Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Корабли, встречающиеся во мраке далекого космоса






Несколько забегая вперед, сразу сформулируем два наиболее важных следствия из постулата Эйнштейна:

1) скорость света имеет предельный характер, то есть является верхним пределом для всех скоростей;

2) перемещающиеся относительно друг друга наблюдатели никогда не смогут определить, произошли ли два отдаленных события одновременно или же нет.

Чтобы получить эти следствия, обратимся к мысленному эксперименту (тому, что Эйнштейн называл “ Gedankenexperimenten ”[83]). Вообразим, два космических корабля, движущихся во мраке далекого космоса со скоростями, близкими к скорости света. Пусть в момент их встречи, то есть в тот момент, когда корабли находятся практически в одной и той же точке пространства (на минимальном безопасном расстоянии друг от друга), между кораблями происходит яркая вспышка света (космический “салют наций”). После вспышки команда каждого корабля, опираясь на постулат Эйнштейна, вполне резонно сможет считать, что именно их корабль находится в центре сферы, которую образует в пространстве свет от произведенной вспышки, распространяющийся во всех направлениях с постоянной скоростью , а другой корабль находится где− то вблизи поверхности этой сферы. Каждая команда права, и нам предстоит обсудить этот парадокс.

Прежде всего, надо отметить, что относительная скорость движения кораблей обязана быть меньше чем . В противном случае, каждая команда могла бы утверждать, что другой корабль находится вне расширяющейся “световой сферы”, и, в таком случае, даже не мог быть свидетелем первоначальной вспышки! Так как мы договорились отметать ситуации, в которых нарушаются причинно - следственные связи событий, то скорости, превышающие скорость света, должны быть исключены из рассмотрения[84]. Скорости, превышающие c просто незаконны в современной физической теории.

Это положение в корне меняет отношение к скорости света в современной физике. Скорость света − это не только характеристика (свойство) самого света или же среды, в которой он распространяется, но и фундаментальное свойство Вселенной, относящееся ко всем материальным объектам окружающего нас мира. В следующей главе мы убедимся, что скорость света, , не только характеризует электромагнитную волну, распространяющуюся в вакууме, но и является универсальной константой, которая увязывает друг с другом отсчеты расстояния и времени.

Следует заметить, что А. Пуанкаре предвидел в самом начале ХХ века необходимость создания “новой динамики”, то есть новой (неклассической) физической теории, построенной на основе общего принципа относительности, однако он даже не пытался создавать ее. Это было вызвано не тем, что Пуанкаре не хватало смелости (“научного куража”) или − тем более− знаний и настойчивости, а тем, что он был не готов воспринять предельный характер скорости света, то есть отказаться от рассмотрения в физической теории " сверхсветовых" скоростей. Этот “синдром Пуанкаре” достоин внимания и уважения[85], но, ни в коей мере не ставит под сомнение выводы теории относительности, созданной Эйнштейном на основе постулата о постоянстве скорости света.

И в настоящее время физическая теория не в состоянии объяснить, чем или кем обусловлен предельный характер скорости света[86]. Современная физическая теория базируется на постулате Эйнштейна и использует выводы, следующие из этого постулата.

Однако вернемся к ситуации встречи космических кораблей в далеком космосе. У обеих команд есть единственный способ узнать, как распространяется в пространстве свет от произведенной при встрече кораблей вспышки − это использовать удаленные от корабля отражатели (зеркала). Представим[87], что один из кораблей оснащен такими отражателями (“габаритами”), вынесенными на одинаковое (и очень большое!) расстояние вперед и назад по отношению к кораблю.

Если вспышка одновременно достигает зеркал, и отраженным сигналам требуется одинаковое время, чтобы вернуться на корабль, то это неоспоримо доказывает, что корабль находится в центре “световой сферы

− для неподвижного корабля это более чем очевидно.

Будем также считать, корабль, оснащенный зеркалами, при встрече обгоняет другой, и именно в этот момент происходит “салют”. На “быстрый зеркалоносец” вспышки салюта, отраженные от двух неподвижных и симметрично расположенных относительно корабля отражателей, вернутся одновременно. Более того, располагая необходимым фото- оборудованием, наблюдатели с этого корабля могут, в принципе, запечатлеть на снимке одновременное (для них) отражение вспышки от двух зеркал. Всё это позволяет им утверждать, что именно их “зеркалоносец” находится в центре “световой сферы”.

Однако, и команда другого корабля имеет право на свою интерпретацию происходящих событий[88]. Они видят, что обгоняющий их корабль и его “габариты” (отражатели) проносится мимо них с большой, почти световой, скоростью. Согласно постулату Эйнштейна, свету, распространяющемуся вперед по отношению к движению кораблей, потребуется большее время для того, чтобы догнать “передний” отражатель, удаляющийся вместе с обгоняющим кораблем. Однако возвращение отраженного от переднего отражателя сигнала займет меньшее время, поскольку их корабль движется навстречу отраженной вспышке. Также для них очевидно, что заднего отражателя свет от “салюта”, достигнет за меньшее время, но для возвращения на корабль этому сигналу потребуется большее время, так как отраженная вспышка догоняет судно.

Команда “медленного“ корабля не может во всех деталях повторить наблюдения своих “конкурентов” (по условию мысленного эксперимента этот корабль не оснащен отражателями). Однако, для того, чтобы отстоять своё место в центре “световой сферы”, они могут с борта своего корабля наблюдать и обсуждать эксперименты своих соперников, а также подвергать сомнению и критике их выводы. Так, например, наблюдая за отражениями вспышки света, они согласятся с тем, что сигналы от отражателей возвращаются на “зеркалоносец” одновременно. Более того, с помощью несложных алгебраических выкладок они даже смогут доказать, что суммарное время путешествия света “туда” (к отражателю) и “обратно” (на “зеркалоносец”) одинаково для обоих отражателей. Однако они будут категорически отрицать, что вспышка “салюта”, достигает зеркал одновременно! Таким образом, команда “медленного” корабля подтвердит, что вспышки от отражателей возвращаются на “зеркалоносец” одновременно, но не станет рассматривать это как доказательство того, что именно их конкуренты занимают центр “световой сферы”!

Каждая команда вполне резонно отстаивает свою интерпретацию событий. Так как в физической теории нет кого-То[89], кто способен узнать, что случается в двух разных местах одновременно, то невозможно сказать, какая из команд ошибается в своих выводах. Каждая команда адекватно описывает происходящие события, и, следовательно, каждая из них права. Этот, на первый взгляд, шокирующий обыденное сознание вывод, является одним из проявлений дуализма [90] современной физики. Если принять, что понятие одновременности носит не абсолютный (одинаковый для всех наблюдателей), а относительный (связанный с конкретным наблюдателем) характер, то постулат Эйнштейна о постоянстве скорости света ничуть не противоречит наблюдениям и выводам обеих команд!

В заключение заметим, что расширяющаяся “световая сфера” является не более чем научной абстракцией. Никто (если исключить из рассмотрения НЕЧТО и кого-То) не может объективно зафиксировать геометрическое место точек, до которых дошел свет от вспышки в данный момент времени. Это геометрическое место может только быть восстановлено (реконструировано) по результатам наблюдения отраженных сигналов с учётом того, когда эти сигналы были отражены. В следующем разделе нам предстоит убедиться, что даже такая интуитивно понятная величина как размер (например, длина) реально существующего объекта тоже является научной абстракцией.


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.007 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал