Привет, Байкпостовчанин. Кажется, ты используешь AdBlock.
БайкПост развивается и существует за счет доходов от рекламы. Добавь нас в исключения.
открытое письмо как отключить

Блог им. Amaranthus → Занимательная физика. Мир с точки зрения мотоциклиста движущегося с околосветовой скоростью.



Пост в общем-то не совсем про мотоциклы (можно сказать, мотоциклизм притянут сюда за уши), и, вероятно, будет интересен тем людям, кто любит поразмышлять о физической природе того, что нас окружает… Данная статья имеет научно-публицистический характер и доступна для понимания широкому кругу читателей, даже тем, кто в последний раз сталкивался с физикой в старшей школе ( По крайней мере я буду стараться описать все очень доступно и понятно).

Сам я ни коем образом не физик, ни по образованию, ни по призванию. Но мне всегда было интересно знать, как устроены те вещи, которые меня окружают. И вот однажды ко мне в руки попала книга Кипа Торна «Черные дыры и складки времени. Дерзкое наследие Эйнштейна» которая напомнила мне о теории относительности и многом другом, что когда-то давно мы изучали в институте на занятиях по физике, и о чем я имел достаточно смутное представление. Из этой книги я почерпнул очень много нового, и основываясь на полученной информации смог смоделировать в воображении ситуацию, которая никак не укладывается в голове, но по теории относительности Энштейна все должно быть именно так. Возможно, среди читателей окажется грамотный физик, который сможет расставить все точки над «i», но на этот момент я вижу все именно так:

Начнем с не большего пояснения. Любое движение — относительно. Например, если вы стоите на автобусной остановке на обочине шоссе, а мимо вас проезжает автомобиль со скоростью 100 км/ч, то в системе отсчета связанной с автобусной остановкой — ваша скорость равна 0 км/ч, а скорость водителя автомобиля — 100 км/ч… Но в системе отсчета связанной с корпусом автомобиля — скорость водителя автомобиля( относительно этого корпуса) — 0 км/ч, а скорость человека, стоящего на автобусной остановке — 100 км/ч ( минус 100км/ч если быть совсем-уж корректным, но направление движения нас не интересует). Иными словами, неважно что относительно чего движется. Важно — какую вистему отсчета мы выбрали ( относительно какого объекта мы замеряем скорость).

Итак, перейдем к самому главному и интересному. Предположим, что у нас есть быстрый спортивный мотоцикл, способный двигаться с релятивистской скоростью ( со скоростью сравнимой по величине со скоростью света). Есть смелый пилот-испытатель и подготовленная трасса, которая представляет из себя кольцо, радиусом достаточным для размещения внутри типового городского микро-района. (да, радиус трассы слишком мал, и при движении по ней с релятивистской скоростью мотоциклиста снесло бы с дороги центробежной силой, да и ветром сдуло бы с байка… и вообще такого не бывает — скажите вы и будите правы… но мои рассуждения утрированы для наглядности и носят чисто теоретический характер… постарайтесь абстрагироваться от подобного рода мыслей и вникнуть в самую суть… Ведь данный эксперимент теоретически осуществим, но только при условии использования очень точного оборудования вместо наручных часов, быстрых вычислительных машин вместо людей и быстро летящих космических беспилотных аппаратов вместо мотоцикла )))). Так вот… продолжим… на руку пилоту испытателю мы одеваем часы… такие же точно часы мы одеваем на руки всем жителям нашего типового микро-района внутри кольца, в том числе детям, играющим на площадке перед домами. Синхронизируем время на часах, и даем нашему пилоту испытателю команду на старт. После того, как он разгонится до релятивистской скорости наблюдатели на земле взглянут на часы на его запястье (да, да, предположим что они успеют их разглядеть… это сейчас неважно) и заметят, что секундная стрелка на них перемещается оооооооооооооооооооооооооочень медленно, гораздо медленнее чем мы привыкли… Это широко известное следствие теории относительности Энштейна — замедление времени, известное наверно каждому по фантастическим книгам и фильмам… Дети, которые наблюдали старт мотоциклиста, когда играли на детской площадке, уже отправились по домам… а мотоциклист все кружил и кружил вокруг района по своему треку… Через несколько лет «по их времени» они закончили школы, институты, женились, родили детей… они и думать забыли про мотоциклиста… а он все кружил и кружил… в один прекрасный день, уже пожилые «наблюдатели» вспомнили про эксперимент с мотоциклистом, взглянули на него, и увидели — что мотоциклист остался таким же молодым, каким они его помнили… Ведь по «его часам», с медленно тикающей секундной стрелкой, прошло буквально пару часов с момента старта, а по времени наблюдателей — 70 лет. А теперь вспомним про относительность движения, о которой я говорил в начале статьи, и «перейдем» в систему отсчета связанную с корпусом мотоцикла. Относительно нее — мотоциклист неподвижен, а окружающие люди и предметы проносятся со скоростью близкой к скорости света( но в противоположном направлении). И если мотоциклист посмотрит на секундную стрелку часов которые одеты у какого-нибудь из наблюдателей на площадке, то он обнаружит, что она тоже движется ооооооооочень медленно ( оно и не удивительно — ведь в системе отсчета связанной с мотоциклом — мотоциклист не движется, а двор с наблюдателями пролетает мимо него с огромной скоростью). Это опять таки вытекает из теории относительности Энштейна. Мотоциклист будет летать вокруг микро-района много лет по «своему» времени, он будет становиться старше, и наконец состариться… с грустью в глазах он будет смотреть за все теми же «наблюдателями», которые играют на детской площадке ( ведь для них прошло буквально пара часов с момента старта мотоциклиста по «их времени»).

То есть — стареющие на земле наблюдатели будут видеть «вечно молодого» мотоциклиста, кружащего вокруг них многие десятилетия…
А мотоциклист, старея, будет видеть еще не повзрослевших детей (наблюдателей), которые до сих пор гуляют на детской площадке…

Пародокс в том, что ничего из увиденного ни наблюдателями, ни мотоциклистом нельзя считать за единственно верную схемму развития событий… Ведь нельзя же сказать, что Ваша точка зрения правильная, только по тому что вы находитесь в «этой» а не в «другой» системе отсчета…

Также интересно, что же произойдет, если мотоциклист после этого эксперемента остановиться и взглянет на микро-район стоя на собственных ногах, а не двигаясь на байке с огромной скоростью...? Что он увидит?
  • AmaranthusAmaranthus
  • Андрей Ненилин
  • 17 ноября 2015 в 19:09
  • 6
  • ?

Комментарии (46)

RSS свернуть / развернуть
+7
Led4ik
Фигасе, ты Эйнштейна нагнул!!!)))

ПыСы: Чё курил-то?)))
+1
Amaranthus
Мототоксикоз замучал, вот и лезет в голову всякое…
+3
Led4ik
Терпи, бро… «Зима близко...»
0
Tyranid
Реквестирую федеральную программу по вывозу мотоциклистов в Гишпании/ЛАмерики/Осси всяческие, на ноябрь-март!
+3
Sniper-vlz
Там вроде как со скоростью света идёт сравнение. У мотоциклиста профит, ведь он к ней близок. Как-то так.
Кроме того, Ваша абстрагированная система в теорию относительности не влазит. Представьте двух мотоциклистов, которые ездят по 2 кругам в противоположные стороны, которые в определенной точке сходятся. Выходит, мотоциклисты относительно друг друга имеют скорость, близкую к 2 скоростям света, а это по теории относительности невозможно.
0
Amaranthus
это вобщем-то неважно… Пусть мотоциклист движется со скоростью 0,4 от скорости света… тогда Ваш встречный мотоциклист будет двигаться относительно моего со скоростью 0,8 от скорости света… даже на таких скоростях эффекты замедления времени будут очень значительны… К слову — эффект замедления времени возникает при движении даже с маленькими скоростями ( например при поездке в автомобиле, и даже при пешей прогулке), только он настолько мал, что никакие часы не способны его засечь…
+1
Amaranthus
Это не я минусил…
+2
Black8Hawk
На самом деле такие часы есть, и если не ошибаюсь, такой эксперимент был уже произведен. Одни часы были на земле другие были на орбите земли. разница само собой была ничтожна, но для подтверждения теории — эксперимент удался =).
+1
DeadLock
Даже на спутниках GPS есть корректировка скорости течения времени. Первые спутнкики такой корректировки не имели и GPS начинал очень и очень сильно врать. Когда время замедлилось всего на 0.000000001 секунды, погрешность УЖЕ составила 3 метра.
+1
vegach
Так если в автомобиле (или при пешей прогулке) наблюдается эффект замедления времени, то он так же должен работать в обе стороны. В том смысле, что для автомобилиста все остальные двигаются быстро, а он нет. Но подозреваю что этого не происходит, а значит замедление времени работает только для того, кто действительно движется (в нашем случае — для мотоциклиста).
Рассинхрон времени спутников и наземных станций происходит не из-за скорости, прошу заметить, а из-за гравитации, поскольку гравитация Земли немного ускоряет ход времени.
0
olley
Рассинхрон времени спутников и наземных станций происходит не из-за скорости, прошу заметить, а из-за гравитации, поскольку гравитация Земли немного ускоряет ход времени.

