Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Как учёные обнаружили, что скорость света — предел?

ФизикаНаука
Валерия Кутыгина
  · 260,7 K
Математик. Преподаватель математики.  · 6 июн 2020

Перечитал кучу ерунды от предыдущих авторов. Прежде чем отвечать на такие вопросы, нужно хорошо разобраться в СТО (специальная теория относительности) и, во всяком случае, не путать её с ОТО (общая теория относительности). Оба названия неудачные. Принцип относительности есть не только в СТО, но и в классической механике, созданой Ньютоном, причём, этот принцип был сформулирован Галилеем ещё до Ньютона. СТО фактически является новой механикой, согласующейся с электродинамикой Максвелла. Что касается ОТО, то это теория гравитации, уточняющая ньютоновский же закон всемирного тяготения и согласованная с СТО в том смысле, что при отсутствии гравитационного поля ОТО отличается от СТО только математическим аппаратом, который в ОТО гораздо более сложный.

Обычно СТО основывают на двух постулатах. Первый — это принцип относительности, а второй утверждает существование инвариантной скорости (со времён Эйнштейна эта скорость называется "скорость света") и сформулирован самим Эйнштейном так: свет распространяется в "неподвижной" системе координат с определённой скоростью V, не зависящей от движения источника (сейчас скорость света в вакууме обозначается не "V", а "c"). Под "неподвижной" системой координат Эйнштейн подразумевает то, что позже стало называться инерциальной системой отсчёта (ИСО). Кстати, в классической механике инвариантная скорость тоже есть, но она бесконечная.

Как видим, нет ни одного слова про максимальность скорости света.

Из СТО, однако, вытекают следующие ограничения:

1) если частица в какой-то момент движется со скоростью, меньшей скорости света, то она всегда в прошлом, пока существовала, двигалась со скоростью, меньшей скорости света, и всегда в будущем, пока будет существовать, будет двигаться со скоростью, меньшей скорости света;

2) если частица в какой-то момент движется со скоростью света, то она всегда в прошлом, пока существовала, двигалась со скоростью света, и всегда в будущем, пока будет существовать, будет двигаться со скоростью света;

3) если частица в какой-то момент движется со скоростью, большей скорости света, то она всегда в прошлом, пока существовала, двигалась со скоростью, большей скорости света, и всегда в будущем, пока будет существовать, будет двигаться со скоростью, большей скорости света.

Таким образом, мы не можем ничего разогнать до сверхсветовой скорости, но, в принципе, сверхсветовая частица может родиться при столкновении обычных частиц.

Гипотетические частицы, движущиеся быстрее света, были названы тахионами. Их тщательно исследовали как в рамках СТО, так и в рамках квантовой теории. Насколько мне известно, существование тахионов противоречит квантовой теории, но здесь я не специалист. СТО самой по себе существование тахионов не проиворечит. Однако принцип причинности, понимаемый как невозможность послать самому себе сигнал в прошлое, запрещает существование тахионов: в СТО, располагая источником тахионов, можно отправить сигнал самому себе в прошлое, хотя посылка такого сигнала в прошлое на сколько-нибудь значительное время требует использования ретранслятора тахионного сигнала, движущегося от Земли с околосветовой скоростью далеко в космосе (скорее всего, можно было бы придумать конструкцию, обходящую это препятствие).

Тахионы также искали в специальных экспериментах, но обнаружить их не удалось. Так что отсутствие частиц и тел, движущихся со сверхсветовой скоростью, на настоящее время можно считать экспериментальным фактом. Со словом "доказано" нужно быть осторожным: остутсвие тахионов не доказано и никогда не будет доказано. Точно так же ни одна физическая теория не доказана и никогда не будет доказана. Что касается СТО и ОТО, то они, конечно, не доказаны, но подтверждаются (проверены) очень большим количеством экспериментов. Ссылки: СТО и ОТО.

То, что обычно пишут про то, как выглядит окружающий мир при движении с околосветовой скоростью, — полная ерунда. Никакие "шарики" не сплющиваются. Тела сокращались бы, если бы мы могли их видеть с помощью сигналов, распространяющихся с бесконечной скоростью. А так как мы их видим с помощью того же света, распространяющегося с конечной скоростью, мы видим их с запаздыванием, в других цветах (эффект Доплера) и не сократившимися, а повёрнутыми. Существует забавная игра, показывающая, как это выглядит. В игре происходит уменьшение скорости света по мере накопления призов. После скачивания нужно просто распаковать архив, и сразу можно играть. Обзор игры. Правда, автор видеоролика плохо переводит с английского.

