"Быстрее" скорости света

[Vladimir-80]

А если представить что-нибудь менее масштабное? Почтовый голубь и паровоз? Сигнал движется одновременно с описываемым им объектом. С сравнимой скоростью. Мы получили послание на голубиной лапке, и через час пришёл описываемый посланием паровоз. Хотя пути было двадцать часов.
С паровозами и голубями всё просто, мозг не напрягается даже, а вот как с ракетами и фотонами быть?

[Alex_J]

Vladimir-80
не прокатит. Ибо именно на масштабах сразу выпирает необходимость кораблю лететь 600 лет.

Ещё эксперимент. Мы на Ригеле посылаем сигнал, он летит 600 лет, а в это время летит корабль 601 год, что мы наблюдаем. Он прилетает на Землю и посылает сигнал о том, что долетел... правда увидеть мы его должны только через 601+600=1201 год (?!). Ведь не может же быстрее чем $\frac{2l}{c}$ а ещё точнее $\frac{l}{\gamma c}+\frac{l}{c}$ к нам прийти сигнал о достижении цели.
Но сигнал послан сразу же по прибытии, и мы наблюдали весь полёт, значит, и скорость корабля для нас должна быть такой, чтобы полёт длился почему-то не 601, а 1201 год... т.е. $v=0.5c$ минус копейка, т.к. не 1200 лет а 1201.

Где логическая ошибка?

И это противоречие подсказывает вернуться назад и увидеть, что корабль для Ригелян должен был лететь всего 601 год, из которых 1 год реальный на полёт, а ещё 600 на шествование сигнала о достижении Земли... а иначе концы с концами не сходятся... и где же тут ограничение скоростью света, господа?

Кто, где сидя, сколько должен увидеть лет полёта корабля и сигнала, чтобы ничему не противоречили наблюдданные?

Помогите учёным подогнать результаты под теорию!

-- 17.04.2013, 21:51 --

Давайте ещё по-другому попробуем.

Мы посылаем на Луну пучок лазера, столь мощный, что видим от него пятно на Луне.
Пусть для простоты до Луны расстояние 1 св.сек.
Свет доходит за 1 сек, отражается, ещё 1 сек - и мы видим пятно.
Для нас прошло 2 сек.
Если бы фотон был наблюдаемым, мы бы увидели, будто он летит 2 сек, ибо мы тогда имели бы возможность проследить весь его маршрут вплоть до его "падения" на Луну с образованием пятна. Ведь для нас между моментом наблюдения достижения фотоном Луны и первой долей секунды появления пятна, что связано с возвратом к нам отражённых лучей, пауза нулевая. Т.е. поток информации как от фотона (воображаемый), так и от корабля (реальный) - непрерывен.

И мы приходим к выводу, что фотон летел со скоростью $\frac{c}{2}$ для нас, а иначе как преодолеть противоречия?

Но тогда покажите релятивистскую формулу, из которой это должно следовать.

-- 17.04.2013, 22:35 --

В соседней ветке много флуда, поэтому я напишу сюда. Там упоминалось "сжатие пространства в точку впереди по направлению движения", тогда как по бокам - тьма непроглядная.

Качественно это могло бы быть объяснено по аналогии со встречным ветром: при небольшой скорости движения фотоны попадают со всех сторон, но чем быстрее движешься, тем больше фотонов попросту летят "в лоб", т.е. спереди. Если промаркировать, условно, каждый фотон - от какого источника он летит - то мы увидим, что даже те, что летели с флангов, попадают нам всё равно спереди, встречным потоком.

И хотя скорости этих фотонов остаются $c$, геометрически они ведут себя так же, как скажем капли дождя при быстрой езде: они попадают в лицо, но мы же из этого не будем делать вывод, что туча находится впереди. Если что - мы можем посмотреть вверх и увидеть тучу там. Но поскольку фотоны - единственный источник информации для нас в космосе, то мы смотрим и делаем вывод, будто пространство сжимается в точку перед нами.

И это прекрасно описывается исходя из предположений об искажении геометрии - численно. И столь же прекрасно, вот, по аналогии с дождём - качественно.

[Sergeevich]

Alex_J в сообщении #711758 писал(а):

Если бы фотон был наблюдаемым, мы бы увидели, будто он летит 2 сек, ибо мы тогда имели бы возможность проследить весь его маршрут вплоть до его "падения" на Луну с образованием пятна. Ведь для нас между моментом наблюдения достижения фотоном Луны и первой долей секунды появления пятна, что связано с возвратом к нам отражённых лучей, пауза нулевая. Т.е. поток информации как от фотона (воображаемый), так и от корабля (реальный) - непрерывен.
И мы приходим к выводу, что фотон летел со скоростью для нас (с/2), а иначе как преодолеть противоречия?

