СТО встречает ОТО

[Anton_Peplov]

(Про объяснение ребенку)

Doctor Boom в сообщении #1605231 писал(а):

need_to_learn в сообщении #1605204 писал(а):

Не помню, кто, но кто-то умный сказал: человек по-настоящему разбирается в вопросе, если способен объяснить пятилетнему ребёнку так, чтобы тот понял.

Эта любимая цитата фриков, которые они приписывают то Эйнштейну, то Фейнману (а на самом деле она из какого-то романа середины 19 века). У Фейнмана можно найти обратное - Если бы я мог объяснить это каждому встречному, то не заслуживал бы Нобелевской премии.

Это действительно цитата из романа, и даже середины века, только не девятнадцатого, а двадцатого. Курт Воннегут, "Колыбель для кошки".

Курт Воннегут писал(а):

– Доктор Хониккер любил говорить, что, если ученый не умеет популярно объяснить восьмилетнему ребенку, чем он занимается, значит, он шарлатан.
– Выходит, я глупей восьмилетнего ребенка, – уныло сказала мисс Пефко. – Я даже не знаю, что такое шарлатан.

[sergey zhukov]

Anton_Peplov

(Оффтоп)

По моему, шарлатаны как раз хорошо должны уметь объяснять, чем они занимаются. Так объяснять, чтобы ты еще и другим об этом рассказывал с горящими глазами. Вот у ученого с этим могут быть проблемы, а у шарлатана - нет.

[need_to_learn]

Давайте всё-таки закончим с флудом и сосредоточимся на физике.

Я хочу получить внятные ответы на простые и чётко сформулированные вопросы:

1. Когда объект в достаточной степени разгоняется до околосветовой скорости, то видимая вселенная вокруг него как бы искажается и собирается в яркое пятно прямо по курсу, а позади остаётся темнота — это так? (Да/Нет)

2. Каждое тело в вселенной притягивается одновременно всеми звёздами и галактиками, чей свет дошёл до него. Как бы далеко они ни находились, они всё равно вносят свой вклад в формирование результирующего вектора ускорения свободного падения. Это так? (Да/Нет)

3. На малых скоростях векторы притяжения к далёким звёздам и галактикам направлены во все стороны и более-менее уравновешивают друг друга. Это так? (Да/Нет)

4. Когда на околосветовой скорости вся видимая вселенная стягивается в яркое пятно впереди летящего объекта, то все векторы гравитационного притяжения также оказываются направлены вперёд. Это так? (Да/Нет)

5. Направленность вперёд всех векторов гравитационного притяжения означает, что вся масса вселенной как бы оказывается сосредоточена впереди объекта, и он под действием ускорения свободного падения всё больше разгоняется. Это так? (Да/Нет)

6. Чем больше разгоняется объект, тем сильнее яркое пятно впереди него стягивается в яркую точку. И эта точка притягивает объект так, как будто в ней сосредоточена вся масса материи, существующей во вселенной, за вычетом массы самого объекта. Это так? (Да/Нет)

7. В пределе мы получаем ситуацию примерно как при падении в сверхмассивную чёрную дыру после пересечения горизонта событий. Это так? (Да/Нет)

Хочу получить ответы в формате:

Цитата:

1 - Да
2 - Да
3 - Да, но... (далее уточнения)
...
N - Нет, потому что... (далее объяснения)

И т.д.

Если же кого-то опять:
- потянет ответить на все мои вопросы невнятной общей фразой,
- потянет выдать какие-то нравоучения, порассуждать о цитатах из мировой художественной литературы,
то у меня огромная просьба собрать всю свою волю в кулак и воздержаться от написания такого поста в моей теме.

Надеюсь, я максимально доступно сформулировал свои мысли.

[realeugene]

need_to_learn в сообщении #1605395 писал(а):

Давайте всё-таки закончим с флудом и сосредоточимся на физике.

А вы уже предложили свои попытки решений, как требуют правила в этом разделе форума?

Чтобы получить осмысленный ответ, нужно сначала задать осмысленный вопрос. Используя общепринятую терминологию из учебников. Если потребуется, со ссылками на эти разделы учебников, которые вам непонятны. Ваши вопросы не вызывают ощущения осмысленных.

[need_to_learn]

realeugene в сообщении #1605396 писал(а):

А вы уже предложили свои попытки решений, как требуют правила в этом разделе форума?

