"Быстрее" скорости света

[Bobinwl]

(Оффтоп)

Munin в сообщении #714626 писал(а):

Интересно. Сделайте такую модель. Действительно, самостоятельно "покрутить в руках" постулаты может быть эффективней, чем излагать людям книжки.

Я предложил это Алия87, как альтернативу "сотням" популярных книг по СТО. Например, можно написать Тех. задание на разработку и разместить ее здесь же на форуме. Например, в разделе для программирования, может кто нибудь возьмется или посоветует бесплатных разработчиков. Такую визуальную модель с шаром можно рассматривать как "интерактивную" часть вашей книги по СТО (уже конечно электронной) - как популярную вводную.

Munin в сообщении #714663 писал(а):

не СТО, а некое множество теорий (например, всех линейных преобразований пространства-времени), чтобы можно было, меняя их параметры, наблюдать предсказываемые эффекты, и убедиться, что полное выполнение постулатов СТО (и набора релятивистских эффектов СТО) возможно только в одном случае - в СТО.

Для самой первой и простой модели можно вообще "ползунками" обойтись - для каждой координаты. Цель: собрать фотоны в одной точке одновременно (вспышки ритмично чередуются: испустил - получил - испустил). Придаем шару скорость (он остается при этом в одной точке - просто меняется скорость фотонов - их начинает "сносить" на приданную скорость) и пытаемся ползунками (преобразования координат / времени) собрать их в центре сферы одновременно. Действие ползунков отображается - сфера деформируется, течение времени тоже - например, меняется пульсация испускаемых фотонов. Фотоны испускаются, когда излученные соберутся обратно в одной "области". Специально написал "области" - так как при произвольных действиях ползунками фотоны будут собираться не в точке - т.е. первый придет в центр сферы, а остальные образуют при этом некоторую поверхность, которую надо свести в ноль действием ползунков. Для сравнения на экране нужно две сферы: лабораторная и движущаяся.
"Закрепляем" ползунки полученного результата (фотоны собрались в точку), смотрим "их поведение": в разных ИСО, с двумя шарами разной скорости. Например, пытаемся загнать два шара с разных сторон в трубу (движущихся с разными скоростями), смотрим на это с разных ИСО. Получаем нелепицу, понимаем, что какие то координаты лучше не менять. Двигаем другие ползунки и т.д.
Это отнюдь не задание на разработку, а так, неясные мечтания.

[Munin]

(Оффтоп)

Bobinwl в сообщении #714932 писал(а):

Я предложил это Алия87

А зачем? Алия87 умеет рисовать картинки, вы - писать программы, пусть каждый занимается своим делом. А предлагать то, чего сам не собираешься делать, это как-то...

Bobinwl в сообщении #714932 писал(а):

можно написать Тех. задание на разработку и разместить ее здесь же на форуме. Например, в разделе для программирования, может кто нибудь возьмется

Здесь не форум для девелоперских проектов, знаете ли.

[Bobinwl]

(Оффтоп)

Munin в сообщении #715119 писал(а):

А зачем? Алия87 умеет рисовать картинки, вы - писать программы, пусть каждый занимается своим делом. А предлагать то, чего сам не собираешься делать, это как-то...

Не умею я писать программы кроме "Hello world!", ну или чуть посложнее. Это была идея и довольно свежая, а их принято высказывать, особенно если сам не собираешься реализовывать. Я не собираюсь. Иначе бы это было моим ноу-хау, а о них помалкивают.

-- 25.04.2013, 10:08 --

(Munin)

Munin в сообщении #715119 писал(а):

Здесь не форум для девелоперских проектов, знаете ли.

Я имел в виду раздел "Программирования" (http://dxdy.ru/programmirovanie-f50.html), там тусуются разработчики. Они могут помочь, было бы желание получить эту помощь.

[rockclimber]

(Оффтоп)

Bobinwl в сообщении #715309 писал(а):

Munin в сообщении #715119 писал(а):

А зачем? Алия87 умеет рисовать картинки, вы - писать программы, пусть каждый занимается своим делом. А предлагать то, чего сам не собираешься делать, это как-то...

Не умею я писать программы кроме "Hello world!", ну или чуть посложнее. Это была идея и довольно свежая, а их принято высказывать, особенно если сам не собираешься реализовывать. Я не собираюсь. Иначе бы это было моим ноу-хау, а о них помалкивают.

Я бы может и попробовал бы написать (не думаю, что на это надо много времени), но пока решительно не представляю, какую картинку должен увидеть пользователь, и какие параметры ему подкручивать. Просто "сложение скоростей по правилам СТО/по Ньютону" нарисовать? Искривление пространства? Световые конусы? У меня фантазии не хватит придумать что-то наглядное, хотя основные идеи СТО/ОТО я вроде уловил. Создайте топик в "Программировании", обсудим.