На мой взгляд, здесь логическая ошибка. В начале мы принимает за констатну скрость, а затем пытаемся ее же вычислить по времени отражения от Луны. Тогда ма должны знать расстояние до Луны!
Так, например в воде и в воздухе разная скорость звука. Поэтому не зная ее, мы не можем вычислить расстояние. Не зная расстояние, зная время отражения - не вычислим скорость и т.д.

-- 17.04.2013, 22:11 --

Alex_J в сообщении #711758 писал(а):

И хотя скорости этих фотонов остаются , геометрически они ведут себя так же, как скажем капли дождя при быстрой езде: они попадают в лицо, но мы же из этого не будем делать вывод, что туча находится впереди. Если что - мы можем посмотреть вверх и увидеть тучу там. Но поскольку фотоны - единственный источник информации для нас в космосе, то мы смотрим и делаем вывод, будто пространство сжимается в точку перед нами.

И это прекрасно описывается исходя из предположений об искажении геометрии - численно. И столь же прекрасно, вот, по аналогии с дождём - качественно.

Похоже, что так "работает" аберация. А все кто сбоку будут разворачиваться "мордой" к нам .
Еще есть интерпретация аберации при вращательном движении, на мой взгяд спорная, но я пока ошибки не нашел
http://elementy.ru/blogs/users/alio/67598/#67629

[Someone]

Alex_J в сообщении #711758 писал(а):

Если бы фотон был наблюдаемым, мы бы увидели, будто он летит 2 сек, ибо мы тогда имели бы возможность проследить весь его маршрут вплоть до его "падения" на Луну с образованием пятна.

Мы ведь понимаем, что сигнал проходит двойной путь.

Alex_J в сообщении #711758 писал(а):

мы смотрим и делаем вывод, будто пространство сжимается в точку перед нами

Не пространство. Световые пучки сжимаются.

[Alex_J]

Someone в сообщении #711830 писал(а):

Мы ведь понимаем, что сигнал проходит двойной путь.

И проходит он от летящего объекта - пусть это корабль со скоростью 0.9999c, и у него на борту снаружи светит лампочка, и хотя из-за Доплера свет смещается в диапазон вплоть до длинноволнового - мы продолжаем его наблюдать непрерывно!

И мы видим что корабль отдаляется со скоростью 0.9999c и затем по достижении мы видим от него сигнал о достижении цели, но мы знаем, что сигналу, действительно, нужно преодолеть полное расстояние от цели до нас!

Мы видим: цель на расстоянии $l$. Корабль улетел с $v=0.9999c$. Мы фиксировали эту скорость. Через $t=\frac{l}{0.9999c}$ он долетел (мы видим) и тут же - сигнал, который летел очевидно $t_1=\frac{l}{c}$.

Что делать дальше, чтобы не получить $\Delta t = t_1-t = 0.0001\frac{l}{c}$ - время полёта корабля в нашей ИСО?

Только, разве что, фиксировать в течение полёта $v=\frac{c}{2}$, а на основании чего мы должны это фиксировать? И очевидно визуально такая скорость есть максимальная регистрируемая при полёте корабля от нас?

[Sergeevich]

Someone в сообщении #711830 писал(а):

Не пространство. Световые пучки сжимаются.

Как Вы считаете, пространство перед кораблем тоже сжимается? (всегда говорили о сокращении длины, движущегося предмета, а не пространства перед кораблем. Тогда, что у него сзади ? )
Я пытался прояснить это вопрос в соседней ветке, но ее уже загадили.

[Denis Russkih]

Alex_J

Вы задали очень интересные вопросы. Надеюсь, что кто-нибудь из знающих людей прольёт свет на это дело.

Мне со своей дилетантской колокольни кажется, что Ваша ошибка в том, что Вы почему-то наблюдение воспринимаете как мгновенный процесс, тогда как на самом деле он происходит со скоростью не выше световой.

Если мы с Земли отправим к другой звезде корабль с околосветовой скоростью, и он будет по нашему времени лететь 601 год, преодолевая расстояние в 600 световых лет, и всё это время космонавты будут слать записи в Твиттер, то к моменту достижения космонавтами конечной точки (через 600 лет) мы получим лишь те записи, которые космонавты отправили где-то на середине маршрута, то есть, 300 лет назад. (Для наглядности представим, что твит "Ура, половина пути позади!" был отправлен ровно на середине пути, и всё это время послание летело в одну сторону, а космонавты - в другую, с почти такой же скоростью.) Фактически, этот твит следует читать как "Мы уже там", так как к моменту получения нами сигнала космонавты как раз достигнут цели. :) Мы получим сообщение, что полпути пройдено, как раз тогда, когда космонавты уже будут готовиться ступить на поверхность иной планеты, и будет это через 601 год после старта корабля, по нашему времени. :)

