Как нарушить закон причинности, имея сверхсветовые частицы?

[Neloth]

vicont в сообщении #503830 писал(а):

У вас опять чтобы определить скорость, надо знать другую скорость, а чтобы определить ту скорость надо будет знать какую-то третью скорость.... И так до бесконечности...

Да не нужно там определять никакую скорость!
Мы измеряем расстояние и суммарное время пути туда и обратно. Вы можете считать, что время пути туда не совпадало с временем пути обратно, но в этом случае у вас должен быть четкий ответ на вопрос, как именно отличались промежутки времени и почему.

vicont в сообщении #503830 писал(а):

Синхронизацию часов, в частности по Эйнштейну, можно провести вобще не зная скорости сигнала.

Вообще не зная — нельзя. Иначе мы могли бы взять любой сигнал и приписать ему любую скорость.

vicont в сообщении #503921 писал(а):

Пока вы не построили систему отсчета, вы не можете знать скоростей сигнала в одном направлении, неважно световой это сигнал или нет.

Ага, только если вы хотите, чтобы построение закончилось удачно, вам придется взять именно световой сигнал и именно скорость света. Припишете равенство скоростей в обе стороны какому-то другому сигналу — получите существенно другой результат.

vicont в сообщении #503830 писал(а):

Мы с вами говорили не о том странные свойства у света или не странные. А о построении системы отсчета в части синхронизации часов. Так что не надо пытаться сменить тему.

А я как бы тонко намекаю, что принцип относительности, и световые сигналы, и определенное значение скорости света — все это неспроста, и ваша попытка с нуля построить систему отсчета, так, будто бы мы вот прям сейчас узнали о существовании часов и световых сигналов, никакого результата не даст.

vicont в сообщении #503830 писал(а):

Таким образом, синхронизация часов, это стандарт для определения времен событий в некоторой системе отсчета. И он не является единственным.

В этой трогательной истории вы упустили важный момент: то что вы описываете — это фиксированные последовательности действий, которые можно воспроизвести в различных пространствах. И результат будет зависеть не только от того, что именно мы делаем, но также от свойств пространства, в котором мы находимся, и физических процессов, которыми мы пользуемся. При каких-то условиях, возможно, не получилось бы однозначно воспроизвести даже отдельные этапы этой последовательности, а где-то вся она оказалась бы абсолютно бесполезной, потому что для определения времени проще было бы раздать всем наблюдателям предварительно синхронизированные часы.

Для того, чтобы говорить о процедуре синхронизации и ее результатах, нужно иметь некоторые представления о свойствах пространства, в котором мы будем ее проводить, иначе дальше описания последовательности действий дело не пойдет.
СТО — это не способ синхронизации, это определенное представление о пространстве. Даже если описание этой теории начинается с указания процедур, которые позволили бы нам определять время и место событий, это не значит, что именно на этом она и основана, просто предполагается, что, как читатель Эйнштейна, вы должны были заранее ознакомиться с тем, что было известно о нашем пространстве на тот момент, и держать это в уме, пока читаете о синхронизации часов .

[vicont]

Neloth в сообщении #503963 писал(а):

Вы можете считать, что время пути туда не совпадало с временем пути обратно, но в этом случае у вас должен быть четкий ответ на вопрос, как именно отличались промежутки времени и почему.

По большому счету не должен. Главное, чтобы результат был воспроизводим и непротиворечив. Это позволит сравнивать между собой результаты различных измерений, искать закономерности процессов и пресказывать их результаты. В противном случае, если невоспроизводим или противоречив, мы просто запутаемся в результатах собственных измерений.

Neloth в сообщении #503963 писал(а):

Вообще не зная — нельзя. Иначе мы могли бы взять любой сигнал и приписать ему любую скорость.

Да мы и так можем приписать сигналу любую скорость. Просто выбором единиц измерения, например. Разве от этого что-то изменится по большому счету?
Ну возьмем мы звук, например, придумаем процедуру синхронизации, такую, чтобы его скорость оказалась в каком-то направлении 300000 км/с. Так скорость света при этом тоже изменится. И мы все равно свет со звуком не спутаем.

Neloth в сообщении #503963 писал(а):

Ага, только если вы хотите, чтобы построение закончилось удачно, вам придется взять именно световой сигнал и именно скорость света.

Удачно, это значит, что построение воспроизводимо и непротиворечиво. И световой сигнал тут совсем необязателен. Можно и звуковой взять, например. И все закончится удачно.

Neloth в сообщении #503963 писал(а):

Припишете равенство скоростей в обе стороны какому-то другому сигналу — получите существенно другой результат.

