Фальсифицируемость СТО

[Schnibble]

Вагон двигается с постоянной скоростью $v$ относительно платформы и приближается к стоящему на ней наблюдателю. В момент, когда задняя стенка вагона проходит на расстоянии $L$ от наблюдателя в центре этого вагона происходит световая вспышка. Когда свет достигает задней стенки от нее посылается уже звуковой сигнал, который распространяется как внутри вагона, так и снаружи. Аналогично, звуковой сигнал посылается и от передней стенки, когда ее достигает световая волна. Для удобства пусть наблюдатель располагается на платформе так, чтобы звуковой сигнал от обоих стенок доходил до него за равное время, то есть $L = \dfrac{l}{4}\cdot(2+\dfrac{v}{c+v}+\dfrac{v}{c-v})$, где $l$ - длина вагона.
Поскольку задняя стенка встретится со световой волной раньше чем передняя то, неподвижный наблюдатель услышит звуковые сигналы неодновременно, в то время как наблюдатель, расположенный в центре вагона получит их синхронно. Специальная теория относительности объясняет это явление тем, что одновременные события в одной ИСО могут быть неодновременными в другой.

Вопросы:
1. Поскольку в вагоне звуковые сигналы приходят к его центру синхронно, то в системе отсчета неподвижного наблюдателя звук должен распространяться в разные стороны с различной скоростью относительно вагона. Как это объяснить?
2. Допускаю, что $(1)$ теоретически объясняется. Тогда остается вопрос о возможности проведения такого или подобного эксперимента, который потенционально бы мог опровергнуть утверждение о неодновременности одновременных событий в различных ИСО. Если мы не можем разогнать вагон до релятивистских скоростей, и такой эксперимент в принципе невозможен, то теорию следует считать нефальсифицируемой.

[Dan B-Yallay]

(Могет быть)

Schnibble в сообщении #1065582 писал(а):

1. Поскольку в вагоне звуковые сигналы приходят к его центру синхронно, то в системе отсчета неподвижного наблюдателя звук должен распространяться в разные стороны с различной скоростью относительно вагона. Как это объяснить?

Обьяснить элементарно. Воздух в вагоне движется со скоростью вагона.
Разность распространения звуковых сигналов для неподвижного наблюдателя составит как раз скорость вагона/воздуха в вагоне.

[levtsn]

вагон не можем, но можем померять временные соотношения в большой точностью, так что скорости спутника уже достаточно, чтобы понять что сто проявляется.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Карантин»
по следующим причинам:

- неправильно набраны формулы (краткие инструкции: «Краткий FAQ по тегу [math]» и видеоролик Как записывать формулы).

Исправьте все Ваши ошибки и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено.
Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»

[AnatolyBa]

Schnibble в сообщении #1065582 писал(а):

Если мы не можем разогнать вагон до релятивистских скоростей, и такой эксперимент в принципе невозможен, то теорию следует считать нефальсифицируемой.

Теорию следует считать нефальсифицируемой, если она не может предложить никакой эксперимент.
А не из-за какого-то конкретного эксперимента невыполнимого из-за временных технических трудностей

[DimaM]

Хорошо бы конкретизировать предлагаемый эксперимент:
- что именно нужно сделать,
- что именно предлагается измерить,
- какой результат предсказывает теория,
- какой результат предсказывает автор темы.
Написать формулки.
После этого можно конструктивно пообсуждать.

[Geen]

Schnibble в сообщении #1065582 писал(а):

теорию следует считать нефальсифицируемой

Какую теорию? О вагоне и вспышке света посередине?
А если о СТО, то для фальсифицируемости достаточно наличия одного эксперимента для которого можно численно предсказать результат.

[Schnibble]

Dan B-Yallay в сообщении #1065585 писал(а):

Разность распространения звуковых сигналов для неподвижного наблюдателя составит как раз скорость вагона/воздуха в вагоне

В рамках СТО так быть не может, иначе для него звуковые сигналы сойдутся не по центру. Поэтому я и спрашиваю про скорость звука относительно вагона. Другими словами, почему в системе отсчета неподвижного наблюдателя звук по вагону вперед и назад распространяется с различной скоростью? Можно пока без расчетов, устроит ответ вроде "это нормально, по правилам сложения скоростей, если складывать скорость вагона и звуковых волн, то все сходится"

levtsn в сообщении #1065590 писал(а):

вагон не можем, но можем померять временные соотношения в большой точностью, так что скорости спутника уже достаточно, чтобы понять что сто проявляется.

Можно подробнее про временные соотношения? Какой реальный эксперимент можно провести, чтобы зафиксировать неодновременность событий в одной ИСО, одновременных при этом в другой. В качестве примера, я предложил вариант с вагоном, но он практически нереализуем. Замена вагона на спутник не вариант, хотя бы потому, что на орбите нет воздуха.

DimaM в сообщении #1065715 писал(а):

Хорошо бы конкретизировать предлагаемый эксперимент

Уточните, пожалуйста, это сообщение кому адресовано, мне или levtsn?

Geen в сообщении #1065719 писал(а):

Какую теорию? О вагоне и вспышке света посередине?
А если о СТО, то для фальсифицируемости достаточно наличия одного эксперимента для которого можно численно предсказать результат.

Для фальсифицируемости необходимо наличие такого эксперимента, который способен зафиксировать(или опровергунуть) неодновременность событий в одной ИСО, одновременных при этом в другой. Предложенный мной эксперимент подходит, но он, очевидно, никогда не может быть реализован на практике.

