Вопрос по теории относительности

[kinoman84]

Уважаемые форумчане, помогите, пожалуйста, разобраться в вопросе, который не дает мне покоя уже третий день. Я понимаю что в этих рассуждениях есть изъян, но в чем он состоит разобраться не хватает знаний.

Допустим, мы наблюдаем за прозрачным космическим кораблем, который летит практически со скоростью света. В двух концах корабля расположены часы-фотоноприемники. В центре корабля расположен фотонопускатель, который через определенные промежутки времени (скажем, раз в секунду) выпускает фотоны в обоих направлениях. Каждый фотоноприемник при поглощении фотона записывает время его поглощения. При этом с точки зрения наблюдателя за кораблем фотоноприемник, расположенный в задней части корабля, начнет поглощать фотоны быстрее, что будет записано в его "бортовом журнале". По идее наблюдатель должен увидеть, что у фотоноприемников регистрация поглощений происходит по разному. С точки зрения же наблюдателя на корабле оба фотоноприемника поглощают фотоны в одно и то же время. Что произойдет, когда внешний наблюдатель дождется прибытия корабля? Если он не отрывал взгляда и четко видел, что время поглощения фотонов было разным? Что он увидит?

[Deggial]

Тема перемещена из форума «Дискуссионные темы (М)» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»
Причина переноса: это физика

[Pphantom]

kinoman84 в сообщении #979966 писал(а):

По идее наблюдатель должен увидеть, что у фотоноприемников регистрация поглощений происходит по разному.

Почему? Обоснуйте этот вывод.

[kinoman84]

Pphantom
Потому что свету нужно пройти меньшее расстояние в направлении фотоноприемника, расположенного в задней части корабля. И этот фотоноприемник зарегистрирует прибытие раньше.

[Munin]

kinoman84 в сообщении #979966 писал(а):

При этом с точки зрения наблюдателя за кораблем фотоноприемник, расположенный в задней части корабля, начнет поглощать фотоны быстрее, что будет записано в его "бортовом журнале".

Не быстрее, а раньше. Это важное отличие.

kinoman84 в сообщении #979966 писал(а):

Что произойдет, когда внешний наблюдатель дождется прибытия корабля?

Что такое "прибытие корабля"? Это значит, что корабль должен уменьшить свою скорость до нуля, или может лететь и дальше с прежней скоростью? Это существенно разные задачи.

При постоянной скорости - ничего не произойдёт.

При замедлении корабля - задний фотоноприёмник будет получать фотоны с бо́льшими промежутками, чем раз в секунду.

[bondkim137]

kinoman84 в сообщении #979966 писал(а):

Что произойдет, когда внешний наблюдатель дождется прибытия корабля?

что бы дождаться прибытия корабля, кораблю придется испытать ускорение. во время ускорения недоразумение начнет сокращаться и изчезнет, когда внешний наблюдатель поднимется на борт посмотреть самописцы.

[Alex-Yu]

kinoman84 в сообщении #979966 писал(а):

Если он не отрывал взгляда и четко видел, что время поглощения фотонов было разным? Что он увидит?

Невозможно оказаться сразу в двух местах: возле одного счетчика и возле другого. Наблюдение за пространственно разнесенными точками всегда происходит косвенно. И тут уж два наблюдателя (один неподвижный относительно счетчика, второй --- движущийся) увидят разную картинку, скажется время запаздывания света, пока он (свет) от предмета (счетчика в данном случае) до глаза долетит.

Это принципиальное (и довольно трднодоступное для начинающих) положение ТО: непосредственно наблюдать можно ТОЛЬКО те вещи, что находятся точно в той же точке, что и наблюдатель. Все остальное можно наблюдать только косвенно. И тут уж сказывается как именно косвенно. Здесь, к примеру, у одного наблюдателя одно время задержки света (пока до глаза долетит), у другого --- другое время задержки. А увидят они ( в момент времени, когда находятся в одной точке) одно и то же. Но это непосредственно увиденное еще нужно скорректировать на время распространения света. И вот тут и получится: у одного счетчики срабатывают одновременно, а у другого --- нет.