Вот с этим я абсолютно согласен. Именно об этом я вам и говорил. Если вместо света взять звук, то получится синхронизация отличная от Эйнштейновской. Если взять сигнал с бесконечной скоростью туда-обратно, то получится синхронизация, отличная от двух вышеназванных.

Neloth в сообщении #503963 писал(а):

А я как бы тонко намекаю, что принцип относительности, и световые сигналы, и определенное значение скорости света — все это неспроста,

А разве я говорил, что спроста? Популярность инерциальных систем отсчета, например, связана с тем, что в них законы механики выражаются наиболее простым способом. Согласитесь, что это весьма удобно. И принцип относительности очень удобная штука. Существенно упрощает жизнь.

Neloth в сообщении #503963 писал(а):

и ваша попытка с нуля построить систему отсчета, так, будто бы мы вот прям сейчас узнали о существовании часов и световых сигналов, никакого результата не даст.

Смотря что называть результатом. Зная как именно строится система отсчета, я могу построить такую, какая мне хочется, в тех рамках, разумеется, которые предоставляет мне природа. Это ведь результат. Другое дело, что опыт исследователей позволил среди множества систем отсчета найти самые удобные для исследования законов природы. Хотя для решения конкретных задач применяют и другие системы отсчета, в которых решение оказывается гораздо проще.

Neloth в сообщении #503963 писал(а):

И результат будет зависеть не только от того, что именно мы делаем, но также от свойств пространства, в котором мы находимся, и физических процессов, которыми мы пользуемся.

Пространство и в классической механике, и в СТО постулируется однородным и изотропным. Но в общем случае вы, разумеется, правы. Наш произвол при строительстве систем отсчета ограничен законами природы. Самый яркий пример: системы отсчета, которые применялись в классической механике, оказалось невозможно построить в реальности (по крайней мере при нынешнем уровне наших знаний).

Neloth в сообщении #503963 писал(а):

СТО — это не способ синхронизации,

Абсолютно согласен. Система отсчета, это всего навсего система отсчета.
Кстати, свою логическую цепочку я как раз и начал с того, что физика не меняется от перехода из одного класса систем отсчета в другой.

Neloth в сообщении #503963 писал(а):

Даже если описание этой теории начинается с указания процедур, которые позволили бы нам определять время и место событий, это не значит, что именно на этом она и основана,

Описание теории в данном случае не могло не начинаться с построения систем отсчета. Ведь содержание теории составляют физические законы, которые выражаются в математическом виде. Но формулы имеют смысл только при указании к какой системе отсчета они относятся.

Итак, мы похоже пришли к согласию, что синхронизация световым сигналом и сигналом с бесконечной скоростью туда-обратно дали бы существенно разные результаты? И что синхронизацию часов последним можно было бы провести с нуля, используюя процедуру как при синхронизации светом?

[Neloth]

vicont в сообщении #504351 писал(а):

По большому счету не должен. Главное, чтобы результат был воспроизводим и непротиворечив.

Если вы просто строите систему отсчета, объяснять все не обязательно. Но теория должна содержать все такие объяснения.
Ведь скорость и необходимость ее определять возникает не в результате выбора системы отсчета. Объективно у нас есть два наблюдателя, которые не находятся в одном месте и сигнал, который последовательно перемещается от одной точки пространства к другой, и фиксируется обоими наблюдателями. В связи с этим, мы можем приписать этому сигналу такую характеристику, как скорость, конкретная величина которой будет отчасти зависеть от того, как мы проведем измерения, а отчасти от физических свойств процессов, которые собственно и позволяют нам отправлять сигналы.

Скорость в одном направлении может отличаться от скорости в другом по разным причинам. Возможно, за отправку сигнала обратно отвечают совершенно другие процессы с другими физическими свойствами. Или дело исключительно в том, что нам захотелось, чтобы время приема сигнала было строго определенным. А может быть причина в самих наблюдателях, которые, например, сами движутся относительно среды в которой распространяется сигнал, и, заменив их, мы получим другой результат.
Теория в любом случае должна как-то прояснять этот момент.

vicont в сообщении #504351 писал(а):

Удачно, это значит, что построение воспроизводимо и непротиворечиво. И световой сигнал тут совсем необязателен. Можно и звуковой взять, например. И все закончится удачно.

Только надо будет объяснить, почему суммарное время движения сигнала туда-обратно различно для разных направлений и придумать, как переходить от одной системы отсчета к другой.

vicont в сообщении #504351 писал(а):

Смотря что называть результатом. Зная как именно строится система отсчета, я могу построить такую, какая мне хочется, в тех рамках, разумеется, которые предоставляет мне природа. Это ведь результат.