[DimaM]

Schnibble в сообщении #1065720 писал(а):

DimaM в сообщении #1065715 писал(а):
Хорошо бы конкретизировать предлагаемый эксперимент Уточните, пожалуйста, это сообщение кому адресовано, мне или levtsn?

Автору темы.

-- 23.10.2015, 15:06 --

Schnibble в сообщении #1065720 писал(а):

Для фальсифицируемости необходимо наличие такого эксперимента, который способен зафиксировать(или опровергунуть) неодновременность событий в одной ИСО, одновременных при этом в другой.

Неодновременность в одной ИСО удаленных событий, одновременных в другой ИСО - это классика СТО, вообще-то.

[Schnibble]

AnatolyBa в сообщении #1065714 писал(а):

Теорию следует считать нефальсифицируемой, если она не может предложить никакой эксперимент.
А не из-за какого-то конкретного эксперимента невыполнимого из-за временных технических трудностей

Ну, конкретно мой эксперимент с наблюдателем на релятивистских скоростях невыполним практически никогда. И вопрос был о возможности проведения такого или подобного эксперимента, который потенционально бы мог опровергнуть утверждение о неодновременности одновременных событий в различных ИСО.

DimaM в сообщении #1065715 писал(а):

- что именно нужно сделать

1. Объяснить почему звук по вагону распространяется назад и вперед с различной скоростью для неподвижного наблюдателя. Можно пока без расчетов, устроит ответ вроде "это нормально, по правилам сложения скоростей если складывать скорость вагона и звуковых волн, то все сходится"
2. Предложить эксперимент, чтобы зафиксировать неодновременность событий в одной ИСО, одновременных при этом в другой

DimaM в сообщении #1065715 писал(а):

- что именно предлагается измерить

Скорость звука внутри вагона в системе отсчета неподвижного наблюдателя

[DimaM]

Schnibble в сообщении #1065726 писал(а):

1. Объяснить почему звук по вагону распространяется назад и вперед с различной скоростью для неподвижного наблюдателя. Можно пока без расчетов, устроит ответ вроде "это нормально, по правилам сложения скоростей если складывать скорость вагона и звуковых волн, то все сходится"

Ну и чем вас этот ответ не устраивает?

Schnibble в сообщении #1065726 писал(а):

Предложить эксперимент, чтобы зафиксировать неодновременность событий в одной ИСО, одновременных при этом в другой

Какие именно события в вашем эксперименте являются одновременными/неодновременными?

Schnibble в сообщении #1065726 писал(а):

Скорость звука внутри вагона в системе отсчета неподвижного наблюдателя

Как именно ее предлагается измерить?


Если не зацикливаться на звуке, то скорость волн в движущейся среде измерялась неоднократно. Для света это, например, классический опыт Физо по "увлечению".
Для звука это еще и проще, видимо, поэтому громких экспериментов не припоминается сходу.

[Pphantom]

Schnibble в сообщении #1065720 писал(а):

Другими словами, почему в системе отсчета неподвижного наблюдателя звук по вагону вперед и назад распространяется с различной скоростью? Можно пока без расчетов, устроит ответ вроде "это нормально, по правилам сложения скоростей, если складывать скорость вагона и звуковых волн, то все сходится"

Давайте рассмотрим другой эксперимент. Две стюардессы, раздающие напитки в самолете, движутся одна вперед, другая - назад по салону с одинаковыми скоростями относительно самолета. Почему они движутся с разными скоростями относительно поверхности земли и какое отношение к СТО имеет этот результат?

[Someone]

Schnibble в сообщении #1065720 писал(а):

Другими словами, почему в системе отсчета неподвижного наблюдателя звук по вагону вперед и назад распространяется с различной скоростью?

Потому что воздух внутри вагона движется вместе с вагоном. Дальше Вы можете применить хоть классическое, хоть релятивистское "правило сложения скоростей" (для звука в железнодорожном вагоне разница между ними микроскопическая) и получите разные скорости вперёд и назад для наблюдателя, неподвижно стоящего на перроне.

Schnibble в сообщении #1065726 писал(а):

Предложить эксперимент, чтобы зафиксировать неодновременность событий в одной ИСО, одновременных при этом в другой

Вы немного не понимаете ситуацию. "Одновременность" или "неодновременность" событий, происходящих в разных местах, разделённых пространственноподобным интервалом — это результат произвольного соглашения о способе синхронизации часов. Часы в этих двух местах можно установить так, что они в момент появления событий будут показывать одинаковое время, а можно, наоборот, установить их так, что показания на них будут разными. В СТО стандартно принят такой способ синхронизации, при котором скорость света в вакууме "туда" и "обратно" получается одинаковой, но можете синхронизировать часы как угодно, лишь бы выполнялись определённые условия. Формулы станут сложнее, но с СТО ничего не случится.

Так какой Вы хотите физический эксперимент по проверке произвольного соглашения?

[Geen]

Schnibble в сообщении #1065720 писал(а):

Для фальсифицируемости необходимо наличие такого эксперимента, который способен зафиксировать(или опровергунуть) неодновременность событий в одной ИСО, одновременных при этом в другой.

Для фальсифицируемости чего??? Нет никакой теории о [не]одновременности событий. Есть СТО. А для её фальсифицируемости не обязателен именно "эксперимент по проверке одновременности".