Скорость света в классической механике

[Gepidium]

wrest в сообщении #1736275 писал(а):

что мог знать/предполагать Ньютон, почему гравитация распространяется не мгновенно?

Если исходить из того, что было известно Ньютону...
Допустим, я - Ньютон. Я предполагаю, что у гравитации есть задержка во времени (как у летящих корпускул света). Тогда я столкнулась бы с некоторой проблемой. Сейчас я буду фантазировать, возможно, ненаучно.
Если бы гравитация распространялась с конечной скоростью (например, со скоростью света), то Земля притягивалась бы не к тому месту, где Солнце находится сейчас, а к тому месту, где оно было 8 минут назад. Из-за этого вектор силы притяжения немного смещался бы вперед по ходу движения Земли. Возникла бы боковая сила, которая непрерывно разгоняла бы планету. В результате Земля по спирали улетела бы от Солнца за несколько тысяч (сотен?, десятков?) лет.
Но поскольку Солнечная система стабильна миллиарды лет, то я (в качестве Ньютона) математически вижу, что задержки в гравитации нет.
Так?

[Geen]

Gepidium в сообщении #1736276 писал(а):

гравитации есть задержка во времени (как у летящих корпускул света)

Откуда взялось это "как"? Гравтиция это взаимодействие, а корпускулы это материя.

-- добавлено через 3 минуты --

Gepidium в сообщении #1736276 писал(а):

Но поскольку Солнечная система стабильна миллиарды лет

А это откуда взялось?

[zykov]

Gepidium в сообщении #1736238 писал(а):

Почему же математический аппарат его механики строился на допущении о мгновенной передаче взаимодействий,

А какая тут связь?
Вот волны на воде тоже идут с конечной скоростью (или звуковые волны).
Что, из-за этого механику как-то менять надо?

[ozheredov]

Geen в сообщении #1736278 писал(а):

А это откуда взялось?

Из книг по богословию, которые Ньютон стопудово читал. Тут всё очевидно. Но на доказательство вот этого

Gepidium в сообщении #1736276 писал(а):

Земля притягивалась бы не к тому месту, где Солнце находится сейчас, а к тому месту, где оно было 8 минут назад. Из-за этого вектор силы притяжения немного смещался бы вперед по ходу движения Земли. Возникла бы боковая сила, которая непрерывно разгоняла бы планету.

я б с удовольствием взглянул.

[Mikhail_K]

Gepidium в сообщении #1736276 писал(а):

Если бы гравитация распространялась с конечной скоростью (например, со скоростью света), то Земля притягивалась бы не к тому месту, где Солнце находится сейчас, а к тому месту, где оно было 8 минут назад. Из-за этого вектор силы притяжения немного смещался бы вперед по ходу движения Земли. Возникла бы боковая сила, которая непрерывно разгоняла бы планету. В результате Земля по спирали улетела бы от Солнца за несколько тысяч (сотен?, десятков?) лет.
Но поскольку Солнечная система стабильна миллиарды лет, то я (в качестве Ньютона) математически вижу, что задержки в гравитации нет.

Как раз такие рассуждения были у Лапласа.

Понятно, что в теории относительности само понятие "распространение гравитации" другое - это не просто передача во все стороны информации, "к какой точке притягиваться", а нечто значительно более сложное. Но у Лапласа, а тем более уж у Ньютона не было предпосылок откуда-то об этом догадаться.

[wrest]

Gepidium в сообщении #1736276 писал(а):

Сейчас я буду фантазировать, возможно, ненаучно.
Если бы гравитация распространялась с конечной скоростью (например, со скоростью света), то Земля притягивалась бы не к тому месту, где Солнце находится сейчас, а к тому месту, где оно было 8 минут назад. Из-за этого вектор силы притяжения немного смещался бы вперед по ходу движения Земли. Возникла бы боковая сила, которая непрерывно разгоняла бы планету. В результате Земля по спирали улетела бы от Солнца за несколько тысяч (сотен?, десятков?) лет.

Ну, так уж получилось, что Земля притягивается туда, где Солнце "сейчас", а не туда где оно "было" 8 минут назад.