По этому поводу уже высказался уважаемый Ende:

Ende в сообщении #1605288 писал(а):

Требование самостоятельных попыток решения придумано, чтобы школьники и студенты не использовали форум как решебник. Однако многие люди получают из научпопа некие поверхностные представления об ОТО, ФЭЧ, КТП и прочих весьма нешкольных областях. Нельзя винить их в том, что у них возникают вопросы. И бессмысленно требовать самостоятельных попыток решения - очевидно, что научпоп не дает и не может дать систематизированных знаний. Можно попытаться объяснить на доступном ТС языке, можно пройти мимо.

Могу только восхититься таким здравым и разумным отношением к вопросу.

realeugene в сообщении #1605396 писал(а):

Чтобы получить осмысленный ответ, нужно сначала задать осмысленный вопрос. Используя общепринятую терминологию из учебников. Если потребуется, со ссылками на эти разделы учебников, которые вам непонятны. Ваши вопросы не вызывают ощущения осмысленных.

Возможно, Вы просто толком не вчитывались? Что именно в моих вопросах Вам непонятно? Вроде бы сформулировано предельно доступно.

Если у Вас есть конкретные претензии, то приведите хотя бы одну конкретную цитату и объясните, какая её часть вызывает у Вас затруднения в понимании.

[Mikhail_K]

need_to_learn в сообщении #1605395 писал(а):

1. Когда объект в достаточной степени разгоняется до околосветовой скорости, то видимая вселенная вокруг него как бы искажается и собирается в яркое пятно прямо по курсу, а позади остаётся темнота — это так? (Да/Нет)

1. Да (насколько я понимаю), но не нужно путать то, что видит наблюдатель и то, что происходит в его системе отсчёта. Это разные вещи. Когда теория относительности говорит, что в системе отсчёта такого-то наблюдателя такие-то объекты сокращаются в длине, это не значит, что он увидит их сокращёнными. Это значит, что их длина в данной системе отсчёта на самом деле сокращена, а что увидит наблюдатель - надо считать (учитывая движение света от этих объектов к наблюдателю). Видимое и действительное могут различаться.

need_to_learn в сообщении #1605395 писал(а):

2. Каждое тело в вселенной притягивается одновременно всеми звёздами и галактиками, чей свет дошёл до него. Как бы далеко они ни находились, они всё равно вносят свой вклад в формирование результирующего вектора ускорения свободного падения. Это так? (Да/Нет)

Да, но всё сложнее. В теории относительности причиной гравитационного притяжения являются вовсе не массивные объекты (как в ньютоновской теории), а искривление пространства-времени. Бывает и так, что искривление пространства-времени есть, но оно не связано (или не связано сколько-нибудь понятным образом, или вообще не связано) с какими-либо массивными объектами.

need_to_learn в сообщении #1605395 писал(а):

3. На малых скоростях векторы притяжения к далёким звёздам и галактикам направлены во все стороны и более-менее уравновешивают друг друга. Это так? (Да/Нет)

Нет, потому что в теории относительности вообще нет "векторов притяжения" (см. предыдущий ответ), а в ньютоновской теории с этим пунктом проблемы.

need_to_learn в сообщении #1605395 писал(а):

4 и далее. Когда на околосветовой скорости вся видимая вселенная стягивается в яркое пятно впереди летящего объекта, то все векторы гравитационного притяжения также оказываются направлены вперёд. Это так? (Да/Нет)

Нет - см. первый ответ про разницу между видимым и действительным.

[realeugene]

need_to_learn в сообщении #1605397 писал(а):

Что именно в моих вопросах Вам непонятно? Вроде бы сформулировано предельно доступно.

Ну например, что означают фразы "как бы искажается" и "собирается". Вы это про углы? Про яркость? Про что? Из какого учебника эти термины?

Переходя на ваш язык, правильнее сказать, что видимая Вселенная спереди голубеет, а сзади краснеет.

[Geen]

need_to_learn в сообщении #1605395 писал(а):

Хочу получить ответы в формате

Помнится, об этом ещё Карлсон (который живёт на крыше) говорил....
1 да
7 нет
А остальное - см. про Карлсона

[epros]

need_to_learn, интересно, какая Вам будет польза от ответов, которые зависят от того, как интерпретирован вопрос? Причём Вы не поймёте, как он был интерпретирован.

Хорошо, давайте я тоже сыграю с Вами в эту игру:
1,2 - да.
3 - формально да, но Вы не учли в вопросе кое-что важное.
4-7 - нет.

need_to_learn в сообщении #1605397 писал(а):

Что именно в моих вопросах Вам непонятно?

Например, в вопросе 5 вообще никак невозможно понять, что такое "Направленность вперёд всех векторов гравитационного притяжения" и как мы должны определять, что она "означает". Поэтому я пропускаю эту часть вопроса и отвечаю "нет" только на оставшуюся.