Твит "Вот мы и прилетели!" будет получен лишь спустя ещё 600 лет. То есть, хотя по нашему времени путешествие продлится 601 год, но из-за запаздывания сигнала у нас будет иллюзия, что корабль летел 1201 год. Для космонавтов же путешествие займёт вообще очень короткое время, из-за релятивистских эффектов. :)

Вот что мне не совсем понятно, так это то, что будет, если космонавты сразу по прибытии решат отправиться домой. Получается, мы через 1201 год после старта получим твит: "Вот мы и прилетели! Разворачиваемся назад!", - затем в течение года ещё лавину новых твитов с отчётами об обратном пути, а в конце года прилетят сами космонавты? :) И это будет на 1202 год после их старта с Земли?

По идее, всё должно происходить именно так, но я сомневаюсь, вдруг я что-то неправильно понимаю.

[Alex_J]

(Оффтоп)

Твиттер помогает понимать СТО !
Зачетная реклама сервису!

[JoAx]

Denis Russkih в сообщении #711859 писал(а):

Alex_J
...

Всё верно, Denis Russkih.
Синие, красные линии - пути света:

[epros]

Alex_J в сообщении #711850 писал(а):

Что делать дальше, чтобы не получить $\Delta t = t_1-t = 0.0001\frac{l}{c}$ - время полёта корабля в нашей ИСО?

Не путаться в понятиях. Вы только что, абзацем выше, сказали, что время полёта - это $t$. С какой стати у Вас вдруг появилась эта разница?

[rustot]

Sergeevich в сообщении #711852 писал(а):

Как Вы считаете, пространство перед кораблем тоже сжимается? (всегда говорили о сокращении длины, движущегося предмета, а не пространства перед кораблем. Тогда, что у него сзади ?

если между двумя неподвижными в исо точками измерено расстояние, то в других исо оно меньше. это не к предметам относится а к любым координатам. пассажир корабля измерил расстояние между неподвижными для него носом и кормой корабля - для землянина это расстояние меньше. землянин измерил расстояние от земли до звезды - для пассажира это расстояние меньше

-- 18.04.2013, 11:13 --

Alex_J в сообщении #711850 писал(а):

Только, разве что, фиксировать в течение полёта $v=\frac{c}{2}$, а на основании чего мы должны это фиксировать? И очевидно визуально такая скорость есть максимальная регистрируемая при полёте корабля от нас?

непрерывно лоцировать корабль весь путь. сигнал постоянно варьировать, чтобы опознать какой именно из посланных импульсов вернулся. измерив около себя скорость улетающего лоцирующего сигнала $v_1$, возвращающегося отраженного сигнала $v_2$, предположив что его скорость остальную часть пути не меняется ни по величине ни по направлению - вы однозначно определяете задним числом положение и скорость корабля.

допустим в момент времени $t_2$ вы приняли сигнал, посланный вами в момент $t_1$. поскольку в обе стороны он прошел в вашей исо один и тот же путь s, равный расстоянию от вас до корабля в момент отражения, то $t_2-t_1 = s/v_1 + s/v_2$. вы определили что в момент времени $t=t_1+\frac{(t_2-t_1)v_2}{v_1+v_2}$ корабль находился на расстоянии $s = \frac{(t_2-t_1)v_1 v_2}{v_1+v_2}$ от вас. так же измеряется и скорость и ускорение. так же и корабль измеряет расстояние до вас и вашу скорость.

это работает хоть у галлилея хоть в сто хоть с постоянной скоростью света хоть с эфирами хоть с локацией ультразвуком в атмосфере. единственное условие - в каждом направлении сигнал двигается по прямой с постоянной (не обязательно одной и той же в разных направлениях и для разных экземпляров сигнала) скоростью. то есть для увлекаемых эфиров не работает. и в атмосфере с переменными ветрами не работает

для $v_1=v_2=c$ получается $t = \frac{t_1+t_2}{2}$ и $s=\frac{(t_2-t_1)c}{2}$

[Sergeevich]

rustot в сообщении #711981 писал(а):

Sergeevich в сообщении #711852 писал(а):
Как Вы считаете, пространство перед кораблем тоже сжимается? (всегда говорили о сокращении длины, движущегося предмета, а не пространства перед кораблем. Тогда, что у него сзади ?