Есть ещё такое соображение. Вот допустим едете вы в поезде и крутите на пальце резинку с шариком. Но от того, что поезд двигается, если он делает это равномерно-прямолинейно, на движении шарика вокруг пальца это не сказывается. Хотя скорость взаимодействия пальца и шарика конечна и равна скорости звука в резинке. В вашем рассуждении (в роли Ньютона) не хватает ещё кое-чего.

[manul91]

Gepidium в сообщении #1736276 писал(а):

Если бы гравитация распространялась с конечной скоростью (например, со скоростью света), то Земля притягивалась бы не к тому месту, где Солнце находится сейчас, а к тому месту, где оно было 8 минут назад. Из-за этого вектор силы притяжения немного смещался бы вперед по ходу движения Земли. Возникла бы боковая сила, которая непрерывно разгоняла бы планету. В результате Земля по спирали улетела бы от Солнца за несколько тысяч (сотен?, десятков?) лет.

Это полностью неверное рассуждение в классике.
С какой-то конечной скорости распространялась бы волна гравитации (типа электромагнитной) - т.е. переменное гравитационное поле.
Гравитационный колодец, в котором Земля вращается (и притягивается) - это установившееся статичное поле вокруг Солнца - наподобие статичного электрического поля.
Скорость распространения гравитационной волны здесь непричем - Земля "чувствует" только градиент постоянного поля в чей центр находится Солнце - и этот градиент конечно, направлен именно там где находится солнце "сейчас". Никакого "запаздывания" здесь ожидать не приходится. Поле-то постоянное.

[Feliks65]

Gepedium, конечно, Ньютон есть гигант мысли, но и на Солнце бывают пятна.
Классическая механика это ведь не только механика Ньютона, но и релятивистская, механика тоже плоть от плоти классическая. И те моменты, которые не осветил Ньютон, были доработаны основоположниками релятивизма.
Вопрос который поставил Эйнштейн бал прост, как надо синхронизировать разнометные координатные хронометры в ИСО, если не прибегать к гипотез о наличии мгновенного сигнального агента. ЛЛ во втором томе прямо указывают, что физики экспериментальный подтверждения и о наличии мгновенного сигнала не располагают, потому этот гипотетически артефакт надо снимать с повестки дня, а должно ориентироваться, что взаимодействия могут распространяться хоть и сгчень большой, но все таки конечной скоростью. Получается, Ньютон в своих умопостроениях опирался на наличие мгновенного сигнала, но опирался авансом, хотя ни тогда, ни тремя веками позднее подтверждения наличия такого сигнала физики не имели.
Есть информация, что и сам Ньютон высказывал сомнения в дальнодействии, но продлить эти сомнения в сторону методов синхронизации координатных хронометров он не стал. А вот основоположники релятивизма мимо этой проблемы не прошли.
Для синхронизации координатных хронометров нужен гарантированно инвариантные и изотропный йсигнал, а с ним то как раз и проблема. Когда Ньютон уповал на мгновенный сигналы, то это было решением проблемы, так как мгновенный сигналы они по определению и инвариантные, и изотропные для всех ИСО.
Отказ релятивистов от дальнодействия поставил крест на льготной синхронизации Ньютона.
Если вы откроете ЛЛ2, то сможете сами увидеть какая далее идёт жесть. Принцип простой и удобной физики хочет, что бы уравнения законов физики выглядели бы без изменения во всех ИСО (это обычно обозначается как ПО, то есть принцип относительности). Далее ЛЛ прямо пишут, что максимальная скорость распространения взаимодействий без вариантов должна быть инвариантном, а иначе ИСО будут различимы и уравнения физ законов не смогут быть инвариантными.
Но ситуация ещё усугубляется тем, что пока не решён вопрос о синхронизации, нельзя измерить никакую "одностороннюю" скорость вообще, в том числе и скорость света.
И тогда возник не то, чтобы прямой подлог, но тем неменее методологически прием, но который не принято афишировать. Одностороннюю скорость света верифицировать нельзя, зато можно верифицировать среднюю скоростьсигнального агента по замкнутый траектории туда-сюда. Тут все просто, для данной процедуры хватит единичного хронометра, то есть проблема первичной синхронизации не возникает.
А далее мы видим пересортицу, когда ЛЛ пишут про максимальную скорость взаимодействия, но при этом ничем не выдают то, что на самом деле речь идёт о средней скорости по траектории туда-сюда.
Но не спешите возмущаться, а какая у автор была альтернатива? Вариант с посвещением публики в проблемы с измерение одностороннем скорости света, рассказывать о проблемах синхронизации и других реальных, но сложных для понимания моментов разве стал бы много лучшим?
Я бы сказал, что ЛЛ пошли на "дидактическое вспомоществование".
Поэтому читателя не стоит удивляться, если вы прочтетеили услышит, что скорость света это..... даже и никакая не скорость. Если говорить по чесноку, то это действительно так, скорость света в классической физике это инструмент, который вовлечен в хитроумную процедуру синхронизации координатных хронометров.
300 000 км/с это не верифицированная односторонняя скорость света, но средняя скорость по замкнутой траектории и она самая большая среди всех сигнальный агентов. Но желание иметь простую удобную физику ПО и ИСО требует, чтобы для публики её презентовали как инвариантную и изотропную.
Опять же, я не скажу что это подлог, но "дидактически" оправданный в какой то мере шаг. Иногда такую ситуацию называют "ложь во благо"