[Bobinwl]

(Оффтоп)

rockclimber в сообщении #715324 писал(а):

Я бы может и попробовал бы написать (не думаю, что на это надо много времени), но пока решительно не представляю, какую картинку должен увидеть пользователь, и какие параметры ему подкручивать. Просто "сложение скоростей по правилам СТО/по Ньютону" нарисовать? Искривление пространства? Световые конусы? У меня фантазии не хватит придумать что-то наглядное, хотя основные идеи СТО/ОТО я вроде уловил. Создайте топик в "Программировании", обсудим.

Ох... Подумаю над ТЗ. Я вам тогда напишу, когда создам топик.

[Munin]

(Оффтоп)

Bobinwl в сообщении #715309 писал(а):

Не умею я писать программы кроме "Hello world!", ну или чуть посложнее.

Тогда и не предлагайте трудоёмких идей, которые реализовывать не вам.

Bobinwl в сообщении #715309 писал(а):

Это была идея и довольно свежая, а их принято высказывать, особенно если сам не собираешься реализовывать.

Вообще-то принято высказывать идеи не те, которые сам не собираешься реализовывать, а те, которые, даже если сам не собираешься их реализовывать, представляют собой ценность для окружающих. Идея "выкопать траншею от забора и до обеда" - более трудоёмкая, чем интересная.

rockclimber в сообщении #715324 писал(а):

Я бы может и попробовал бы написать (не думаю, что на это надо много времени), но пока решительно не представляю, какую картинку должен увидеть пользователь, и какие параметры ему подкручивать.

Картинок должно быть множество - разные эффекты СТО, переключаемые по чему-то типа tabs, или как-то видимые одновременно (например, по отдельному tab "View all"). Думаю, например, такой набор:
- демонстрация чисто координатных преобразований (несколько картинок, обязательно с пространственно-временными диаграммами);
- проверка выполнения 1 и 2 постулатов Эйнштейна (со 2 постулатом просто: изобразить распространение света, а для 1 постулата надо выбрать несколько простых явлений);
- основные релятивистские эффекты: замедление часов, сокращение стержней, относительность одновременности и нарушение синхронизации, аберрация света, ход световых часов;
- известные иллюстрации и "парадоксы" СТО: свет в движущемся вагоне, опыт с близнецами;
- несколько иллюстраций более сложных эффектов, для продвинутых студентов: групповые свойства преобразований Лоренца, волновые эффекты, электромагнитные, возможно, квантовые.
Пространственно-временные диаграммы обязательны, и наверное, сочетаются с иллюстрирующими их чисто пространственными картинками, либо статическими, либо зацикленными 1-3 секундными анимашками.
Картинки должны иметь индикацию (например, красную рамку), показывающую "соответствует СТО - не соответствует СТО". Например, если вы добились, что одна картинка соответствует СТО, надо иметь возможность подгонять другие параметры, не нарушая этого соответствия - или нарушая, при желании.

[Bobinwl]

(Оффтоп)

Munin в сообщении #715474 писал(а):

Тогда и не предлагайте трудоёмких идей, которые реализовывать не вам.

Да еще чего! Чего еще посоветуете мне не делать, дружелюбный вы наш? Может еще и не думать идеи, которые я не собираюсь реализовывать? Мда, зазнались.
Я вроде как согласился написать какое нибудь подобие ТЗ для своей идеи (в разделе Программирования), но вот замечу, что вы обладаете еще одним отвратительным талантом отвращения людей от хороших начинаний.

[Munin]

(Оффтоп)

Bobinwl в сообщении #715744 писал(а):

Может еще и не думать идеи, которые я не собираюсь реализовывать?

Это было бы полезно, но вам ещё лет 10 практики не хватает. А вот рот свой контролировать вы можете начать уже сейчас.

Bobinwl в сообщении #715744 писал(а):

Я вроде как согласился написать какое нибудь подобие ТЗ для своей идеи (в разделе Программирования), но вот замечу, что вы обладаете еще одним отвратительным талантом отвращения людей от хороших начинаний.

Ну пишите. После того, как rockclimber высказался.

[alex4130]

в этой, электро магнитно гравитационной вселенной, быстрее скорости света невозможно, это как пытатся обогнать самого себя. А построить в этом пространстве другую вселенную тоже не получится, фотон это приговор.

[Munin]

Давайте вы кашу в своей голове не будете вываливать на форум?

[Bobinwl]

(Типа ТЗ. Прошу ногами не топтать)

Ну раз я сказал, что подумаю над ТЗ, решил все же что то написать. Получилось очень много текста. Посему до конца (а край не виден) писать не стал. Не уверен, что за это кто то возьмется. По мне так это достаточно сложная "игрушка" получилась, особенно если подходить к обучению школьника ответственно и методично, а не просто сбацать некий "шар с полозками".