[need_to_learn]

Mikhail_K

Огромное спасибо за ответ! Но я не вполне понял некоторые вещи.

Mikhail_K в сообщении #1605398 писал(а):

1. Да (насколько я понимаю), но не нужно путать то, что видит наблюдатель и то, что происходит в его системе отсчёта.

Гравитационные волны вроде бы распространяются с той же скоростью, что и световые. Разве может быть ситуация, когда наблюдатель видит звезду в одном месте, а на самом деле она находится в другом, и порождаемое ею ускорение свободного падения направлено в сторону её реального местонахождения?

Допустим, есть такое явление как гравитационное линзирование, когда видимые очертания объектов могут искажаться и/или смещаться. Мне всегда казалось, что и на гравитационные волны гравитационное линзирование действует в точности так же, как на световые. Разве нет?

Также замечу, что вся СТО построена на идее, что скорость света одинакова во всех системах отсчёта. Относительность одновременности вроде бы имеет место быть как раз потому, что информация о произошедших событиях доходит до разных наблюдателей из разных точек пространства-времени разными путями, и где-то ближе путь до одного события, а где-то до другого. Если же ни световые, ни гравитационные волны, порождённые событием, пока не добрались до наблюдателя, то событие считается ещё не произошедшим. Таким образом (с очевидными оговорками) "видимое" наблюдателем это и есть реальность, и нет никакого "на самом деле" — в этом и заключается фишка СТО. Разве нет?

Mikhail_K в сообщении #1605398 писал(а):

в теории относительности вообще нет "векторов притяжения" (см. предыдущий ответ), а в ньютоновской теории с этим пунктом проблемы.

Хорошо, заменим "вектор притяжения" на "вектор ускорения свободного падения". Так лучше?

realeugene в сообщении #1605404 писал(а):

Ну например, что означают фразы "как бы искажается" и "собирается". Вы это про углы? Про яркость? Про что? Из какого учебника эти термины?

Я про вот это:

sergey zhukov в сообщении #1605220 писал(а):

Если неподвижный наблюдатель встал спиной к стене, то для него стена находится в поле зрения сзади. А для движущегося (от стены вперед) наблюдателя эта стенка может настолько сильно "съехать" вперед по направлению движения, что будет выглядеть боковой стеной. Это выглядит, как поворот.

Вам непонятна суть физического эффекта, о котором идёт речь в приведённой цитате? Или что? В чём заключается проблема? Уточните, пожалуйста.

epros в сообщении #1605415 писал(а):

need_to_learn, интересно, какая Вам будет польза от ответов, которые зависят от того, как интерпретирован вопрос? Причём Вы не поймёте, как он был интерпретирован.

Если есть какие-то расхождения в понимании, это может выясниться в ходе дальнейшего обсуждения. Главное начать.

Допустим, Вам надо договориться о чём-то с пришельцами, не похожими ни на один земной вид. Вам неизвестен ни их язык, ни их психология, и Вы ничего не знаете о том, какая картина мира у них в голове (или том, что заменяет голову).

Значит ли это, что любые попытки коммуникации обречены на провал? Вряд ли. Потихонечку, полегонечку можно нащупать хоть какие-то точки соприкосновения взглядов на мир — и уже от них выстраивать всё остальное. Конечно, если обе стороны заинтересованы в контакте.

epros в сообщении #1605415 писал(а):

3 - формально да, но Вы не учли в вопросе кое-что важное.

Что именно, если не секрет? Вы сейчас о Великом аттракторе или о чём-то другом?

epros в сообщении #1605415 писал(а):

Например, в вопросе 5 вообще никак невозможно понять, что такое "Направленность вперёд всех векторов гравитационного притяжения" и как мы должны определять, что она "означает".

Давайте попробуем заменить "вектор притяжения" на "вектор ускорения свободного падения". Это придаёт больше смысла моим фразам в Ваших глазах? Если нет, то в чём конкретно состоит затруднение?

[Mikhail_K]

need_to_learn в сообщении #1605420 писал(а):

Разве может быть ситуация, когда наблюдатель видит звезду в одном месте, а на самом деле она находится в другом, и порождаемое ею ускорение свободного падения направлено в сторону её реального местонахождения?

Не просто может, а обычно так и бывает.

