Теперь Кью работает в режиме чтения

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

Свет в вакууме прошел мимо камня. С какой скоростью относительно света движется камень, если ничто, имеющее массу, не может развить скорость света?

ФизикаНаукаЗачем я это узнал?
G. Shch.
  · 22,6 K
Аспирант Принстона, выпускник кафедры физики частиц и космологии МГУ  · 6 янв 2017

Предыдущий ответ по сути своей не верен, особенности движения тел со скоростью света никак не связаны с квантовой механикой, в этом смысле квантовая механика не отличается от классической, для массивных квантовых частиц существует система отсчета покоя несмотря на корпускулярно-волновой дуализм. И утверждение, что камень не движется - это отказ от принципа относительности, движение относительно, всегда есть системы отсчета где камень движется.

Поэтому разберемся по порядку. Если бы рядом с камнем летел кирпич со скоростью половина скорости света, то относительно кирпича камень тоже летел бы с той же скоростью. В этом суть принципа относительности, это еще Галилей придумал и это чуть ли не первое что проходят по физике. Почему же тогда говорится, что нельзя лететь со скоростью выше световой, откуда это ограничение? Оно идет от того, что если бы рядом с камнем летел бы лучик света, он бы разумеется летел со скоростью света, но если бы мы теперь померили скорость лучика света относительно летящего кирпича, то мы бы получили то же самое значение. Парадоксально, но факт. Скорость света постоянна во всех системах отсчета.

Это происходит от того, что скорость - это расстояние деленное на время, но отдельно времени и отдельно пространства не существует, существует пространство-время. Это значит, что когда мы меняем систему отсчета с камня на кирпич, у нас меняются не только координаты, но и время в разных точках. На самом деле, не существует единого абсолютного  пространства или времени отдельно от наблюдателя. Разные промежутки времени, одновременность - это все зависит от системы отсчета. Два события, одновременные относительно камня, не будут одновременны относительно кирпича. Камень померяет другую длину кирпича, чем сам кирпич. Более того, камень будет видеть, что на кирпиче за 1 секунду прошло меньше секунды, а кирпич будет видеть то же самое, что на камне за секунду прошло меньше секунды, это называется релятивистским замедлением времени. Так должно быть, потому что системы отсчета камня и кирпича равноправны, этого требует относительность.

Это потому что и расстояние, и время в другой системе отсчета мы можем получить только получив от нее сигнал в виде света или чего-то еще. И если между двумя событиями такой сигнал не смог бы пройти, то будут наблюдатели, которые увидят, что первое событие случилось раньше, а будут те, которые увидят что, второе, для таких двух событий невозможно установить причинно-следственную связь. Все от того, что принципиально не существует абсолютного времени или пространства, существуют индивидуальные наблюдатели, их системы отсчета и померенные для них интервалы времени, одновременность и расстояния. И во всех системах отсчета свет распространяется с одной и той же скоростью. Получилось так, что мир устроен совершенно по-другому, чем нам кажется из повседневной жизни, где мы просто не сталкиваемся с достаточно большими скоростями. Подробнее я Вам рассказать не смогу, но Вы можете сами, если Вам интересно понять как работает пространство и время, изучить специальную теорию относительности (СТО), математика там на уровне средней школы, но саму физическую суть сразу осознать непросто. Не думаю, что ее можно взять и рассказать за чашкой чая, это надо сесть, осмыслить и проработать самому.

Ну а что касается исходной постановки вопроса, то в систему отсчета фотона перейти нельзя. По мере приближения скорости тела к скорости света в нашей системе отсчета его время будет замедлятся, и при скорости света остановится. Физически это означает, что для фотона не существует такого понятия, как его собственное время, поэтому относительно него нельзя померить ни скорость, ни что-либо еще. Поэтому Ваш вопрос не имеет ответа.

Ох уж эти постулаты современной науки света. Они неприятны как крошки в постели) Ибо, принимая их, мы должны... Читать дальше
программист, интересны квантовая механика, теория относительности и астрономия  · 21 июн 2020

Чтобы вычислить относительную скорость, вы должны связать с телом систему отсчета. Связать её с фотонами - нельзя. Поэтому ваш вопрос бессмысленный. Это как спросить "что за число получится, если учительница всё-таки разрешит делить мне на ноль?" =)

2 эксперта согласны

Почему это мы не можешь связать систему отсчета с фотоном?

Никакими законами физики это не запрещено.

Люблю математику и физику.  · 29 окт 2020

Ни с какой. На релятивистских скоростях замедляется время, что в системе отсчета релятивистского объекта приводит к сокращению расстояния. В системе отсчета фотона любое расстояние и временной интервал равны нулю.

Юный эрудит, дизайнер. inst: ikratkiy  · 6 янв 2017
Интересный вопрос) Но на самом деле простой. Ситуация аналогичная с задачкой: "если вселенная расширяется быстрее скорости света, то значит всё, что находится за пределами видимой вселенной движется быстрее скорости света относительно нас. Как так?" Давайте разберемся относительно чего движется камень. Относительно отдельного фотона. Фотон движется со скоростью света... Читать далее
Интересуюсь космосом косм.физикой,наукой технологиями. юмором...  · 28 июн 2021

А на том камне сидели две обезьяны разного пола и ждали пока хоть чуть-чуть стемнеет. Ну типа чтобы меньше народу видели чем они будут заниматься когда стемнеет.

И тут пролетает этот самый фотон у которого на руке остановились часы.

Обезьяна с признаками женского пола говорит обезьяне с признаками мужского пола "Мне здесь не нравится пойдём вОн в те кусты")))

just a time traveler Изучение необычного в обычном.  · 6 дек 2020

Вопрос, как тут уже говорилось, действительно несколько бессмысленный. Можно назвать любое число - всё равно проверить это не представляется возможным.

Предлагаю задуматься над более реальным опытом: Два камня летят навстречу со скоростями равными половине скорости света. Какова будет их скорость относительно друг друга?

Что же вы своё решение не написали?

В системе отсчета фотона (лучше говорить о системе отсчёта фронта волны, поскольку фотон из другой науки -- квантовой механики) расстояния в направлении движения обнуляются. Это особые направления в четырёхмерном пространстве-времени, которые называются изотропными. И время на изотропных направлениях стоит. Поэтому в этой системе отсчёта камень неподвижен, но и время... Читать далее