[warlock66613]

Feliks65, лучше не пишите о том, в чём не разбираетесь.

-- добавлено через 42 минуты --

На самом деле в СТО есть величины инвариантные, величины геометрические иначе говоря и есть величины привязанные к конкретным координатам в пространстве-времени. И координат можно придумать можно много разных, но для подавляющей практики СТО достаточно ограничиться теми, которые связаны с ИСО, с процедурой синхронизации времени Эйнштейна. Никакой потери общности теории при этом не происходит, хотя какие-то вопросы может быть так рассматривать и неудобно. А $c$ это действительно никакая не скорость, это фундаментальная размерная константа с размерностью скорости. Принцип относительности это не какой-то методический априори принцип, это фундаментальный закон, открытый эмпирически. Он может быть выражен на геометрическом языке и сводится к тому, что пространство-время — это пространство Минковского.

[Feliks65]

Warlock66613, я "толстокожий" в том смысле, что упрёки будто я пишу о том, в чем не разбираюсь, меня ни на что спровоцировать не могут. Тем более что мы оба упоминали, что скорость света это даже и не скорость. Значит я что то, но излагаю правильно.
Потом, при необходимости я всегда могу предоставить прямые цитаты из общеуважаемых источников. Если вы считаете, что я неверно "пересказываю", то укажите, что вас смущает, а я постараюсь привести прямые цитаты из указанных источников.
Если по вопросу, что скорость света это не вполне скорость мы единодушны, то может вы для примера скажите, что я неверно обрисовал в предыдущем своём комментарии? Или ваши слова о моем невладении материалом это был просто обесценивсющий жест мимоходом? Я со своей стороны готов пояснить за каждое слово и доказать, что в обозначено объёме материалом я владею.
Опять же, я совсем не навязываюсь в спорщики и если вы заявили о моей невежественности только по сиюминутному эмоциональному порыву от неудовольствия по прочтению моего предыдущего комментария, то я готов считать "инцендент" исчерпанным.. Случайные "уколы" я готов терпеть без ответной реакции, я совсем не конфликтный человек. Собственно наша коммуникация в соседней теме тому подтверждение. Если есть возможность избежать жёсткого обменом мнениями, то я только за.
Если же у кого то ко мне реальные "претензии", тогда могу пояснить за свои слова.

[warlock66613]

Feliks65, я расписал в чём вы не правы. То, что вы этого не поняли, отдельная история.

[Mikhail_K]

Feliks65 в сообщении #1736297 писал(а):

Одностороннюю скорость света

Односторонняя скорость света - бессмысленное понятие.
Скорость - это отношение пути к затраченному времени. Затраченное время - это разность показаний часов в точке финиша и в точке старта. Но эта разность зависит от того, как именно настроены часы в этих точках. Может, часы в одной точке "спешат" или "отстают" по сравнению с часами в другой точке, тогда измеренное затраченное время может получиться каким угодно и даже отрицательным. А никакого глобального объективного "сейчас" в теории относительности не существует, поэтому не существует и объективного "затраченного времени", и объективной "односторонней скорости". Суть не в том, что мы не можем её вычислить, а в том, что её просто не существует, у неё нет объективного определения.