Ваащето строго наоборот. Время замедляется у тел с бОльшей гравитацией. При приближении к черным дырам время замедляется. (Кстати, этот момент обыгран в фильме Interstellar)

Т.е. Земля замедляет течение времени на поверхности по сравнению с неподвижным спутником вдалеке от земной гравитации, но скорость спутников тоже замедляет течение времени на спутниках. И это замедление из-за скорости больше, чем замедление из-за гравитации. Пэтому и наблюдается рассинхронизация.
0
PyanuiIndeec
В специальной теории говорится, что никакая частица не может двигаться быстрее скорости света, без какого-либо относительного движения на встречу.
+1
barmaleus
Если мотоцикл разогнать до скорости света, то оно будет иметь бесконечную массу (см. формулу в гугле): чем ближе к скорости света — тем больше масса тела, тем больше энергии для разгона. Т.е. фактически, даже если всю энергию вселенной потратить (если придумать способ) на разгон одного мотоцикла, то фактически это будет уже не мотоцикл а хрен знает что.
Господь, думаю, это не одобрит…
+4
rluk
есть такая штука, как преобразование Лоренца, для расчета относительных скоростей объектов. Согласно нему, относительная скорость таких мотоциклистов будет околосветовой, но никак не сверхсветовой )
+44
del_x4
Я сюда вообще — то деградировать захожу
+3
fvadim
если теорию прочитать до конца, то таких мыслей и идей бы не возникло. рекомендую статью на лурке про сто и ото, там и парадоксы разобраны.
+1
EvgenyE
Андрей, не переживай зима пройдет и будешь вновь гонять по двору на своем байке, и наблюдать за стареющими соседями.
+8
PyanuiIndeec
То есть — стареющие на земле наблюдатели будут видеть «вечно молодого» мотоциклиста, кружащего вокруг них многие десятилетия…
А мотоциклист, старея, будет видеть еще не повзрослевших детей наблюдателей, которые до сих пор гуляют на детской площадке…
Вот тут ты не прав мне кажется. После эксперимента молодым останется мотоциклист, а не жители мкр-на, так как он совершал движение на около световой скорости, а они нет. Это называется парадокс близнецов. Во время движения с около световой скоростью если мотоциклист посмотрит (теоретически) на часы жителей мкр. он увидит, что секундная стрелка их часов идёт очень медленно, т.е. ход их времени замедлился. Также и жители мкр. увидев часы на руке мотоциклиста поймут, что ход его времени замедлился — об этом и говорит специальная теория относительности. Но после эксперимента мотоциклист будет моложе сверстников. Общая и специальная теория относительности хорошо описывается в книге Элегантная Вселенная (Б. Грин)
здесь был ататат

0
moto_vet
А не должно быть так, что мотоциклист, двигающийся со скоростью света, почувствует эффект, как при прохождении горизонта событий в черной дыре? Т.е. он не только сможет увидеть тех детей, которые были свидетелями его старта, но и их детей и в одно и то же «время».
Кроме того, если учесть, что мотоциклист может увидеть часы у наблюдателей и то, что его скорость относительно себя самого равна нулю, то окружающий мир будет двигаться ооооочень быстро и стрелки их часов так же будут двигаться оооочень быстро, последствия чего можно увидеть в самом начале популярного фильма Назад в будущее. После перемещения во времени, часы закрепленные на собаке по прозвищу Эйнштейн отставали на одну минуту, т.к. он эту минуту «перепрыгнул», т.е. Эйнштейн «увидел» как на часах наблюдателей стрелки часов переместились вперед с ооооочень большой скоростью — мгновенно, а его собственный часы не отсчитали даже и десятой доли секунды.
+3
Tesla
  • Tesla
  • 17 ноября 2015 в 23:40
Парадокс близнецов же. Он разобран в куче учебников по СТО, например, лучшее, на мой взгляд, объяснение есть в 2 томе фейнмановских лекций по физике.
-2
Xelor
  • Xelor
  • 17 ноября 2015 в 23:59
считаю что никакого замедления времени для тел движущихся со скоростью света нет, у всех всё одинакого. Просто одни стоят, а вторые быстро движутся)
0
DeadLock
Есть. На спутниках GPS есть корректировка течения времени. Часы на сптунике движутся быстре на 38 микросекунды в день
0
zogar-zag
Я не физик, но что-то мне подсказывает, что теория относительности названа теорией не зря, это ведь только ОДНО из предположений о характеристиках окружающего мира.
+5
olley
Релятивистское замедление врмени (чем больше скорость, тем медленнее идет время) предсказано ТЕОРИЕЙ, но подтверждено ПРАКТИКОЙ. Предсказуемость и проверяемость теоретических результатов и является признаком правильной НАУЧНОЙ теории.