У нас здесь нет никаких систем отсчета и никто из присутствующих скорее всего ничего из описанного реально проделывать не будет, более того, мы не смогли бы воспроизвести все, даже если бы захотели. Мы ведь изначально обсуждаем несколько нереальный случай

Поэтому природа в нашем случае ничего предоставлять не собирается, придется взять какую-то из моделей пространства-времени и проводить гипотетическое построение систем отсчета в ней. Только так в имеющихся условиях мы можем получить результат.
Если нет возражений, предлагаю позаимствовать пространство-время у СТО.

vicont в сообщении #504351 писал(а):

Итак, мы похоже пришли к согласию, что синхронизация световым сигналом и сигналом с бесконечной скоростью туда-обратно дали бы существенно разные результаты? И что синхронизацию часов последним можно было бы провести с нуля, используюя процедуру как при синхронизации светом?

Процедуру синхронизации действительно можно было бы провести другими сигналами, но результаты могут как совпадать с результатами синхронизации светом, так и отличаться.
Световой сигнал удобен именно из-за своего особого свойства: для какого бы направления мы ни измерили время пути туда-обратно, оно всегда будет зависеть только от расстояния. Если мы возьмем звук, путь туда и обратно вдоль направления ветра займет больше времени, чем в перпендикулярных ему направлениях.
Но если ветра нет, синхронизация при помощи звукового сигнала даст нам точно такую же систему отсчета, как и синхронизация при помощи света (на самом деле, если мы не будем упираться и введем поправку на ветер, синхронизация звуковыми сигналами даст тот же результат и в ветренную погоду).

Что касается синхронизации мгновенными сигналами, результат будет зависеть от того, какую теорию мы используем. В СТО, как это нетрудно видеть из закона сложения скоростей, для каждого наблюдателя мгновенными окажутся свои сигналы, и результаты синхронизации с их помощью и с помощью света для соответствующих ИСО совпадут.

[vicont]

Neloth в сообщении #504381 писал(а):

Если нет возражений, предлагаю позаимствовать пространство-время у СТО.

Возражений нет. За исключением уточнения. Пространство Минковкого это следствие лоренцевых систем отсчета, а не СТО. В рамках классической механики можно построить точно такое пространство-время.
Хорошо, попробуем не выходить за рамки лоренцевых систем отсчета.
Итак. У нас гипотетически есть сигнал для которого при движении между пунктами A и B $t_A_B+t_B_A=0, для упрощения пусть его скорость не зависит от скорости источника сигнала.
Событие 1: посылка сигнала из пункта A, координаты (икс, время) $(0,0)
Событие 2: приход сигнала в пункт B и его отражение $(x,t)
Событие 3: возвращение сигнала в пункт A $(0,0)
Вполне очевидно, что события 2 и 3 будут одновременными в любой СО.
А $t будет разным в разных СО.
В одной СО будет $t=0, а в других $t'=\frac{-vx/c^2}{\sqrt{1-v^2/c^2}}
Вполне очевидно, что в СО, где $t=0, для любого сигнала, скорость которого меньше скорости нашего гипотетического, будет $t_A_B+t_B_A=t_n>0. В других СО $t_n=\frac{t_n}{\sqrt{1-v^2/c^2}}>0
Так что послать сообщение себе в прошлое при помощи сигналов со скоростью больше скорости света невозможно. Несмотря на то, что в некоторых СО (но не во всех) скорость такого сигнала в одном направлении будет направлена против направления временной оси. Такое направление скорости никакое не движение в прошлое, это следтвие выбранной процедуры синхронизации часов.

Neloth в сообщении #504381 писал(а):

В СТО, как это нетрудно видеть из закона сложения скоростей, для каждого наблюдателя мгновенными окажутся свои сигналы, и результаты синхронизации с их помощью и с помощью света для соответствующих ИСО совпадут.

А вот если синхронизировать сигналом, для которого $t_A_B+t_B_A=0, то синхронизация часов совпадет со световой только в той СО, в которой $t=0 (красная СО), в остальных СО будут отличаться. И результат синхронизации во всех СО будет идентичным применявшемуся в классической механике.

Neloth в сообщении #504381 писал(а):

Световой сигнал удобен именно из-за своего особого свойства: для какого бы направления мы ни измерили время пути туда-обратно, оно всегда будет зависеть только от расстояния. Если мы возьмем звук, путь туда и обратно вдоль направления ветра займет больше времени, чем в перпендикулярных ему направлениях. Но если ветра нет, синхронизация при помощи звукового сигнала даст нам точно такую же систему отсчета, как и синхронизация при помощи света (на самом деле, если мы не будем упираться и введем поправку на ветер, синхронизация звуковыми сигналами даст тот же результат и в ветренную погоду).