Тем не менее, хотя часы в разных точках можно настроить (синхронизировать) как угодно, но есть удобные и неудобные способы. И вот, оказывается, что существует способ (эйнштейновская синхронизация), при котором скорость света всегда будет одной и той же, во всех направлениях. Этот способ однозначно удобнее всех остальных, выделяется среди них, поэтому его выбирают по умолчанию. Но это не означает никакого "подлога" или "лжи во благо", как Вы говорите. Это просто выбор системы координат, при этом важно, что нет никаких причин выбирать какой-нибудь другой способ. Неудобные системы координат, в которых односторонняя скорость получается разной - существуют, но это артефакт этих систем координат, "неправильной" синхронизации часов, а не что-то объективное. Примерно в таком же смысле мы говорим, что "Земля обращается вокруг Солнца, а не Солнце вокруг Земли", хотя это так только в определённых системах координат.

[Dedekind]

EUgeneUS in post #1736263 писал(а):

Если свет - корпускулы, как считал Ньютон, то они могут испускаться с некой фиксированной скоростью относительно излучателя.

Но тогда же их скорость не будет инвариантна в ИСО приемников. Ну или я не совсем понял, о чем вы.

[DimaM]

Dedekind в сообщении #1736310 писал(а):

Но тогда же их скорость не будет инвариантна в ИСО приемников. Ну или я не совсем понял, о чем вы.

Согласно Галилею, скорость света как корпускул относительно приемника определяется относительной скоростью источника и приемника. В этом случае нет смысла разделять движение источника и приемника.
Такая баллистическая гипотеза дает интересные эффекты при наблюдении двойных звезд, которые не согласуются с наблюдениями.

[Mihr]

Feliks65 в сообщении #1736297 писал(а):

Одностороннюю скорость света верифицировать нельзя, зато можно верифицировать среднюю скоростьсигнального агента по замкнутый траектории туда-сюда.

Посмотрите, пожалуйста, следующий текст. По-моему, написано очень хорошо:

Someone в сообщении #1094394 писал(а):

Вопрос, связанный с обсуждаемым: является ли скорость света в противоположных направлениях одинаковой?
Оказывается, что невозможно измерить скорость света при его распространении в одном направлении. Потому что для этого нужно использовать двое часов, расположенных в точке старта и в точке финиша сигнала. Для того, чтобы вычисления скорости по формуле $v=\frac s{t_2-t_1}$ ($v$ — средняя скорость, $s$ — пройденное им расстояние, $t_1$ — показания часов в момент старта, $t_2$ — показания часов в момент финиша), часы должны быть каким-то способом синхронизированы, чтобы их показания были согласованными. Мы не можем синхронизировать часы в одном месте, а потом перенести их в другое место, так как не знаем, что при этом с часами произойдёт: при переносе они могут отставать или спешить. Поэтому их нужно синхронизировать на расстоянии, а это связано с передачей сигналов, скорость которых мы как раз и хотим измерить.
Поэтому мы можем делать в какой-то степени произвольные предположения о скорости света "туда" и "обратно". Эйнштейн из возможных предположений выбрал простейший вариант: скорость света "туда" и "обратно" одинаковая. Это и привело к инвариантности скорости света.

Не нужно думать, что при другом предположении получилась бы другая теория. Получилась бы та же СТО, но в неудобных системах отсчёта и с более сложными формулами, но с теми же физическими следствиями.

Фактически СТО в изложении Эйнштейна была основана на трёх явно сформулированных физических предположениях.
0) Способ синхронизации часов, выбранный Эйнштейном, является непротиворечивым.
1) Инерциальные системы отсчёта равноправны (в том смысле, что физические законы описываются в них одинаковыми уравнениями).
2) Скорость света не зависит от движения источника.

Перечисляя постулаты СТО, "нулевой" постулат обычно забывают.

P.S. И да. Как сказал alexo2, название "скорость света" следует рассматривать просто как исторический артефакт. С современной точки зрения, речь идёт о фундаментальной скорости распространения взаимодействий. Просто во времена создания СТО не знали других фундаментальных взаимодействий, кроме электромагнитного, скорость распространения которых можно было бы измерить.