2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2, 3  След.
 
 У которого из близнецов в СТО время идет медленнее?
Сообщение29.03.2015, 21:40 


29/03/15
4
Согласно СТО время движущегося объекта идет медленнее. Однако в примерах (парадокс близнецов) лукаво указывается, что космонавт - движущаяся система, а Земля - покоящаяся, поэтому время космонавта идет медленнее. Почему ни один человек не рассматривает ситуацию относительно космонавта как покоящейся системы, а Земля в данном случае - движущаяся, и время в этом случае на ней (!) идет медленнее. Итак вопрос: где же все-таки время идет медленнее? И возможно ли вообще ситуацию с быстро движущимся космонавтом использовать как иллюстрацию СТО? В моем понимании, ход времени каждого из объектов будет по мере разгона отдаляться от второго (каждому кажется, что у противоположного время идет медленнее), однако по возвращении их часы вновь должны стать синхронными.

 Профиль  
                  
 
 Re: У которого из близнецов в СТО время идет медленнее?
Сообщение29.03.2015, 22:05 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
По-видимому, Вам нужно внимательно ознакомиться с формулировкой "парадокса близнецов".

 Профиль  
                  
 
 Posted automatically
Сообщение29.03.2015, 22:05 
Заслуженный участник


09/05/12
25179
 i  Тема перемещена из форума «Дискуссионные темы (Ф)» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»
Причина переноса: отсутствует дискуссионность.

 Профиль  
                  
 
 Re: У которого из близнецов в СТО время идет медленнее?
Сообщение29.03.2015, 22:17 
Аватара пользователя


05/01/13

3968
Сразу предупреждаю, я полный профан в области физики. :)

Насколько я понимаю, Земля и космонавт становятся неравноправны на тех участках пути, где имеется ускоренное движение. (Космонавт испытывает перегрузки, а Земля — нет.) Это и приводит к тому, что часы космонавта по возвращении отстают.



...Во всяком случае, так я всегда думал — и не заморачивался. Однако в русскоязычной :) Википедии по этому поводу говорится кое-что интересное:

Википедия писал(а):
Эффект релятивистского замедления времени был сформулирован Альбертом Эйнштейном в его работе 1905 года в виде следующей теоремы:

Цитата:
Если в точке А находятся двое синхронно идущих часов, и мы перемещаем одни из них по замкнутой кривой с постоянной скоростью до тех пор, пока они не вернутся в А (на что потребуется, скажем, t сек), то эти часы по прибытии в А будут отставать по сравнению с часами, остававшимися неподвижными…[1]

В форме парадокса этот эффект сформулировал в 1911 году Поль Ланжевен[2]. Придание парадоксу наглядной истории космического путешествия сделало его популярным, в том числе и в ненаучных кругах. Сам Ланжевен считал, что объяснение парадокса связано с ускоренным движением путешественника, которое необходимо для его возвращения на Землю.

Следующим анализ парадокса предпринял Макс фон Лауэ в 1913 году[3]. С его точки зрения важны не этапы ускорения путешественника, а сам факт смены им инерциальной системы отсчёта при возвращении на Землю.

После создания Общей теории относительности Альберт Эйнштейн в 1918 году объяснил парадокс при помощи факта влияния гравитационного поля на ход времени[4].

Цитата:
В самом деле, согласно общей теории относительности, часы идут тем быстрее, чем больше гравитационный потенциал в том месте, где они находятся.

Затем, в 1921 году простое объяснение, основанное на инвариантности собственного времени, предложил Вольфганг Паули[5].

С одной стороны, это радует, что одно и то же явление имеет сразу несколько объяснений от видных учёных... А с другой — как-то слегка напрягает. :) Ведь правильным должно быть только одно из этих объяснений, разве нет?..

И что там за ерунда с гравитационным потенциалом? Разве этот факт связан с "парадоксом близнецов"? Или это самостоятельные придумки русскоязычных сочинителей Википедии?

