Независимость скорости света

[Sergeir220]

Помогите разобраться с независимостью скоростью света от скорости источника.
Вот космический аппарат Вояджер-1 удалился от Земли на расстояние 87 а.е. или примерно 12 световых часов. Какой с него будет видна Земля и где? С Вояджер-1 мы должны видеть Землю там, где она находилась 12 часов назад. Но, если бы скорость света от Земли не зависела от скорости аппарата, то с Вояджера-1 мы видели бы Землю именно такой и там где она реально находится в тот же момент времени. То есть если бы в Вояджере-1 находилися космонавт и измерил расстояние до Земли, а затем сделал вывод, что на самом деле Земля уже не находится в той точке где он её видит так как свету необходимо 12 минут, что бы достичь его – был бы не прав. Так как же на самом деле? Он видит Землю там, где она была 12 часов назад или он видит Землю без всякой задержки по времени?
Видеть Землю без задержки кажется абсурдным. Мы же видим звезды такими, какими они были десятки и стони тысяч лет назад. Более того, мы даже «видим» реликтовое излучение которое приходит из глубины Вселенной показывая нам тот момент времени когда проходила рекомбинация и, по сути, мы видим сам процесс рекомбинации, изучая реликтовое излучение. То есть мы видим тот процесс, который проходил когда-то давно на заре рождения Вселенной, а не происходит сейчас.
Если сделать вывод, что космонавт увидит Землю там, где она реально находилась 12 часов назад (а так оно, как я понимают, и есть) то можно сделать и следующий вывод, что Вояджер-1 всё-таки двигался относительно света от Земли и скорость света от Земли относительно него была меньше 300000 км/с во время движения аппарата. Почему сделан такой вывод? Допустим, космонавт двигался со скоростью света и достиг точки в 12 световых часов от Земли через 12 часов. Затем остановился и сразу посмотрел на Землю. И он бы увидел её там, где она находилась 12 часов назад.. то есть свой старт на ней! Получается, что фотоны от Земли двигались вместе с ним с одной скоростью, а не на 300000 км/с быстрее него. То есть скорость света всё-таки уменьшалась на скорость движения корабля.
Если бы скорость света от Земли не уменьшалась, а была бы постоянной и не зависела от скорости движения то никакой 12 часовой задержки быть не должно и с аппарата должен быть вид на Землю в тот момент, где она реально находится спустя эти 12 часов. То же самое будет и при любых других скоростях движения аппарата. С Вояждера-1 должен открываться вид на Землю в реальный момент времени и без 12 часовой задержки, Солнце мы должны видить таким, какое она есть на самом деле, а не было 8 минут назад, а где-то в глубине космоса прямо сейчас происходит рекомбинация…
Какая версия правильная?

[eLectric]

Sergeir220 писал(а):

Допустим, космонавт двигался со скоростью света и достиг точки в 12 световых часов от Земли через 12 часов. Затем остановился и сразу посмотрел на Землю.

Так не бывает. Космонавт преодолевает этот путь мгновенно. Т.е. он одновременно находится и на Земле и в точке прилёта.

[Munin]

Sergeir220 в сообщении #383082 писал(а):

Но, если бы скорость света от Земли не зависела от скорости аппарата, то с Вояджера-1 мы видели бы Землю именно такой и там где она реально находится в тот же момент времени.

Это неверное следование. Из посылки вывод не следует (и на самом деле посылка верна, а вывод нет).

Sergeir220 в сообщении #383082 писал(а):

Если сделать вывод, что космонавт увидит Землю там, где она реально находилась 12 часов назад (а так оно, как я понимают, и есть) то можно сделать и следующий вывод, что Вояджер-1 всё-таки двигался относительно света от Земли и скорость света от Земли относительно него была меньше 300000 км/с во время движения аппарата.

Нельзя. Вы ошибочно пользуетесь нерелятивистской кинематикой. В кинематике СТО скорость света инвариантна.

Sergeir220 в сообщении #383082 писал(а):

Допустим, космонавт двигался со скоростью света и достиг точки в 12 световых часов от Земли через 12 часов. Затем остановился и сразу посмотрел на Землю. И он бы увидел её там, где она находилась 12 часов назад.. то есть свой старт на ней! Получается, что фотоны от Земли двигались вместе с ним с одной скоростью, а не на 300000 км/с быстрее него.

