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