 Профиль  
                  
 
 Re: У которого из близнецов в СТО время идет медленнее?
Сообщение29.03.2015, 23:09 


29/03/15
4
Весь вопрос в том, что в СТО нет упоминания про перегрузки (силы, инерцию) и гравитацию, а относительное ускорение у них одинаковое. СТО - чисто "кинематическая" теория. А с точки зрения кинематики я не получил результата замедления часов в вышеупомянутом примере, тем не менее, данный вывод вроде бы правильный и подтвержден экспериментально. Вижу только одно объяснение: Эйнштейн не из теории сделал вывод, а теорию под вывод подогнал.

 Профиль  
                  
 
 Re: У которого из близнецов в СТО время идет медленнее?
Сообщение29.03.2015, 23:11 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Denis Russkih в сообщении #997632 писал(а):
С одной стороны, это радует, что одно и то же явление имеет сразу несколько объяснений от видных учёных... А с другой — как-то слегка напрягает. :) Ведь правильным должно быть только одно из этих объяснений, разве нет?..

Нет!!! В том-то и дело, что в физике правильными могут быть несколько объяснений, которые совершенно по-разному выглядят! Но они друг другу соответствуют, и это соответствие можно доказать математически.

Например, представьте себе, что вы фотографируете один и тот же дом с фасада и сбоку. Вы его опишете по-разному. Но это один и тот же дом.

-- 29.03.2015 23:12:58 --

Vsevolod_i в сообщении #997674 писал(а):
СТО - чисто "кинематическая" теория.

Это чушь. Я не знаю, откуда вы её взяли. Но положите туда, откуда брали, и больше не трогайте.

Vsevolod_i в сообщении #997674 писал(а):
А с точки зрения кинематики я не получил результата замедления часов... Вижу только одно объяснение...

А я вижу другое: вы напортачили. Давайте ваши выкладки, тогда укажем ошибку.

 Профиль  
                  
 
 Re: У которого из близнецов в СТО время идет медленнее?
Сообщение29.03.2015, 23:19 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


28/09/06
10851
Vsevolod_i в сообщении #997674 писал(а):
Вижу только одно объяснение: Эйнштейн не из теории сделал вывод, а теорию под вывод подогнал.
Под какой ещё вывод? Эйнштейн вывел теорию из двух постулатов. Тому есть историческое свидетельство -- известная тетрадка 1905 года. А вывод о том, что "по возвращении их часы вновь должны стать синхронными", как раз неверный.

 Профиль  
                  
 
 Re: У которого из близнецов в СТО время идет медленнее?
Сообщение30.03.2015, 03:07 
Заслуженный участник


20/07/09
4026
МФТИ ФУПМ
Vsevolod_i в сообщении #997588 писал(а):
Согласно СТО время движущегося объекта идет медленнее.
А что это значит? Вот часы, которые рядом лежат, их можно сравнить и сказать, что одни идут быстрее других. А если одни у вас, а вторые летят мимо — как вы их сравните, что значит "медленнее"?

 Профиль  
                  
 
 Re: У которого из близнецов в СТО время идет медленнее?
Сообщение30.03.2015, 09:19 


19/08/14
89
Пусть космонавт (К) летит от Земли (лучше пролетает мимо Земли) к Сириусу. Часы Земли и Сириуса синхронизированы, это можно. Во время пролета мимо Земли К синхронизировал свои часы с земными, пусть 0. Когда К прибудет на Сириус, его часы будут показывать 8, а часы на Сириусе 10. Вы скажете, где же симметричность? А вот если за К длинная палка, равная расстоянию Земля-Сириус, то на конце этой палки в момент встречи с Землей часы будут показывать 10, а земные - 8. Так что фишка в том, что К как-то выставляет свои часы по отношению к Сириусу в момент пролета мимо Земли. Обратный полет аналогичен, итого у К 16, а на Земле 20.

 Профиль  
                  
 
 Re: У которого из близнецов в СТО время идет медленнее?
Сообщение30.03.2015, 09:36 


11/12/14
893
Vsevolod_i в сообщении #997588 писал(а):
Почему ни один человек не рассматривает ситуацию относительно космонавта как покоящейся системы...