1 эксперт согласен
Micron_у Umbarov_у. Попробуем разобраться с ерундой в вашем исполнении. Первое. "СТО фактически является новой... Читать дальше
Философия. Психология. История  · 3 дек 2021  · proza.ru/avtor/mariagruz2020
"Скорость ~ с в е т а ~ предел", или, иначе, принцип инвариантности скорости света следует из принципа относительности. Звучит он так: все физические законы инвариантны относительно выбора инерциальной системы отсчёта. Если проще: максимальная скорость распространения взаимодействия сигнала, называемая скоростью света, должна быть одинаковой во всех инерциальных... Читать далее
1 эксперт согласен
Valery Timin
подтверждает
5 декабря 2021
Мне понравился Ваш ответ. Но есть некоторые моменты, которые требуют уточнения. Например, Вы пишете "Также... Читать дальше
Все слышали про общую теорию относительности, и все примерно представляют себе ее тезисы. Вспомним один из них. Время относительно. Это буквально означает, что если двигаться мимо совершенно точных и исправных часов (с любой скоростью), они покажутся вам идущими медленно. Одна секунда на них будет длиться для вас дольше секунды — тем дольше, чем быстрее вы двигаетесь... Читать далее

Эм.. а ответ на вопрос?

пользователь TheQuestion.  · 22 окт 2017
На вопрос никто не ответил, я отвечу коряво, а кто-то может быть потом напишет как надо ) IRINA GEORGIEVSKAYA > Эм.. а ответ на вопрос? Как её стали измерять АЛЕКСАНДР ХОМКОЛОВ ответил, можно почитать ещё тут https://ru.wikipedia.org/wiki/Скорость_света А то, что она предел, это не то чтобы ученые обнаружили, это Эйнштейн предположил в своей теории как аксиому.  Уравнени... Читать далее
Буду рад новым друзьям  · 24 янв 2021
ответ на вопрос прост: Ученые не знают какова предельная скорость чего либо во вселенной. Но предельная скорость света и других явлений - радиации, электричества и прочего основанного на фотонах (частицах света), является предельной. То есть, первая причина этого - фотон не может лететь ещё быстрее, чем та скорость, которую мы уже измерили. По крайней мере никто не... Читать далее
Пенсионер. Нахожусь на отдыхе. Увлечений нет. Интересует чтение учебника по элементарной...  · 21 окт 2020

Фотон представляет из себя вихрь в виде бублика (тора). Стенки бублика вращаются протягивая сквозь пространство тора окружающую материю. Так как окружающая материя имеет различную плотность то и фотоны в ней имеют различную скорость. Свет представляет собою поток фотонов, поэтому свет в различных средах имеет различную скорость.

Энергия фотонов вычисляется по формуле Планка E=hn где h постоянная Планка n частота излучения

Физик альтернативщик  · 3 июл 2020

Длина волны равна периоду! Но при этом надо четко знать что это величина окружности. Если бы величина метра была другой(а не часть Парижского меридиана), то и коэффициент пересчета был бы не 300000000 а другой.

Я уже ответил на этот вопрос, сейчас повторю. Ограничения на скорость света вытекают чисто математически из условия существования корня в записи преобразования Лоренца (ПЛ). Если убрать из "теории" ПЛ, то исчезают ограничения из-за фантазий пользователя формулы. Если настаивать на ограниченности скорости света, тогда ограничения надо искать в природе вместе с разумным... Читать далее
От лукавого все эти расчёты. Представьте себе некий объект в далёком космосе на задворках вселенной куда не... Читать дальше
ОПИСАНИЕ ПРОФИЛЯ  · 24 июн 2020
это только в теории. в реале предела для скорости света и вообще чего-либо не существует. это было только в воспаленном воображении единственного эйнштейна. все ему вдруг поверили не проверив. а пространство искажаться тоже не может ибо это вместилище и пустота с векторами-направлениями, а не материя/материал. зафиксированы скорости и в 30 и в 50це. только вот при... Читать далее
Инженер электронщик и программист  · 21 июн 2020

Обнаружили что что-то с опытом не сходится, если принять скорость света за бесконечность, и пришлось начать копать в чем дело. Вот и обнаружили. Вот.

Никак не соглашусь с Вами. Скорость света была измерена еще в 17 веке.