если между двумя неподвижными в исо точками измерено расстояние, то в других исо оно меньше. это не к предметам относится а к любым координатам. пассажир корабля измерил расстояние между неподвижными для него носом и кормой корабля - для землянина это расстояние меньше. землянин измерил расстояние от земли до звезды - для пассажира это расстояние меньше

Мне хотелось, бы узнать мнение Someone, но, тем не менее, поправлюсь:
(Возможно я не достаточно ясно сформулировал вопрос, рассчитывая на то, что все читали начало дискуссии.)

Для стороннего наблюдателя, корабль (речь идет о движущемся корабле с субсветовой скоростью) сокращается в длине - с этим никто не спорит!
Для стороннего наблюдателя, расстояние между кораблем и звездой 10 св.лет.
Теперь вопрос!
Существует утверждение, что:
для пассажира - сама ракета остается в прежнем виде - с этим тоже никто не спорит.
для пассажира - сжимается пространство по ходу движения ракеты, т.е. расстояние будет значительно меньше чем 10 св.лет.
То есть - пассажир будет считать, что звезда рядом, поэтому он так быстро долетел на небольшой скорости?
Отсюда пошли "догадки" о том, что для фотона /пространство "сплющено" в плоский блин, перпендикулярный оси движения./

Или, все-таки, пассажир будет видеть, что он очень быстро летит, так как время у него замедлилось?

-- 18.04.2013, 10:28 --

Так как при увеличении скорости увеличивается масса, то увеличение массы замедляет время - следовательно время замедляется, это факт!
Тогда получается, что и время замедлилось и расстояние сократилось, по ходу движения. И чем больше скорость, тем медленней он летит или не ускоряется, как ему кажется )))

[rustot]

Sergeevich в сообщении #712014 писал(а):

Или, все-таки, пассажир будет видеть, что он очень быстро летит, так как время у него замедлилось?

пассажир будет видеть что приближается он к звезде со скоростью меньшей скорости света. он может проверить этот факт локацией и своими часами. той же локацией он определит и что расстояние до звезды стало меньше, поэтому то он и до летит до нее по своим часам быстрее, чем считалось возможным на земле если не превышать скорость света. он и не превысил, по своим измерениям, но зато сократилось расстояние. потому-то двигаясь со скоростью меньшей скоростью света он и преодолеет 10 световых лет за час, что они уже для него не 10 световых лет.

[epros]

Sergeevich в сообщении #712014 писал(а):

Тогда получается, что и время замедлилось и расстояние сократилось, по ходу движения.

Разберитесь что относительно чего сокращается и замедляется. Расстояние сократилось в гамма раз относительно линейки космонавта. Это значит, что космонавт не удивится, что при «небольшой» скорости звезда «быстро» долетит до него (она ведь была «близко»). С точки зрения земного наблюдателя космонавт летит «далеко» и «долго».

[Sergeevich]

rustot в сообщении #712043 писал(а):

... он может проверить этот факт локацией и своими часами. той же локацией он определит и что расстояние до звезды стало меньше, поэтому то он и до летит до нее по своим часам быстрее, чем считалось возможным на земле если не превышать скорость света. он и не превысил, по своим измерениям, но зато сократилось расстояние. потому-то двигаясь со скоростью меньшей скоростью света он и преодолеет 10 световых лет за час, что они уже для него не 10 световых лет.

Вы знаете, именно так я раньше и рассуждал, не беря во внимание факт, что скорость света в любой системе отсчета одинакова.
Неясность появляется в способе измерения расстояния эхолотом.

Известный пример с лучом прожектора, зажженного на носу корабля. Что со стороны, что с корабля - скорость света будет одинакова.
Вроде парадокс, но объяснимо ( по правилу сложения скоростей, но можно объяснить проще):
-- со стороны - будет видно, что фронт волны луча идет со скоростью $c$, а корабль вслед за ним движется с отставанием.
-- с корабля - будет видно, что луч "летит" со скоростью $c$, но мы не забываем о времени с помощью которого пытаемся вычислить скорость.
Оно ведь замедлилось! И та разница отставания скорости корабля от скорости света, которые видны со стороны,
в точности (по преобразованиям Лоренца) скомпенсируется замедлением времени. Поэтому по корабельным часам мы подтвердим константу скорости!

Теперь вернемся к замеру расстояния эхолотом.
В точке 10 св.лет от звезды, где находился корабль отправляем импульс света к звезде.
Для нас (мы сторонние наблюдатели, рядом с кораблем ) он будет идти 10 лет и еще 10 лет назад.

Пусть корабль преодолевает это расстояние за 1 год внутренних часов.
Как определят расстояние до звезды на корабле?
Двигаясь с отставанием за импульсом света у них пройдет, по внутренним часам, времени меньше года, когда фронт волны достигнет звезды.
А когда импульс отразится от нее, то корабль будет еще ближе.
На основании этого замера, зная скорость света, они "подтвердят", что расстояние сократилось.