Ну, световой сигнал, конечно, удобная штука. Ну разве что между часами воздух надо было бы выкачать. А если не выкачивать, то придется учитывать распределение температуры по пути следования (коэффициент преломления зависит от температуры). И ветер тоже надо будет учесть. Свет ветром тоже сносится (опыт Физо). Световой сигнал был выбран по другим причинам, которые к удобству не имеют отношения.
А синхронизация часов звуком совпадет со световой (при идеальных погодных условиях, как обычно принимается в теории) только в СО, неподвижной относительно воздуха. В движущихся относительно воздуха, стрелки часов окажутся расставлены по другому.

[Munin]

vicont в сообщении #504650 писал(а):

Возражений нет. За исключением уточнения. Пространство Минковкого это следствие лоренцевых систем отсчета, а не СТО. В рамках классической механики можно построить точно такое пространство-время.

Это ошибочное мнение. Системами отсчёта структура пространства-времени не определяется. Она сама по себе. Напротив, структура пространства-времени определяет, какие в нём возможны системы отсчёта (какие системы координат являются системами отсчёта). В рамках классической механики пространство-время одно - галилеево, в рамках СТО пространство-время другое - Минковского. Эта связь взаимно однозначна, никаких "построить" тут быть не может.

[Neloth]

vicont в сообщении #504650 писал(а):

Возражений нет. За исключением уточнения. Пространство Минковкого это следствие лоренцевых систем отсчета, а не СТО. В рамках классической механики можно построить точно такое пространство-время.

Нет, в рамках классической механики мы можем попытаться построить такие же системы отсчета, но результат будет совершенно иной. Пространство-время не нуждается в наших манипуляциях с часами, наоборот, именно от его свойств, зависит результат этой нашей деятельности.

vicont в сообщении #504650 писал(а):

Световой сигнал был выбран по другим причинам, которые к удобству не имеют отношения.

По каким же?

vicont в сообщении #504650 писал(а):

А вот если синхронизировать сигналом, для которого $t_A_B+t_B_A=0$, то синхронизация часов совпадет со световой только в той СО, в которой $t=0$ (красная СО), в остальных СО будут отличаться. И результат синхронизации во всех СО будет идентичным применявшемуся в классической механике.

Если он окажется идентичным, значит мы работаем в рамках классической механики. Если дело происходит в пространстве Минковского вам придется регулировать скорость хода движущихся часов, а свет все равно будет обладать особыми свойствами.

vicont в сообщении #504650 писал(а):

Несмотря на то, что в некоторых СО (но не во всех) скорость такого сигнала в одном направлении будет направлена против направления временной оси. Такое направление скорости никакое не движение в прошлое, это следтвие выбранной процедуры синхронизации часов.

Нет, это именно движение в прошлое, поскольку, независимо от ваших манипуляций с часами, за два перехода такими сигналам можно будет послать сообщение в свое прошлое.

Если мы работаем в СТО, значит при переходе от одной системы отсчета, построенной по определенной процедуре к другой, построенной таким же способом, должны определенным образом изменяться значения величин, измеренных в этих системах отсчета.
Чтобы узнать, как все будет выглядеть, надо брать те системы отсчета, которые в рамках СТО точно возможны, и смотреть, что происходит со скоростями при переходе между ними.

[vicont]

Neloth в сообщении #504939 писал(а):

Если мы работаем в СТО, значит при переходе от одной системы отсчета, построенной по определенной процедуре к другой, построенной таким же способом, должны определенным образом изменяться значения величин, измеренных в этих системах отсчета. Чтобы узнать, как все будет выглядеть, надо брать те системы отсчета, которые в рамках СТО точно возможны, и смотреть, что происходит со скоростями при переходе между ними.

Ну, дык, я ж так и сделал. Все исключительно в рамках лоренцевых СО. Неужели не заметили?

Neloth в сообщении #504939 писал(а):

Нет, это именно движение в прошлое, поскольку, независимо от ваших манипуляций с часами, за два перехода такими сигналам можно будет послать сообщение в свое прошлое.

Прошу прощения, но вы снова скатились на уровень мантр. Я покаказал, что даже при использовании мгновенного сигнала это невозможно. Теперь ваша очередь обосновать свое утверждение.


Об остальном потом. Сейчас спать сильно хочется.

[Утундрий]

(Оффтоп)

vicont в сообщении #504954 писал(а):

Я покаказал

Ах, как это верно!

[Jnrty]

vicont в сообщении #504954 писал(а):

Я покаказал, что даже при использовании мгновенного сигнала это невозможно.

Где?

[Neloth]

vicont в сообщении #504954 писал(а):

Ну, дык, я ж так и сделал. Все исключительно в рамках лоренцевых СО. Неужели не заметили?

Вы провели какие-то манипуляции со временем и интерпретировали результат, как вам захотелось.
СТО, как вам уже несколько раз объясняли, это не способ построения систем отсчета, пользуясь этой теорией, вы не можете просто списать полученные для какой-то ИСО результаты на синхронизацию часов, заявив, что на самом деле все совсем не так.

Во-первых, если для какой-то ИСО сигнал оказался не туда ориентирован во времени, нельзя списать этот результат на особенности данной системы отсчета, поскольку с помощью сверхсветовых сигналов такое же можно проделать и в других системах.

Во-вторых, все наблюдатели правильно ориентированы во времени и к происходящему в их системах относятся крайне серьезно. Если какой-то сигнал побывал в пункте B раньше, чем в пункте A, значит он движется из пункта B в пункт A. Один наблюдатель, возможно, не определит, с какой скоростью движется сигнал, но даже без синхронизации часов можно отличить движение в одном направлении от движения в противоположном, достаточно хотя бы предположить, что мы можем испускать сигналы в нужном нам направлении.

vicont в сообщении #504954 писал(а):

Теперь ваша очередь обосновать свое утверждение.

Я все жду обратной связи: вы уже познакомились с интересными следствиями закона сложения скоростей, которые возникают, если одна из них сверхсветовая?

[vicont]

Jnrty в сообщении #504987 писал(а):

Где?

Здесь.

vicont в сообщении #504650 писал(а):

Итак. У нас гипотетически есть сигнал для которого при движении между пунктами A и B $t_A_B+t_B_A=0, для упрощения пусть его скорость не зависит от скорости источника сигнала.
Событие 1: посылка сигнала из пункта A, координаты (икс, время) $(0,0)
Событие 2: приход сигнала в пункт B и его отражение $(x,t)
Событие 3: возвращение сигнала в пункт A $(0,0)
Вполне очевидно, что события 2 и 3 будут одновременными в любой СО.
А $t будет разным в разных СО.
В одной СО будет $t=0, а в других $t'=\frac{-vx/c^2}{\sqrt{1-v^2/c^2}}
Вполне очевидно, что в СО, где $t=0, для любого сигнала, скорость которого меньше скорости нашего гипотетического, будет $t_A_B+t_B_A=t_n>0. В других СО $t_n=\frac{t_n}{\sqrt{1-v^2/c^2}}>0
Так что послать сообщение себе в прошлое при помощи сигналов со скоростью больше скорости света невозможно. Несмотря на то, что в некоторых СО (но не во всех) скорость такого сигнала в одном направлении будет направлена против направления временной оси.

[Someone]

vicont в сообщении #505399 писал(а):

У нас гипотетически есть сигнал для которого при движении между пунктами A и B $t_A_B+t_B_A=0, для упрощения пусть его скорость не зависит от скорости источника сигнала.

Предположение, принятое "для упрощения", противоречит принципу относительности и правилу сложения скоростей в СТО.

vicont в сообщении #505399 писал(а):

Вполне очевидно, что события 2 и 3 будут одновременными в любой СО.

Вполне очевидно, что события 2 и 3 не будут одновременными в любой СО вследствие относительности одновременности.

Мне помнится, Вам об этом уже писали. Или я ошибаюсь?

[rudoms]

Как нарушить закон причинности, имея сверхсветовые частицы?

А разве наличие сверхсветовых частиц (имеется ввиду, перешедших от досветовой к сверхсветовой скорости) уже автоматически не нарушает принцип причинности? Тогда в чем смысл вопроса СТ?

[user55]

Tall в сообщении #496526 писал(а):

можно привести пример нарушения принципа причинности при движущейся быстрее скорости света частице?

Пример нарушения причинности в специальной теории относительности при превышении скорости света
http://cordially.narod.ru/science/FTL-causality.html

[rudoms]

user55 в сообщении #505490 писал(а):

Пример нарушения причинности в специальной теории относительности при превышении скорости света
http://cordially.narod.ru/science/FTL-causality.html

Это не пример нарушения принципа причинности, а тривиальное подтверждение того, что допущение серхсветовых сигналов приводит к нарушению принципа причинности (и потому невозможно).