Как выглядит световая сфера от вспышки лампы на ракете?

[kodim]

Здравствуйте!
Прошу сообщество осветить следующий вопрос, если возможно.

Как будет выглядеть для наблюдателя на ракете и вне ее световая сфера (например, проекция волнового фронта вспышки на картинную плоскость) от вспышки лампы на летящей с околосветовой (0,9с, замедление времени 2x) скоростью ракете по сравнению со световой сферой от аналогичной вспышки в системе отсчета внешнего неподвижного наблюдателя?

Или, если свести вопрос к задаче - какие вспышки и когда увидят наблюдатели на ракете, если ракета со скоростью 0,9с пролетает мимо лампы (А), за которой наблюдают 3 наблюдателя в одной неподвижной относительно ракеты системе отсчета - на расстоянии 1 световой минуты по вектору движения ракеты (1), против вектора движения ракеты (2), и перпендикулярно вектору движения ракеты (3). В момент пролета рядом с лампой, лампа (А) вспыхивает, и аналогичная лампа (Б) вспыхивает на ракете;

Какие вспышки и через какое время увидят наблюдатели 1-3?

Предварительные соображения:
Поскольку скорость света, излучаемый движущимся источником, векторно складывается со скоростью источника, таким образом, чтобы модуль скорости оставался равным c, см., например, Квант http://kvant.mccme.ru/1995/04/zvezdnaya ... eoriya.htm, рис.6, очевидно, что светосфера от вспышки на ракете перемещается вместе с ракетой. Таким образом, наблюдатель 3, расположенный перпендикулярно вектору движения ракеты, увидит две вспышки, одна от неподвижной лампы, другая от лампы на ракете, разделенные расстоянием в 0,9 световой минуты (за время прохождения света до наблюдателя 3, ракета сместится на 0,9 световой минуты по горизонтали, что на расстоянии 1 световой минуты даст угловое расстояние между вспышками 42 градуса). Но возникает вопрос - что увидят наблюдатели 1 и 2, расположенные вдоль вектора движения ракеты, до нее и после нее. В направлении вдоль вектора скорость свете изменений не претерпевает, и, с первого взгляда, они увидят обе вспышки одновременно, разделенные лишь расстоянием между ракетой и неподвижной лампой, но так ли это? В этом случае форма световой сферы от вспышки на ракете должна будет приобрести весьма причудливую форму - центр сферы смещается вместе с ракетой, а вдоль вектора движения ракеты сфера превращается в эллипс?


Проф.Рытов в статье пишет, что звезда будет выглядеть как эллипс, но есть сомнение, что вид материального тела будет совпадать с видом световой сферы. http://iae.makorzh.ru/outlier/Rytov/Rytov.htm

[wrest]

Тут надо бы очень аккуратно формулировать. "Световую сферу" ведь нельзя увидеть, если это только не отражения от каких-то объектов (например пыли). Насчет эллипсов -- если мы говорим про глаза, то любой шарообразный объект будет давать проекцию в виде круга на сетчатке (по центру зрительного поля) независимо от того быстро он движется относительно глаз или нет. Если объект как-то раскрашен по своей поверхности, то узор (и его цвет) будет меняться на сетчатке в зависимости от скорости и косвенно можно будет сделать вывод, что виден не шар, а эллипсоид, но форма проекции (какие колбочки\палочки "сработали") все равно останется кругом.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Дискуссионные темы (Ф)» в форум «Карантин»
по следующим причинам:

- отсутствуют собственные содержательные попытки решения задачи.

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)»

[wrest]

kodim в сообщении #1485798 писал(а):

Поскольку скорость света, излучаемый движущимся источником, векторно складывается со скоростью источника, таким образом, чтобы модуль скорости оставался равным c,

Скорость распространения света не зависит от скорости движения источника [этого] света. И, соответственно, одно с другим не складывается.

[kodim]

wrest в сообщении #1485832 писал(а):

kodim в сообщении #1485798 писал(а):

Поскольку скорость света, излучаемый движущимся источником, векторно складывается со скоростью источника, таким образом, чтобы модуль скорости оставался равным c,

Скорость распространения света не зависит от скорости движения источника [этого] света. И, соответственно, одно с другим не складывается.

Скорость света не зависит по модулю, то есть, всегда будет равна с, но свое направление вектор скорости меняет, именно из-за этого на ракете звездная полусфера впереди по курсу превращается в конус, а цвет звезд смещается в ультрафиолет.
См. статью С.Рытова, статью в Кванте, ссылки в оригинальном сообщении

[Geen]

kodim в сообщении #1485798 писал(а):

Какие вспышки и через какое время увидят наблюдатели 1-3?

Берёте некоторую ИСО, записываете в ней уравнение движения, преобразуте в другую ИСО - смотрите что получилось...