Вообще то попытка проводить это рассуждение и называется "парадоксом близнецов" и, как известно, обсуждалось и разжёвывалось тысячекратно.
И да, в моменты равномерного прямолинейного движения время на земле в ИСО космонавта замедлено тоже.
Нюансы кроются в моментах разгона/торможения. Ускорение неотносительно. В неИСО законы СТО модифицируются. ОТО прямо говорит, что в неИСО законы есть как под действием гравиполя и земля с точки зрения ракеты оказывается в более высоком гравипотенциале и как следствие время в на ней спешит по сравнению с часами ракеты.

 Профиль  
                  
 
 Re: У которого из близнецов в СТО время идет медленнее?
Сообщение30.03.2015, 09:38 
Заслуженный участник


29/11/11
4390
Denis Russkih в сообщении #997632 писал(а):
С одной стороны, это радует, что одно и то же явление имеет сразу несколько объяснений от видных учёных...


это не объяснения, это трактовки, "объяснения на пальцах". вот вы что-то объективно видите, я совершенно то же самое вижу. а перескажем увиденное по разному. теория говорит только про объективную часть, а всякие "ну это то же самое как если бы" можно придумывать до бесконечности.

вы можете задать любые уточняющие вопросы "что будет если", касательно близнецов. что они услышат по радио, что они увидят в телескоп, что они увидят на пролетающих мимо телеграфных столбах с часами на всех этапах их пути. и получить абсолютно однозначный ответ без всяких "с одной стороны, с другой стороны"

а конкретно на вопрос "у кого часы идут медленнее" ответ зависит от выбора системы отсчета, потому-что "у кого медленее часы" это такая же относительная величина как и "у кого больше скорость". в одной исо у землянина все время часы быстрые а у летчика все время медленные. в другой исо у землянина часы все время медленные, а у летчика сначала быстрые, а потом сильно медленные. и там и там по сумме за весь путь у летчика часы натикают меньше

 Профиль  
                  
 
 Re: У которого из близнецов в СТО время идет медленнее?
Сообщение30.03.2015, 17:47 


24/10/14
178
Парадокс близнецов существует (и сформулирован) только в отношении не инерциальных СО. Система связанная с Землей неподвижна. Космонавт описывает криволинейную траекторию, возвращаясь на Землю.

 Профиль  
                  
 
 Re: У которого из близнецов в СТО время идет медленнее?
Сообщение30.03.2015, 18:11 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


30/01/06
72407
Vlad51 в сообщении #998041 писал(а):
Парадокс близнецов существует (и сформулирован) только в отношении не инерциальных СО.

В формулировке парадокса близнецов нет вообще никаких СО. Там есть инерциально и неинерциально движущиеся близнецы.

И кроме того, можно его сформулировать и для двух неинерциально движущихся близнецов, если они двигаются по-разному. Например, один медленно вертится вместе с Землёй, а другой наворачивает круги вокруг.

 Профиль  
                  
 
 Re: У которого из близнецов в СТО время идет медленнее?
Сообщение30.03.2015, 22:35 
Аватара пользователя


07/06/11

281
Одесса
Задаю вредный вопрос! 8-)

Два тела движутся по одной и той же орбите в поле тяготения (ну почти одной, чтобы не врезались) но в противоположных направлениях.
Никакие силы на тела не действуют (гравитация не сила, а геометрия)
Время от времени тела сближаются (дважды за оборот) и в эти моменты можно сверить показания часов, находящихся на них.
У тел есть некая орбитальная скорость, и всегда можно, взяв за начало отсчёта любое из тел, сказать, что движется второе.
Что покажет сверка часов?

 Профиль  
                  
 
 Re: У которого из близнецов в СТО время идет медленнее?
Сообщение30.03.2015, 23:11 
Заслуженный участник


29/11/11
4390
Humanoid в сообщении #998234 писал(а):
всегда можно, взяв за начало отсчёта любое из тел


то есть взяв неинерциальную систему отсчета, в которой не применимы законы для инерциальных. берете неинерциальную систему отсчета - считайте по ото. получите прогноз на одинаковые показания часов при встрече

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 38 ]  На страницу 1, 2, 3  След.

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group