В частности спутники GPS от которых работают те навигаторы и которые мы все считаем банальной повседневной штукой, испытывают замедление времени из-за того, что постоянно быстро летят вокруг Земли. И это замедление времени учитывается в работе GPS.
+2
vlad77790
Фсё… хочу такой мацацыкл…
+3
Reape
  • Reape
  • 18 ноября 2015 в 2:35
Вот очень доступное объяснение того, что будет происходить. И не только.



Единственное, что ты говоришь о не прямолинейном движении, а о движении с ускорением (центростремительным).
0
ogr
А вот и правильный ответ!
+4
Zork2009
Я понял. Т.е. можно отпросится у жены на часок покатать, а самому отправиться путешествовать по Европе. И самому вернуться через час по ее времени. Надо только двигаться с околосветовой скоростью.
Карл, да это же гениально))
+1
DeadLock
Только наоборот:-) Садишь жену на поезд к теще, который двигается на колосветовой скорости и айда кататься:-)
+2
ogr
Самый интересный пример применения теории относительности на практике :-)
+4
DeadLock
тут еще дополнительный профит: И накатаешься, и жена моложе будет:-)
Тройная польза от того что жена уехала к теще с околосветовой скоростью:-)
+3
p0nch
  • p0nch
  • 18 ноября 2015 в 10:02
Эк тя занесло то… Но мысля пралльное направление береть… Я вот как сел в 41 на байк, так помолодел лет на 10. А те посоны, что лет на 5 младше в школе учились, но с той поры бухають кажый день — в сморщенных старикофф обратилися. Ну а мои однокашники, подобный образ жизни ведшие, уж и не при жизни теперича.

Но тут ты попутал мальца — теория относительности тут не при делах нонче, теория вероятности рулить. Ибо я хоть и сбросил с десяток годков сев на байк, да только шансов дожить до глубокой старости изрядно поубавилось. Но это ужо больше песня «тем, кто хочет умереть молодым».
0
p0nch
Пока размышлял тут вслух, уж и забыл че хотел сказать то)))
Все ты верно пишешь, молод и горяч тот молодец останется навсегда, ибо шанс выжить на такой скорости практически равен нулю. Так что добавь теорию вероятности к теории относительности — все понятно станет.
+1
MsKaa
  • MsKaa
  • 18 ноября 2015 в 10:23
Всё так. Скорость света достичь нельзя, по этому приближаясь к такой скорости будет замедляться время. Чем ближе мы к скорости света — тем сильнее время замедляется.
А ещё на скорость течения времени влияет гравитация, и возле «тяжёлых» объектов время движется медленно. По этому внутри трека стоит разместить маленькую чёрную дыру. Тогда у мотоциклиста есть все шансы переместиться в будущее не на 50 лет, а на эм… когда он остановится — его мотоцикл уже будет супер-раритетным и дорогим, запасов нефти не станет, люди будут общаться телепатией, а мотоциклы будут ездить не со скоростью света, а в подпространстве.
+3
gazolin
Что вы несете? Наркоманы что ли?)
0
jenskiy
бобёр! выдыхай! выдыхай бобёр!
А так да, подзавис.
+1
TGHawk
А если эндурист будет заезжать на гору со скоростью околосветовой, то может же получиться, что пока он заезжат, гору уже снесут и получится, что он и не заехал на нее, ведь время для него медленнее идет?
0
bacha
  • bacha
  • 18 ноября 2015 в 20:12
А я вот голову себе сломал, если ехать со скоростью близкой к скорости света на мотоцикле и включить свет…
+1
PyanuiIndeec
То всё равно скорость фотонов будет 300000км/с, а не 300000км/с + скорость мотоцикла.
0
Jalui
Никто и не спорит. Но ночью как ехать? Или препятствия, пока до них доедешь, уже истлеют? (Хотя могут и новых соорудить к тому же :))
0
PyanuiIndeec
А ты не ездий ночью со световой скоростью.
+6
Asfaltero
что же произойдет, если мотоциклист после этого эксперемента остановиться и взглянет на микро-район стоя на собственных ногах, а не двигаясь на байке с огромной скоростью...? Что он увидит?
Должно быть, кучу «ПИСЕМ СЧАСТЬЯ» в своем почтовом ящике?
0
Arkadevich
Когда мотоциклист остановится и сверит часы с остальными они должны показывать одно время. В момент торможения (замедления) время его «догонит».
0
sybereks
И к сожалению не факт что мотоциклист успеет пикнуть так как рассыпится от старости от эффекта догона времени ((((
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста, или зарегистрируйтесь.
При перепечатке материалов, видео или картинок гиперссылка на «bikepost.ru» обязательна
мотоблоги, Блог им. Amaranthus, Занимательная физика. Мир с точки зрения мотоциклиста движущегося с околосветовой скоростью.