Выбор фона:
/ Новости сайта / Наука и Технологии / Почему скорость света максимальна?
14.05.2014

Почему скорость света максимальна?

Оценка: 0.0    3686 14 Наука и Технологии
08:29
Мы частенько говорим о том, что скорость света максимальна в нашей Вселенной, и что нет ничего, что могло бы двигаться быстрее скорости света в вакууме. И уж тем более — мы. Приближаясь к околосветовой скорости, объект приобретает массу и энергию, которая либо его разрушает, либо противоречит общей теории относительности Эйнштейна.

Допустим, мы поверим в это и будем искать обходные пути (вроде создания варп-двигателя или будем разбираться в парадоксах квантовой механики), чтобы лететь к ближайшей звезде не 75 000 лет, а пару недель. Но поскольку мало кто из нас обладает высшим физическим образованием, непонятно: почему на улицах говорят, что скорость света максимальна, постоянна и равна 300 000 км/с?

Есть много простых и интуитивных объяснений, почему все так, но их можно начинать ненавидеть. Поиск в Интернете выведет вас на понятие «релятивистской массы» и на то, что она требует больше сил для ускорения объекта, который и так движется с высокой скоростью. Это привычный способ интерпретации математического аппарата специальной теории относительности, но он вводит многих в заблуждение, и особенно вас, наши дорогие читатели. Поскольку многие из вас (да и нас тоже) пробуют высокую физику на вкус, словно погружая один палец в ее соленую воду, прежде чем войти искупаться. В результате, Вселенная становится куда более сложной и менее красивой, чем является на самом деле.

Давайте обсудим этот вопрос с точки зрения геометрической интерпретации, которая согласуется с общей теорией относительности. Она менее очевидна, но немногим сложнее, чем рисование стрелочек на бумаге, поэтому многие из вас с полуслова поймут теорию, которая скрывается за абстракциями вроде «силы» и откровенного вранья вроде «релятивистской массы».

Во-первых, давайте определим, что такое направление, чтобы четко обозначить свое место. «Вниз» — это направление. Оно определяется как направление, в котором падают вещи, когда вы их отпускаете. «Вверх» — это направление, противоположное направлению «вниз». Возьмите в руки компас и определите дополнительные направления: север, юг, запад и восток. Все эти направления определяются серьезными дядями как «ортонормированный (или ортогональный) базис», но об этом сейчас лучше не думать. Давайте предположим, что эти шесть направлений являются абсолютными, поскольку они будут существовать там, где мы будем разбирать наш сложный вопрос.

А теперь давайте добавим еще два направления: в будущее и в прошлое. Вы не можете с легкостью двигаться в этих направлениях по собственному желанию, но представить их для вас должно быть достаточно просто. Будущее — это направление, где наступает завтра; прошлое — направление, где находится вчера.

Эти восемь основных направлений — вверх, вниз, север, юг, запад, восток, прошлое и будущее — описывают фундаментальную геометрию Вселенной. Каждую пару этих направлений мы можем назвать «измерением», поэтому мы живем в четырехмерной Вселенной. Другой термин для определения этого четырехмерного понимания будет «пространство-время», но мы постараемся избежать использования этого термина. Просто запомните, что в нашем контексте «пространство-время» будет равнозначно понятию «Вселенная».

Пожалуйте на сцену. Давайте посмотрим на актеров.

Сидя сейчас перед компьютером, вы находитесь в движении. Вы его не чувствуете. Вам кажется, что вы в состоянии покоя. Но это только потому, что все вокруг относительно вас тоже движется. Нет, не подумайте, что мы говорим о том, что Земля кружится вокруг солнца или Солнце движется по галактике и тянет нас за собой. Это, конечно, так, но мы сейчас не об этом. Под движением мы имеем в виду движение в направлении «будущее».

Представьте, что вы находитесь в вагоне поезда с закрытыми окнами. Вы не можете видеть улицу и, допустим, рельсы настолько безупречны, что вы не чувствуете, едет поезд или нет. Поэтому, просто сидя внутри поезда, вы не можете утверждать, едете вы или нет на самом деле. Выгляните на улицу — и поймете, что пейзаж проносится мимо. Но окна закрыты.