[kinoman84]

Не понял ответы, поэтому сформулирую вопрос по другому. Допустим, часы в задней части корабля зафиксировали прилет фотона в 0ч 00 мин 01 сек, тогда вторые часы зафиксируют прилет чуть позже, скажем в 0 ч 00 мин 03 сек. Это с точки зрения внешнего наблюдателя должно быть. И ведь получается нет разницы, что корабль после этого тормозил и возвращался обратно - четко зафиксированные показания часов не могут измениться. Вопрос состоит в следующем - действительно ли внешний наблюдатель увидит, что первые фотоны были зафиксированы в разное время, или эта разница нивелируется в его глазах какими-то факторами?

[aa_dav]

kinoman84 в сообщении #980122 писал(а):

Вопрос состоит в следующем - действительно ли внешний наблюдатель увидит, что первые фотоны были зафиксированы в разное время, или эта разница нивелируется в его глазах какими-то факторами?

Действительно. Без этого теория была бы противоречивой. Чтобы удовлетворить постулату об инвариантности скорости света надо чтобы было всё так.

[Munin]

kinoman84 в сообщении #980122 писал(а):

Не понял ответы

Может быть, потому что вы слишком плохо понимаете, что такое вообще теория относительности (специальная), и в чём состоит её главная идея?

Попробуйте почитать книгу
Тейлор, Уилер. Физика пространства-времени.
Скачивается в интернете.

kinoman84 в сообщении #980122 писал(а):

Допустим, часы в задней части корабля зафиксировали прилет фотона в 0ч 00 мин 01 сек, тогда вторые часы зафиксируют прилет чуть позже, скажем через в 0 ч 00 мин 03 сек. Это с точки зрения внешнего наблюдателя должно быть.

К сожалению, нет, не должно быть, потому что с точки зрения внешнего наблюдателя, часы в задней и в передней части корабля идут несинхронизированно. Задние "спешат" (их нулевой отсчёт раньше, чем нулевой отсчёт часов в центре корабля), и поэтому они зафиксируют прилёт фотона в 0 ч 00 мин 01,732 сек. А передние "отстают" (их нулевой отсчёт позже, чем нулевой отсчёт часов в центре корабля), и поэтому они зафиксируют прилёт фотона в 0 ч 00 мин 01,732 сек.

А с точки зрения самих часов, они идут синхронизированно, и фиксируют прилёт фотонов одновременно - в 0 ч 00 мин 01,732 сек.

[kinoman84]

Теперь я понял, спасибо!

[kinoman84]

Хотя нет, понял не до конца. Предположим, внешний наблюдатель изначально находился в одной системе с кораблем. Он видел, как двое часов и фотономет синхронизируют свои часы в центре корабля, затем часы расходятся по краям с одинаковой скоростью и ускорением. После этого корабль начинает ускоряться, пока не достигает определенной скорости и выключает двигатели. После этого начинается пуск фотонов вобе стороны. На какой стадии для внешнего наблюдателя происходит рассинхронизация часов?

[aa_dav]

kinoman84 в сообщении #980142 писал(а):

На какой стадии для внешнего наблюдателя происходит рассинхронизация часов?

Когда корабль ускоряется с уже разъехавшимися часами.

[DimaM]

kinoman84 в сообщении #980142 писал(а):

На какой стадии для внешнего наблюдателя происходит рассинхронизация часов?

Когда корабль ускоряется. При этом, однако, и в системе корабля часы рассинхронизируются (передние уйдут вперед, задние отстанут), так что после окончания ускорения их придется синхронизовать заново.

[kinoman84]

Ага, вроде понял. Если заменить ускорение гравитационным полем, то те часы, которые расположены ближе к источнику гравитации, будут идти медленнее. И это увидит внешний наблюдатель. Так?