Проблема тут только в том, что "космонавт двигался со скоростью света", чего не бывает. Если бы космонавт даже на миллиметр в секунду двигался медленней скорости света, то фотоны от Земли двигались бы на 300000 км/сек быстрее него относительно него.

Sergeir220 в сообщении #383082 писал(а):

Если бы скорость света от Земли не уменьшалась, а была бы постоянной и не зависела от скорости движения то никакой 12 часовой задержки быть не должно

Снова то же неверное следование. Заодно отучитесь повторять одну и ту же мысль дважды.

На вашем уровне рекомендуется книжка Тейлор, Уилер "Физика пространства-времени", которую можно скачать тут: http://www.poiskknig.ru/ .

eLectric в сообщении #383118 писал(а):

Так не бывает. Космонавт преодолевает этот путь мгновенно. Т.е. он одновременно находится и на Земле и в точке прилёта.

Разумеется, нет. Для космонавта это выглядит как мгновение, но реально путь займёт и пространственный, и временной промежуток, а нулю будет равен только релятивистский интервал $s=\sqrt{c^2\Delta t^2-\Delta x^2}.$ Хотя интервал и задаёт метрику, ошибочно думать, что он так же обнуляет разности координат.

[eLectric]

Ну, да. Я и имел ввиду космонавта. По тексту: "Допустим, космонавт двигался со скоростью света и достиг точки в 12 световых часов от Земли через 12 часов. Затем остановился и сразу посмотрел на Землю. И он бы увидел её..."

[Munin]

Ну так в этом тексте достаточно очевидно (при попытках его интерпретации как корректного), что речь не может идти о часах космонавта.

[Sergeir220]

Спасибо! Конечно же речь не идет о часах космонавта.

[Munin]

До меня в своё время очень трудно доходил тезис, как это так происходит: разность скоростей одна, а относительная скорость другая. Но зато когда дошёл (вместе с математической схемой, почему и как), это было потрясающе.

[Sergeir220]

Понимаю..

[Munin]

До вас-то он дошёл?

[caxap]

Munin в сообщении #383373 писал(а):

До меня в своё время очень трудно доходил тезис, как это так происходит: разность скоростей одна, а относительная скорость другая. Но зато когда дошёл (вместе с математической схемой, почему и как), это было потрясающе.

До меня не дошло. Не можете пояснить поподробней?

[Munin]

Тут надо аккуратно перейти от образно-интуитивных представлений к чёткой математической формулировке. Тогда проще примириться с тем, что эта формулировка может быть другой, а потом начать на её основе строить другую интуицию.

Когда мы (с "дорелятивистской" интуицией) представляем себе движение, мы представляем себе процесс, разворачивающийся в нашем внутреннем мысленном времени. Надо нарисовать его график в пространственно-временных координатах, и понять, что из наших интуитивных представлений чему соответствует на этом графике. В результате складывается картина, что этот график "физически" складывается из "слоёв" для каждого отдельного $t,$ и эти "слои" могут "скользить" один по другому сравнительно свободно (Пенроуз то же самое описывает как колоду карт или стопку листов бумаги), в зависимости от того, как реально движется наблюдатель или начало отсчёта.

После этого надо ограничить себя только инерциальными преобразованиями, которые соответствуют "скольжению" в виде линейного сдвига $\Delta x\sim\Delta t,$ и представить себе, что на самом деле вместо "скольжения" может иметь место и поворот. Вот это самое сложное, всё внутри сопротивляется, "почему это вдруг?". Но если это сделать, уговорить себя сосуществовать с такой возможностью хотя бы мысленно, дальше уже всё идёт под горку.

Ломаются представления о "реальном одновременно существующем мире" (и возникает "реальный существующий во всём пространстве-времени мир"), о равенстве разностей скоростей в разных системах отсчёта (и возникает представление об инвариантном соотношении пространственно-временных скоростей, и вообще пространственно-временных траекторий), и т. п. Замена евклидовой метрики на псевдоевклидову в этом плане вообще мелкий, не заслуживающий большого внимания эпизод (хотя к этой метрике потом приходится ещё долго привыкать, к её новому пониманию поворота на угол, поворотов в одну и в разные стороны, перпендикулярности). Изучение кинематики и механики вообще идёт как по маслу. Электродинамика посложней, но только из-за четырёхмерных тензоров, зверей незнакомых.