Есть распространённый миф про теорию относительности: раз гравитация распространяется со скоростью света, то значит тела притягиваются не к истинным положениям друг друга, а к видимым, то есть с задержкой. Так вот - это миф. Обычно направление гравитации близко к направлению на реальное положение тела, а не на видимое. Можно представлять это себе так: гравитационное поле (оно же - искривление пространства-времени) в данной точке не просто пассивно ждёт, когда до него дойдёт информация о положении массивного тела, к которому надо притягиваться (эта информация приходит с задержкой). Нет, гравитационное поле также изменяется по своим собственным законам (уравнениям ОТО) и часто предугадывает истинное положение тела. Хотя может и "ошибаться".

need_to_learn в сообщении #1605420 писал(а):

Таким образом (с очевидными оговорками) "видимое" наблюдателем это и есть реальность, и нет никакого "на самом деле" — в этом и заключается фишка СТО. Разве нет?

Нет. Ничего не мешает в каждой системе отсчёта рассматривать срезы $t=t_0$ пространства-времени (те события, которые произошли в момент $t_0$ - а не те, информация о которых дошла до наблюдателя в этот момент), и обычно именно их и рассматривают. Например, когда говорят о лоренцевом сокращении длин. Расчёт видимой картины всегда сложнее.

"Нет никакой реальности" - это не про теорию относительности. Я уже говорил раньше, что в ней постулируется существование общего для всех наблюдателей четырёхмерного пространства-времени, а разные системы отсчёта - это разные системы координат на нём.

need_to_learn в сообщении #1605420 писал(а):

Хорошо, заменим "вектор притяжения" на "вектор ускорения свободного падения". Так лучше?

Действительно, в каждой системе отсчёта в каждой точке можно указать направление, "куда действует гравитация". Но связать это направление с теми или иными телами может быть непросто. Оно не получается суммированием векторов, направленных хоть на реальные, хоть на видимые расположения массивных тел. Поэтому для описания гравитации в теории относительности используется просто другой математический аппарат, хоть он и даёт результаты, близкие к ньютоновским, если малы скорости, массы и вообще энергии.

[epros]

need_to_learn в сообщении #1605420 писал(а):

epros в сообщении #1605415 писал(а):

3 - формально да, но Вы не учли в вопросе кое-что важное.

Что именно, если не секрет? Вы сейчас о Великом аттракторе или о чём-то другом?

Вы говорите о притяжении звёзд и галактик и не учитываете, что Вселенная примерно на 70% состоит из тёмной энергии, которая скорее отталкивает.

need_to_learn в сообщении #1605420 писал(а):

Давайте попробуем заменить "вектор притяжения" на "вектор ускорения свободного падения". Это придаёт больше смысла моим фразам в Ваших глазах? Если нет, то в чём конкретно состоит затруднение?

Затруднение в том, откуда вообще возьмётся эта "направленность вперёд всех векторов". Насколько я понимаю, никакие векторы вперёд не переедут. Но если Вы настаиваете, то я просто не берусь судить, что бы это могло "означать".

[need_to_learn]

Mikhail_K в сообщении #1605423 писал(а):

Нет, гравитационное поле также изменяется по своим собственным законам (уравнениям ОТО) и часто предугадывает истинное положение тела. Хотя может и "ошибаться".

ОК. Вот теперь я понимаю, что вообще ничего не понимаю. Наверное, это прогресс — ведь раньше я не понимал и этого. :)

"Занозы мышления" растворились под действием таких новостей. Если мои "приблизительные" физические представления в этой области вообще в корне неверны, то и какие-либо выводы из них не имеют смысла. Можно не беспокоиться о каких-то там парадоксах и нестыковках.

Спасибо всем! Вопросы снимаются, мне полегчало. Шерсть снова блестит, вернулся сон и аппетит.

[Geen]

Mikhail_K в сообщении #1605423 писал(а):

Действительно, в каждой системе отсчёта в каждой точке можно указать направление, "куда действует гравитация"

Не в каждой - в (локально) инерциальной нельзя

[ozheredov]

Mikhail_K в сообщении #1605423 писал(а):

гравитационное поле (оно же - искривление пространства-времени) в данной точке не просто пассивно ждёт, когда до него дойдёт информация о положении массивного тела, к которому надо притягиваться (эта информация приходит с задержкой)

У меня есть шар для боулинга размером с голактеку, а у рептилоидов за три миллиона мегапарсеков какой-нибудь мега-чувствительный прибор со стрелкой, конец которой к этому шару притягивается и тем самым показывает направление на шар. Я пнул шаг - гравиполе сразу предугадало где он будет (не важно, точно или нет - главное стрелка повернулась) - по отклонению стрелки рептилоиды мгновенно поняли, что я пнул шар. Инфа передалась быстрее света, или что-то тут не так?