Есть только один способ узнать, двигаетесь вы или нет. Просто сидеть и ждать. Если поезд будет стоять на станции, ничего не произойдет. Но если поезд движется, рано или поздно вы приедете на новую станцию.

В этой метафоре вагон представляет собой все, что мы можем увидеть в окружающем нас мире — дом, кота Ваську, звезды на небе и т.п. «Следующая станция — Завтра».

Если вы будете сидеть неподвижно, а кот Васька — безмятежно спать свои положенные в сутки часы, вы не почувствуете движения. Но завтра обязательно придет.

Вот что значит двигаться в направлении будущего. Только время покажет, что правда: движение или стоянка.

Пока вам должно было довольно просто все это представлять. Возможно, сложно думать о времени как о направлении и уж тем более о себе — как о проходящем сквозь время объекте. Но вы поймете. Теперь включите воображение.

Представьте, что когда вы едете в своем автомобиле, случается что-то страшное: отказывают тормоза. По странному совпадению в тот же момент заклинивает газ и коробка передач. Вы не можете ни ускориться, ни остановиться. Единственное, что у вас есть — рулевое колесо. Вы можете изменить направление движения, но не его скорость.

Конечно, первое, что вы сделаете, это попытаетесь въехать в мягкий куст и как-нибудь аккуратно остановить автомобиля. Но давайте пока не будем пользоваться таким приемом. Просто сосредоточимся на особенностях вашего неисправного автомобиля: вы можете изменить направление, но не скорость.

Вот так мы движемся сквозь Вселенную. У вас есть руль, но нет педали. Сидя и читая эту статью, вы катитесь в светлое будущее на максимальной скорости. И когда вы встаете, чтобы сделать себе чайку, вы изменяете направление движения в пространстве-времени, но не его скорость. Если вы будете очень быстро двигаться по пространству, время будет течь немного медленнее.

Это легко представить, нарисовав пару осей на бумаге. Ось, которая будет идти вверх и вниз — это ось времени, вверх — значит в будущее. Горизонтальная ось представляет пространство. Мы можем нарисовать только одно измерение пространства, поскольку лист бумаги двухмерен, но давайте просто представим, что это понятие относится ко всем трем измерениям пространства.

Нарисуйте стрелку с начала оси координат, где они сходятся, и направьте ее вверх вдоль вертикальной оси. Неважно, насколько длинной она будет, просто имейте в виду, что у нее будет только одна длина. Эта стрелка, которая сейчас направлена в будущее, представляет собой величину, которую физики называют «четыре-скоростью». Это скорость вашего передвижения по пространству-времени. Прямо сейчас вы находитесь в неподвижном состоянии, поэтому стрелка направлена только в будущее.

Если вы хотите двигаться сквозь пространство — направо по оси координат — вам нужно изменить вашу четыре-скорость и включить горизонтальный компонент. Получается, вам нужно повернуть стрелку. Но как только вы это сделаете, вы заметите, что стрелка уже не так уверенно указывает наверх, в будущее, как до этого. Теперь вы движетесь сквозь пространство, но вам пришлось пожертвовать движением в будущем, поскольку стрелка четыре-скорости может только вращаться, но никогда не растягиваться или сжиматься.

Отсюда начинается знаменитый эффект «замедления времени», о котором говорят все, хоть немного посвященные в специальную теорию относительности. Если вы движетесь в пространстве, вы не движетесь во времени так быстро, как могли бы, если бы сидели на месте. Ваши часы будут отсчитывать время медленнее, нежели часы человека, который не движется.