Цель: показать на визуальной модели выводы теории СТО «для самых маленьких». Которым интересно, почему именно определенные преобразования (Лоренца) лежат в основе теории. Для этого предлагается поиграть этими преобразованиями (координат / времени) и рассмотреть подробно к чему приводят любые другие кроме классических.
Далее эту модель будем называть игрой.
Вводные игры это постулаты Эйнштейна: они не доказываются, а даются как аксиомы. В их подтверждение приводится текст (из книжки, из википедии, из любого академического источника).
Для каждого постулата необходимо будет «визуальное подкрепление» (демонстрация), которые также дают вводные правила дальнейшей игры.
Интерфейс:
Расположение экранов игры страничное. Т.е. можно листать вперед / назад стрелками на экране, либо на клавиатуре.
1-й экран: текст первых двух постулатов.
2-й экран: Демонстрация первого постулата:
Две ракеты. Одна ниже другой. Под каждой расположена шкала, выложенная из столбиков.
Кнопка Пуск ракеты / Стоп ракета (совмещенная). При пуске одна из ракет (случайно) начинает двигаться, над ракетой появляется значок вектора скорости. Переместившись вправо экрана, ракета останавливается и навстречу ей начинают двигаться столбики – это образ того, что ракета продолжает движение с одной скоростью. Ряды столбиков расположены рядом с каждой ракетой (покоящейся и улетевшей) и занимают не все пространство экрана: от левого края почти до середины; от правого края почти до середины. Движение столбов происходит в рамках их зоны.
Скорость разгона ракеты можно регулировать: слева расположен вертикальный ползунок: от 0 до С (можно в км/с). Результат: меняется скорость столбиков, при скорости С подвижные столбики должны быть различимы. Скорость С здесь это вполне определенная скорость распространения света, радиосигналов и т.д. – на всех экранах она должна быть одинакова. Значение С «зашивается в код», не настраивается.
Появляется разъясняющий текст: после разгона ракеты обоих космонавтов вывели из сна и теперь они никогда не смогут выяснить в движущейся или покоряющейся ракете находится. Никакими опытами. Люки задраены.
Визуальные эффекты (необязательно): пламя из сопел при разгоне.
Кликом мыши по ракете можно перейти в ИСО ракеты: отображается как движение противоположных столбиков.
Кнопка Стоп тормозит столбики, улетевшая ракета исчезает и появляется на исходном месте.

3-й экран: Демонстрация второго постулата (постоянство скорости света):
Те же ракеты. Та же кнопка Пуск ракеты / Стоп ракета, но теперь уже Пуск ракеты / Радиолокация / Стоп ракете. Радиолокация доступна после разгона ракеты (когда она улетела в конец экрана).
Радиолокационный сигнал это три выпукло изогнутые линии с небольшим удлинением при движении луча (эффект расхождения луча). Сигнал распространяется точно по направлению от неподвижной ракеты к другой (можно обмен, но это сложнее реализовывать). Сигнал распространяется медленно. Новый сигнал излучается только по достижении предыдущего «зоны» движущихся столбиков». При подходе к зоне подвижных столбиков:
1. Он исчезает еще до зоны
2. Тут же появляется в зоне столбиков сносимый «потоком» столбиков (со скоростью C - V).
При переходе кликом мыши в движущуюся ракету дополнительно к описанным эффектам:
1. Сигнал краснеет - можно даже сделать линейную зависимость (насыщенности красного) от установленной скорости ракеты.
2. Сигнал перестает сносится и движется со скоростью С (и все следующие сигналы).
3. При этом новый излученный сигнал из неподвижной ракеты уже никак не сносится в зоне движущихся столбиков неподвижной ракеты.

Далее 4-й экран: Демонстрация конструкции / работы стандартных световых часов (излучение поперек движения, горизонтальное зеркало, вертикальный луч).
Поясняющий текст: <Дает описание часов. Почему именно такие часы рассматриваются: самая простая и наглядная конструкция. Говорится, что любые другие часы должны будут вести себя точно также>.
Визуальная картинка: показать распространение светового сигнала от излучателя до зеркала и обратно в детектор, после этого новый сигнал и счетчик тактов. Кнопка Пуск / Стоп для запуска / остановки. Световой сигнал отображается так же как и радиолокационный.
5-й экран: Двое часов. Экран аналогичен экрану с ракетами – вместо ракет часы, столбики также есть. Часы сразу тикают (с нулевого значения), видно распространение светового сигнала вверх/вниз, отбитые такты отображаются над ними. Часы идут синхронно. Световой сигнал распространяется со «стандартной» скоростью С (удобной для восприятия).