[Утундрий]

Когда Вы, kodim, научитесь производить не такие уж сложные манипуляции в пространстве событий, у Вас, kodim, сами собой высохнут и отпадут большая часть дурацких вопросов, вроде выше заданного.

[kodim]

Я сделал пересчет координат (x, y) для неподвижной и движущейся светосферы от вспышки из исо ракеты в исо неподвижного наблюдателя и даже сделал мультипликацию их поведения в первые 2 секунды от вспышки

https://drive.google.com/file/d/15AMAEO5QtezHpyD5tpC6db7ZxtIQReo9/view?usp=drivesdk

Вот скриншот сфер в момент 1 секунда после вспышки

https://photos.app.goo.gl/b8swx1cP9JRPMgX18


Но вопрос остается - как свет от движущейся светосферы может опередить свет от неподвижной, ведь они вспыхивают одновременно и скорость света всегда равна с?

[wrest]

kodim в сообщении #1485958 писал(а):

Но вопрос остается - как свет от движущейся светосферы может опередить свет от неподвижной,

Никак: скорость света постоянна и не зависит от скорости источника этого света.

[zvm]

kodim в сообщении #1485958 писал(а):

Но вопрос остается - как свет от движущейся светосферы может опередить свет от неподвижной, ведь они вспыхивают одновременно и скорость света всегда равна с?

Место, где произошла вспышка (центр световой сферы), является неподвижным в любой ИСО. И световая сфера является сферой в любой ИСО.

[kodim]

zvm в сообщении #1485963 писал(а):

kodim в сообщении #1485958 писал(а):

Но вопрос остается - как свет от движущейся светосферы может опередить свет от неподвижной, ведь они вспыхивают одновременно и скорость света всегда равна с?

Место, где произошла вспышка (центр световой сферы), является неподвижным в любой ИСО. И световая сфера является сферой в любой ИСО.

Если место вспышки является неподвижным в любой Исо, я вас поздравляю - вы ввели и признаете существование абсолютной системы отсчета, связанной с центром вспышки :)

[svv]

kodim
Там на видео у Вас есть интересное уравнение для фиолетовой сферы, но его видно только частично. Как оно выглядит полностью?

$$\left(\frac{x-u\cdot t}{\sqrt{1-\dfrac{u^2}{c^2}}}\right)^2+(y)^2\leq(t\cdot c ...$$

[zvm]

kodim в сообщении #1485968 писал(а):

Если место вспышки является неподвижным в любой Исо, я вас поздравляю - вы ввели и признаете существование абсолютной системы отсчета, связанной с центром вспышки

Спасибо, конечно. Только это не я, это известно больше 100 лет. И никакой абсолютной системы отсчёта отсюда не следует.
Обратите внимание ещё вот на какой интересный факт. Геометрический центр световой сферы неподвижен (в любой ИСО), а вот центр инерции световой сферы движется с той скоростью, с которой двигался источник света в момент вспышки (в каждой ИСО эта скорость своя).

[kodim]

svv в сообщении #1485969 писал(а):

kodim
Там на видео у Вас есть интересное уравнение для фиолетовой сферы, но его видно только частично. Как оно выглядит полностью?

Уравнение сделано из обычного уравнения сферы $x^2+y^2=r^2$, в котором координата x пересчитана из ИСО ракеты в ИСО неподвижного наблюдателя по известной формуле Лоренца https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B5%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F_%D0%9B%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B0

Уравнение светосферы от неподвижной вспышки - обычное, ее диаметр $r=(tc)^2$


Залил исправленный видеоролик c анимацией хода времени от $t=0\text{ сек}$ до $t=2 \text{ сек}$ на youtube
https://www.youtube.com/watch?v=IkkL_ONHU0E

Вот скриншот состояния светосфер на момент времени $t=1 \text{ сек}$ после вспышек.



-- 07.10.2020, 11:17 --

zvm в сообщении #1485971 писал(а):

kodim в сообщении #1485968 писал(а):

Если место вспышки является неподвижным в любой Исо, я вас поздравляю - вы ввели и признаете существование абсолютной системы отсчета, связанной с центром вспышки

Спасибо, конечно. Только это не я, это известно больше 100 лет. И никакой абсолютной системы отсчёта отсюда не следует.
Обратите внимание ещё вот на какой интересный факт. Геометрический центр световой сферы неподвижен (в любой ИСО), а вот центр инерции световой сферы движется с той скоростью, с которой двигался источник света в момент вспышки (в каждой ИСО эта скорость своя).

Центр инерции мы воочию наблюдать не можем, а вот геометрические центр можно определить, установив, например, фотодатчики на расстоянии 1 световой минуты вдоль вектора движения ракеты и отмечать, в какое время и какие сработают фотодатчики. Если светосфера движется вместе с ракетой, также как ее геометрический центр, через секунду сработает фотодатчик, не лежащий на одной прямой с центром неподвижной вспышки