А теперь мы подходим к разрешению вопроса, почему фраза «быстрее света» не имеет смысла в нашей вселенной. Смотрите, что происходит, если вы хотите двигаться по пространству как можно быстрее. Вы поворачиваете стрелку четыре-скорости до упора, пока она не будет указывать вдоль горизонтальной оси. Мы помним, что стрелка не может растягиваться. Она может только вращаться. Итак, вы увеличили скорость в пространстве насколько это возможно. Но стало невозможным двигаться еще быстрее. Стрелку некуда повернуть, иначе она станет «прямее прямого» или «горизонтальнее горизонтального». Вот к этому понятию и приравнивайте «быстрее света». Это просто невозможно, как накормить тремя рыбками и семью хлебами огромный народ.

Вот почему в нашей вселенной ничто не может двигаться быстрее света. Потому что фраза «быстрее света» в нашей вселенной эквивалентна фразе «прямее прямого» или «горизонтальнее горизонтального».

Да, у вас осталось несколько вопросом. Почему векторы четыре-скорости могут лишь вращаться, но не растягиваться? На этот вопрос есть ответ, но он связан с инвариантностью скорости света, и мы оставим его на потом. И если вы просто поверите в это, то будете чуть менее информированы по этому вопросу, чем самые блестящие физики, когда-либо существовавшие на нашей планете.

Скептики могут усомниться, почему мы используем упрощенную модель геометрии пространства, говоря об эвклидовых вращениях и кругах. В реальном мире геометрия пространства-времени подчиняется геометрии Минковского, а повороты являются гиперболическими. Но простой вариант объяснения имеет право на жизнь.

 

Поделитесь в социальных сетях

Комментарии 14

1 2 »
0  
hitt 14.05.2014 17:56 [Материал]
ZetaTalk: Скорость(продолжение)Солнечный Ветер

Его влияние на Планету X такое же, как влияние метеоров, входящих в вашу атмосферу по касательной, так что задетыми им оказываются лишь верхние слои, в худшем случае отрывающиеся от основной массы, и нуждающиеся в восстановлении из океанов, которые покрывают большую часть Планеты X. Такое же самое восстановление атмосферы из океанов после прохода Планеты Х происходит, как мы описали, на Земле. Временно Землю покроют низкие облака, но восстановление наступит замечательно быстро, так что оставшиеся в живых в течение нескольких первых месяцев не будут воспринимать ничего другого, кроме более низкой облачности. [Хотя вулканическая пыль, по словам Зетов, будет делать атмосферу непрозрачной в течение десятилетий (cм. стр. Сдвиг Полюсов/Видение, данное Зетами) - прим. перев.]
Ограниченность Скорости Света

За дюжину или около этого лет до прохода Планета Х ускоряется от почти неподвижного состояния до ошеломляюще высокой скорости движения к фокусу, к которому она стремительно приближается. Представьте, что у Земли нет атмосферы, а сверху летит булыжник, имеющий в поперечнике несколько миль. Какого предела скорости может достичь этот булыжник, когда он плюхнется на Землю? В космосе для скорости предела нет, человечество его только предполагает. Во время математических дискуссий на sci.astro было высказано предположение, что скорость Планеты Х при её самом быстром проходе приближается к скорости света, и участников дискуссии это удивило. Почему предполагается, что свет - самая быстрая вещь, которая передвигается во вселенной? Человек думает так, потому что свет - это что-то такое, чего измерить нельзя. Он знает такую малую долю окружающей его материи и энергии, что если сказать, что он постиг только 1 % того, из чего состоит вселенная, это было бы преувеличением. Наше космическое путешествие в 4-й Плотности и даже в 3-й Плотности происходит быстрее, чем движется свет, и мы не плавимся. Человек пока не разбирается в некоторых вещах, поэтому наши объяснения не могут его удовлетворить. Достаточно сказать, что наше объяснение корректно, и Планета Х быстро движется к нашему центру, оттуда возникает Сила Отталкивания, поэтому она пролетает мимо центра тяжести солнечной системы - между Землей и Солнцем.http://www.zetatalk.com/russia/s112.htm
0  
hitt 14.05.2014 17:54 [Материал]
ZetaTalk: Скорость

Примечание: записано во время дебатов на sci.astro в 2001 году. Дополнено разделом Ограниченность Скорости Света, записанным во время сеанса обсуждения в режиме реального времени. Планета X и 12-я Планета - одно и то же.