Поясняющий текст: <При нажатии кнопки Пуск будет смоделирована ситуация синхронизации часов, пролетевших с заданной скоростью мимо неподвижных часов>.
Полозок скорости как на экране с ракетами.
Доступен выбор опций: Замедление времени; Сплющивание поперечных размеров; Отсутствие изменений.
Кнопка Пуск / Стоп. Пуск – запуск движения одних из часов. Обнуляет отбитые такты, стирает картинку текущего положения сигнала, и запускает световой сигнал.
Движущиеся часы начинают двигаться вправо от неподвижных часов. При выходе за пределы зоны (экрана), движение зацикливается: часы переносятся на исходную позицию и продолжают движение – фотон переносится в том положении (по вертикали), где находился.
Очень хочется на исходном месте движущихся часов разместить «призрачные часы», которые неподвижны и показывают, что происходит с движущимися часами – т.е. те же часы, но только остаются на месте. Над ними также показываются отбитые такты и видно движение вертикального «призрачного» светового сигнала (вертикальное положение «призрачного сигнала» и реальных часов одинаковое).

Опция «Отсутствие изменений»:
Режим «Отсутствие изменений» единственный, где скорость световых сигналов движущихся часов не С, а больше для движущихся часов. Такая демонстрация сопровождается текстом, что это противоречит второму постулату СТО, поэтому неправильно.
Опция: «Сплющивание поперечных размеров»:
В этом случае оба часов отбивают одинаковые такты, но движущиеся часы сплющиваются в размерах. При этом призрачные часы также сплющиваются. Для наглядности с часами нужна фигурка человечка. При клике на «призрачных часах» (попадание внутрь) часы, человечек принимают нормальный размер, световой сигнал распространяется со скоростью С.
Для этой опции есть шаг «Проверка гипотезы». Цель шага: показать противоречивость этой гипотезы. Экран «Проверка гипотезы» пока не описываю.
Опция: «Замедление времени»:
«Стандартное» поведение световых часов: движущиеся часы (и «призрачные») отбивают меньше тактов. При клике на «призрачных часах» (попадание внутрь) часы, световой сигнал распространяется со скоростью С, часы идут также как и неподвижные (лучше чтобы световые сигналы были синхронны с неподвижными, количество отбитых тактов не контролируем). При выходе из призрачных часов (клик по неподвижным часам) отбитые такты восстанавливаются из движущихся.
Для этой опции есть шаг «Укорачивание продольных размеров». Цель шага: установить следующее преобразование Лоренца. На переходе к экрану «Укорачивание продольных размеров» нужен поясняющий текст, резюмирующий преобразование Лоренца для времени и картинки с теоремой Пифагора, из которой выводится формула Лоренца для времени. Экран «Укорачивание продольных размеров» далее пока не описываю.

[rockclimber]

Хватит разврата. Создал новую тему.

[Munin]

(Оффтоп)

При превращении идеи в ТЗ идея пропала. Блеск.

[Fantast2154]

Bobinwl в сообщении #710385 писал(а):

А если стать фотоном (или их набором), то можно преодолеть просторы Вселенной за нулевое собственное время. Фотоны "как бы заморожены" и находятся вне времени. Для них пространство "сплющено" в плоский блин, перпендикулярный оси движения. Странно все это.

Строго говоря, вы никогда не узнаете как выглядит мир "с точки зрения фотонов", т.к. в СО фотона переходить нельзя.

(Оффтоп)

Чак Норрис на столько суров, что может переходить в систему отсчета фотона. Но мы ведь не Чаки)

[Alex_J]

Эксперимент.

Возьмём длинный стержень (не менее 1 световой минуты, например), закрепим его одним концом (точка А), например на астероиде, чтобы можно было вращать относительно точки А. Наблюдателя 1 помещаем в эту же точку, наблюдателя 2 - в окрестность середины стержня (точки Б). Поворачиваем стержень, прикладывая момент в окрестностях точки А.
Вариант а) механическое воздействие передаётся по стержню с околосветовой скоростью, б) мгновенно (т.е. весь стержень одновременно приобретает соотв. угловую скорость, пусть она такая, что линейная скорость второго конца стержня много меньше световой). Пусть поворачивается стержень так, что он отдаляется от наблюдателя 2.

Что видит наблюдатель 2 в этих вариантах?

В варианте "б" стержень, видимо, должен отдаляться "разбегающейся волной" от точки Б.
В варианте "а" он выглядит прямым на участке АБ, и "разбегающейся волной" от Б и далее до дальнего конца.

Но поскольку соответствует реальности только вариант "а" (и то, с натяжкой - скорость поперечных волн в материале скорее всего много меньше $c$, но пусть почти $c$), то только этот вариант и возможен.

Наблюдатель 1 всегда видит только волну изгиба, бегущую по стержню.