Предельная скорость в СТО

[Icarus]

Насколько я понимаю, второй постулат гласит, что существует предельная скорость передачи сигналов, но ничего не сказано о значение этой предельной скорости. Почему же этой предельной скорости приписывают значение скорости света в вакууме? Вернее, как установили, что они совпадают? Какие опыты для этого делали? Где про это можно почитать?

[Munin]

Icarus в сообщении #1433208 писал(а):

Насколько я понимаю, второй постулат гласит, что существует предельная скорость передачи сигналов

Нет, не гласит. Формулировка и суть Второго постулата совсем другая.

Эта идея про Второй постулат распространена среди полуграмотных пересказов и слухов, среди людей, которые не дали себе труда нигде прочитать, собственно, формулировку эйнштейновских постулатов СТО. Ни в учебнике, ни в справочнике, ни даже в какой-нибудь Википедии.

Icarus в сообщении #1433208 писал(а):

Почему же этой предельной скорости приписывают значение скорости света в вакууме? Вернее, как установили, что они совпадают? Какие опыты для этого делали? Где про это можно почитать?

В Википедии. В учебниках по СТО. Единственный элементарный (и при этом хороший и доходчивый) учебник -
Тейлор, Уилер. Физика пространства-времени.
Найти его и почитать совершенно не сложно.

Про опыты напоминаю
Experimental Basis of Special Relativity
http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SR/experiments.html

[Guvertod]

С точки зрения теоретических соображений, можно сказать, что из релятивистской физики следует, что безмассовая частица должна двигаться с этой предельной скоростью $c$ (для нее 4-импульс $p^{\mu}p_{\mu}=0$ ).
Если бы фотон имел массу (что на языке теории поля является соответствующей модернизацией лагранжиана и, соответственно, уравнений максвелла), то поляризации электромагнитных волн, например, были бы другие, были бы поправки к закону Кулона и т.п, что можно было бы обнаружить.

[Icarus]

Munin
Тельнов В.И. Механика и теория относительности. Глава III, релятивистская кинематика, $\S14$. Максимальная скорость сигналов, постулаты Эйнштейна.

Цитата:

Существует предельная скорость передачи сигналов c.
Из принципа относительности следует, что эта скорость одинакова во всех системах отcчeта. В настоящее время с высокой точностью установлено, что предельная скорость c совпадает со скоростью света в пустоте.

За учебник и ссылку спасибо.

-- 03.01.2020, 17:10 --

Guvertod
О, вот это я и хотел узнать. Есть электромагнитные эффекты, которые были бы другими, если бы фотон двигался не с предельной скоростью. Мы можем эти эффекты проверить на опыте и все узнать. Спасибо большое!

[Geen]

Возможно будет полезно посмотреть https://old.elementy.ru/problems/637/Vr ... zni_fotona

[Icarus]

Geen
Интересно, спасибо.

[Munin]

Icarus в сообщении #1433225 писал(а):

Тельнов В.И. Механика и теория относительности. Глава III, релятивистская кинематика, $\S14$. Максимальная скорость сигналов, постулаты Эйнштейна.

Увы. Товарищ Тельнов соврамши.

Постулаты Эйнштейна:
1. Законы физики одинаковы во всех ИСО.
2. Существует инвариантная скорость $c,$ одинаковая во всех системах отсчёта. (Не как вектор, разумеется.)

(Ссылку не дам, потому что не исследовал литературу, где дана эта формулировка, а где в чём-то иная. Но это как минимум исходная.)

Не больше того. Именно в этой минималистичности ценность этих постулатов. Ну а дальше уже из них выводятся многочисленные следствия, в том числе:
- для всех массивных частиц скорость $c$ является предельной и недостижимой;
- для безмассовых частиц скорость $c$ - единственная возможная скорость движения;
- существование сигналов со скоростью $>c$ противоречит принципу причинности, и поэтому считается в современной физике невозможным;
- существование частиц со скоростью $>c$ ("тахионов") противоречит принципам квантовой теории.

Icarus в сообщении #1433225 писал(а):

О, вот это я и хотел узнать. Есть электромагнитные эффекты, которые были бы другими, если бы фотон двигался не с предельной скоростью. Мы можем эти эффекты проверить на опыте и все узнать. Спасибо большое!

Кроме экспериментальных ограничений, есть и теоретические. Например, если бы фотон был не безмассовым (не имел бы скорости $c$), не могла бы существовать электрослабая теория. А она имеет место, и была предсказана, и была проверена экспериментально.

[Icarus]

Munin в сообщении #1433245 писал(а):

Увы. Товарищ Тельнов соврамши.

Жаль, мне учебник нравился. Спасибо за развернутый ответ!

Munin в сообщении #1433245 писал(а):

Кроме экспериментальных ограничений, есть и теоретические. Например, если бы фотон был не безмассовым (не имел бы скорости $c$), не могла бы существовать электрослабая теория. А она имеет место, и была предсказана, и была проверена экспериментально.

Да вроде тут тоже экспериментальные, только теперь проверялись эффекты электрослабой теории. =) Или имелось ввиду, что электрослабого взаимодействия вообще бы не было?

[Munin]

Icarus в сообщении #1433247 писал(а):

Или имелось ввиду, что электрослабого взаимодействия вообще бы не было?

Угу.

В основе электрослабой теории - частичное спонтанное нарушение симметрии (ЧСНС, PSSB). До нарушения симметрии все четыре электрослабых бозона были безмассовыми. После нарушения симметрии три из них стали массивными (слабые бозоны), а один остался безмассовым (фотон).

[Icarus]

Munin
Ого, круто! Я конечно плохо себя представляю что такое симметрия в данном случае и почему она должна нарушаться, но занятно узнать, что все это так взаимосвязано.

[reterty]

Поглядите еще эффект Шарнхорста https://en.wikipedia.org/wiki/Scharnhorst_effect

[Munin]

Это не о том. Это игры вокруг понятий фазовой скорости, групповой скорости, скорости волнового фронта и т. д.

[Lehastyi]

Помогите разобраться в вопросе. Из постулата о постоянстве скорости света в вакууме для всех ИСО автоматически выводится и относительность одновременности-различный наклон пространственных осей на ПВД. С этим я разобрался и графически вывел. У меня вопрос: в СТО с=1 это просто условились так считать для удобства или это раельный масштаб?

[Munin]

Lehastyi в сообщении #1437177 писал(а):

У меня вопрос: в СТО с=1 это просто условились так считать для удобства или это раельный масштаб?

Это просто условились так считать.
Но и любое другое значение $c$ - это тоже "просто условились так считать".

[Lehastyi]

Значит переводной коэффициент 1сек=300 000 000 м. также условен (для случая с=1), а в принципе может быть любым?