Скорость в космосе - это вещь относительная. Ваши подводные лодки движутся медленнее, чем ваши автомобили, потому что автомобили имеют дело с меньшим сопротивлением среды. Запущенные или вышедшие в космос объекты также испытывают мало затруднений, когда движутся снаружи, где нет влияния атмосферы, и неизбежно нагреваются и сгорают, когда попадают в плотную атмосферу Земли. Таким образом, объекты в космосе не испытывают никаких других вредных последствий от высокой скорости движения, кроме возможных столкновений. Что может произойти с Планетой X, которая, как мы описали, пересекает солнечную систему от одного края орбиты Сатурна к другому за 3 коротких месяца?

От Столкновения с Солнцем Уводит Гравитация

Человеческие ученые, имеющие дело с гравитацией как некой таинственной "силой", которой нет никакого объяснения, кроме математической зависимости, определяющей её величину, были бы изумлены описанной нами траекторией Планеты X. Когда объект приближается, то в зависимости от его скорости, он или пройдёт мимо источника гравитации со "скоростью ухода", или будет притянут силой гравитации, чтобы в конечном счете упасть на поверхность источника гравитации или перейдёт на какой-то вид орбиты - круговую или эллиптическую. Так говорит теория. Примените влияние частиц, объясняющих силу гравитации, как мы её описывали, и вы получите другой сценарий, который, между прочим, объясняет, почему останки вашей Луны находятся там, НАВЕРХУ, когда согласно Ньютону этого быть не должно. Планета X, конечно, притягивается силой солнечной гравитации, и поэтому осуществляется её периодический проход. Но она также отталкивается потоком гравитационных частиц, испускаемых Солнцем, который может быть представлен как имеющий силу струи брандспойта, противостоящий силе струи брандспойта, исходящей от самой Планеты X. Создаётся буфер, отталкивающий тела друг от друга, вынуждая мчащуюся Планету X обойти Солнце на расстоянии, зависящем от её массы и массы Солнца. Уменьшение с течением времени массы Солнца объясняет, почему Планета X в настоящее время подходит во время прохода ближе, чем это было в прошлом, когда её путь пролегал через Пояс Астероидов.
Возмущения от Земли или Других Планет

Это - переменная, которая зависит как от скорости, так и от массы. Ко времени входа Планеты X в солнечную систему скорость движения к Солнцу будет такой, что она пройдёт мимо любой другой планеты, включая Юпитер, к которому может подойти близко. Если бы во время прохода Юпитер находился прямо на пути Планеты X, это был бы случай возмущения положения другой планеты, которая временно изменила бы свою траекторию, но затем обе они продолжили бы после встречи путь, по существу, по той же самой орбите. Скорость Планеты X это гарантирует, так как масса обеих этих планет значительна. Если Планета X должна будет столкнуться с меньшим объектом такого типа, с которым это произошло в прошлом в Поясе Астероидов, он будет либо вести себя как метеор, либо, если он достаточно велик для возникновения гравитационной Силы Отталкивания, станет лунным спутником Планеты X, которые есть у многих объектов. Разрушение на части, которое происходило в Поясе Астероидов, было вследствие столкновения объектов, имеющих слишком незначительный размер для того, чтобы между ними возникла Сила Отталкивания. Малые планеты, проходящие близко к Планете X во время её высокоскоростного прохода могли стать её спутниковой луной, или быть разрушены на части одной из тянущихся за ней лун, хотя такого изменения при этом не произошло нигде, за исключением сильно переполненного Пояса Астероидов, который содержал в себе до прошлых проходов приблизительно 24 планеты и их различной величины луны.
0  
hitt 14.05.2014 17:36 [Материал]
ZetaTalk: Быстрее света

Что касается того, как мы перемещаемся в пространстве со скоростью, выше скорости света. Нам позволено объяснить это с учетом ограничений вашей способности понимания и того, что вам позволено знать в данное время. Дело обстоит не так, как вам представляется. Путешествие совершается в другой плотности. В 3-й плотности скорость света кажется вам предельно большой, но она не является максимальной в, скажем, 4-й плотности. В 4-й плотности скорость света превышает известную вам скорость более чем в 17 раз.

Что касается дальности наших перемещений. Измерение в световых годах или в других единицах, помогающее вам представлять себе расстояние, в данном случае бессильно способствовать пониманию ситуации. Для каждого скачка плотности существует количественный скачок в скорости перемещения. Кроме того, есть иные способы движения, которые нам не позволено объяснить вам. Здесь достаточно сказать, что если вы сравните Вселенную, известную нам, Зетам, с пространством, окружающим вас, тогда Вселенная, не посещаемая Зетами есть ваша Солнечная Система. Продолжая использовать данное сравнение, чтобы показать вам наши масштабы в сравнении с вашими, можно сказать так: представьте, как вы, обладая знанием об окружающих вас галактиках, никогда не выходите за двери собственного дома.http://www.zetatalk.com/russia/d02.htm
0  
nen 14.05.2014 16:07 [Материал]
У Евклида геометрия на плоскости. Хорошая геометрия.
У всех остальных - Гаусс, Риман, Лобачевский... - геометрия на искривленных поверхностях.
Не нужно противопоставлять геометрию Евклида и других товарищей.

Геометрия Евклида является частным случаем геометрий вышеприведенных господ.
И это не значит, что геометрия Евклида неверная.
0  
Arwis 14.05.2014 13:42 [Материал]
Вообще-то, скорость света не аксиома, а лабораторно измеренная величина. Опыты Луи Физо 1849-1851 г.г.
+1  
vit050 14.05.2014 12:14 [Материал]
Просто вопрос:
А с какой скоростью движется или распространяется гравитация?
Я это спрашиваю лишь потому, что просто этого не знаю.
+1  
Arwis 14.05.2014 12:09 [Материал]
Статья похожа на выдержку из книги серии "что-то там для идиотов". В данном случае "физика для идиотов".
Вот на видео физик Виктор Катющик объясняет всё доступно для тех, кто не в танке:
0  
nen 14.05.2014 11:38 [Материал]
У Эйнштейна скорость света предельная. И на этом СТОИТ вся его теория относительности. Как только выяснится, что скорость света не предельная, то его теория полетит в тартарары. Кстати, в одном письме он писал об это. Он прямо написал, что если работы Миллера являтся достоверными, то теорию относительности надо будет пересматривать. Но работы Миллера в тихую похоронили и стараются о них не вспоминать...
0  
Alexei2012 14.05.2014 11:33 [Материал]
biggrin По недавним данным фотон и не волна и не частица, а тень «чего-то третьего». И Мир наш, похоже, многомерен. Тут еще темная материя … Так что насчет скорости света может быть все и не так просто. Кстати, Эйнштейн утверждал только, что сигнал не может быть послан со скоростью выше световой. Но никак не утверждал, что не могут быть скорости всегда выше световой. Отсюда некоторые физики до сих пор ищут частицы тахионы - со сверх световой скоростью.
0  
coka 14.05.2014 11:23 [Материал]
Есть скорости и быстрее.Скорость мысли например.
+3  
Aaz 14.05.2014 12:58 [Материал]
Что такое скорость мысли? Как вы ее измерили?

Нервные импульсы проходят по нейронам в головном мозге со скоростью примерно от 3 до 120м в сек...
1-10 11-11
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Похожие материалы

Разговоры у камина
Календарь
Последние комментарии
Безумие Covid: нельзя сесть на спасательные суда, пока не сделают прививку
Абсолютное безумие ковид изначально! Не убъёт виру (от Светло3ар)
ВОЗ предупредила об угрозе новых вирусных пандемий
В итоге ... когда процентов 90 населения Земли вым (от Манжур)
Физик привел зрителей в недоумение необычной теорией о происхождении людей
Акромя физики Участник нескольких рок групп, докто (от Манжур)
Названа привычка, отказ от которой продлевает жизнь на 28 лет
Все без исключения экономики строятся на схемах от (от Guest)