Так проблема-то в том, что с точки зрения космонавта Васи это НА ЗЕМЛЕ часы отстают, а не у него. Если он сверил часы с Землей и ломанулся в космос — то любая сверка по радио будет приводить к тому, что на Земле будут видеть, что это У НЕГО часы притормаживают. А Вася будет видеть обратное. Но где же правда? Правду можно узнать только одним способом: опять встретиться и сравнить показания часов.
Однако СТО требует строгой инерциальности СО. Это значит, что Вася уже никогда на Землю не вернётся — ибо для этого придётся замедляться-ускоряться, что, типа, ай-ай-ай. Именно ускорением-замедлением объясняют то, что если Вася таки вернётся — выяснится, что это всё же ЕГО часы отстали. «Ты испытывал ускорение-замедление — значит, по факту летал ты, а не Земля — значит, это у тебя часы должны отстать.»
Но, во-первых, связь ускорения-замедления с «истинностью движения» и (далее) с «отставанием часов именно у того, кто этим грешил» никак не доказывается. Я, во всяком случае, таковых доказательств не нашёл. Если ограничиться кинематикой — они, по-видимому, и не выводятся. Во-вторых, с точки зрения Васи это ведь НА ЗЕМЛЕ часы отстают. Он это по радио наблюдает. Если он остановился и тут же полетел обратно с такой же скоростью — что произойдёт? Часы на Земле (по ЕГО мнению) всё равно будут отставать. А с точки зрения Земли — его. Так кто же прав? Если ускорение-замедление убираем путём кодирования-декодирования Васи между звездолётами — Вася ничуть не хуже землян. И в момент кодирования-декодирования показания часов НА ЗЕМЛЕ, ПО МНЕНИЮ ВАСИ не меняются. Так у кого же часы будут отставать, когда Вася вернётся?
Если формально следовать СТО в таком случае — правы ОБА. Но такое в одной общей реальности быть не может. Для Васи он никуда не летал, это Земля от него сначала равномерно удалялась, затем (после кодирования-раскодирования) равномерно приближалась. Вася старый, земляне молодые. Так должен считать Вася.
Но мы не проверим это, пока не сможем побывать на его месте, хотя с ускорением-замедлением. И вот тут мне всё же представляется, что будет очень чёткое расщепление реальностей: кто летал (по мнению Наблюдателя) у того часики и отстают. «У всех, кто движется относительно меня, часы отстают всегда.» Я Вася, я летал — земляне молодые. Я землянин, Вася летал — Вася молодой.
То, что с точки зрения Васи это Земля/базы летали от него/к нему — это понятно. Проблема в разных картинах, что они видят. Пока они ВНОВЬ не встретились — СТО нормально всё объясняет. Но если таки подобное случается — тады ой. Только одни часы по отношению к другим могут отставать, для ОБОИХ часов такое невозможно. Если А > Б, то и Б < А, но не наоборот. Если только это не разные реальности.
Во-первых, таки вероятность наступившего события логично принять за 1 (а исключённых по отношению к нему за 0). Хотя бы потому, что это просто удобней математически и ничего не нарушает формально.
Во-вторых — «до или после наступления события» это субъективное мнение оценивающего, которое ничего (в смысле вероятности) не меняет. То ли монетка уже выпала, но Вы просто не знаете результат. То ли её ещё не подбрасывали. Но вероятности орёл/решка в обоих случаях для Вас одинаковы всё равно.
Вот если бы любая упорядоченная структура восстанавливалась, а не какая-то конкретная (ну, или хотя бы обширный класс структур) — это было бы интересно. А так это, по-видимому, некая «потенциальная яма», типа кристаллической решётки.
Благодарю за прекрасные схемы — я бы так не нарисовал. Действительно, всё так и есть — Ваши изображения прекрасно иллюстрируют преобразования Лоренца для двухмерной ситуации (1D+T).
Проблема не в том, что модель СТО не работает — там, где мы можем её проверить на практике, она подтверждается. Проблема в том, что 1) есть существенные, важные области, где мы её пока что проверить не можем и 2) для непротиворечивости модели СТО требуется ряд жёстких ограничений как раз по проверяемости. То есть, космонавт Вася не должен возвращаться на базу А со своей ёлкой.
Схема с эстафетой (это второй известный хак СТО после прожектора == т.н. «частая сетка»), например, предполагает, что пролетая мимо базы Б космонавт Вася перебрасывает свою ёлку на звездолёт космонавта Пети, который точно так же доставляет её на базу А. Где она оказывается существенно моложе тамошней ели.
Можно сказать, что ёлку перебросить нельзя, это будет переход в другую СО, ускорение. Ёлку — нельзя. А информацию — показания часов — можно. Это даже не частица с известным временем полураспада, которую можно использовать вместо часов (и которой тоже можно «предъявить ускорение», если её перебрасывать на другой звездолёт). Если Васю можно двоично кодировать и потом восстановить — нормально слетает на тот край Галактики и на Землю вернётся через несколько часов личного времени. Долетит до края, там кодируется, перенесётся на звездолёт, летящий в обратную сторону, раскодируется и на нём вернётся на Землю.
И всё бы ничего — только непонятно, почему у его близнеца Пети, которого тоже точно так же двоично кодировали-раскодировали для чистоты эксперимента, гораздо больше времени прошло. Ведь по СТО не только с точки зрения Пети Вася должен остаться молодым, но и Петя — с точки зрения Васи тоже. Раскодированный Вася на звездолёте, летящим в обратную сторону, ДЛЯ СЕБЯ — уже старый. ДЛЯ ПЕТИ — молодой. Кодирование и раскодирование — это всего лишь перенос информации. Это С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ПЕТИ Вася не старел, пока на ту сторону Галактики гонял (и обратно). С точки зрения Васи-то всё наоборот: в момент кодировки он был уже очень старый, это домосед-Петя молодой. Ну и где правда?
Или, возвращаясь к ёлкам и базам — если Вася перескочит со своей ёлкой на другой звездолёт, следующий в обратном направлении от базы Б к базе А, он прилетит туда тогда (по времени баз) когда ёлка на базе А уже померла от старости. Но это возможно лишь если время на базах течёт БЫСТРЕЕ, чем в звездолётах. Ибо вариант «ту ёлку сажали раньше» уже не прокатывает: сажали вместе с Васиной, он это сам видел.
Мы не проверим всё это, пока не построем субсветовые звездолёты или что-то подобное. Но и чисто теоретически ситуация несколько напрягает. По крайней мере, меня.
Классические определения вероятности с Вами не согласны. Да и Вы сами с этим не согласны, ибо:
Вероятность — степень (относительная мера, количественная оценка) возможности наступления некоторого события.
Событие наступило. Оцените возможность его наступления в процентах. Что получится?
Пример сходимости: какова вероятность выпадения 1000 орлов подряд в данном конкретном испытании? А если 1 раз в этой последовательности орёл уже выпал? А если два? А если 3, 4, 5?.. Очевидно, «по мере постепенного наступления события» (выпадения 1000 орлов) вероятность будет расти. Пока, так сказать, не сойдётся к 1 — если все выпадения будут орлом.
Если уже ВЫПАЛА 5, и мы УЗНАЛИ что именно (а это уже 2 РАЗНЫХ СОБЫТИЯ,
Конечно, разные. Имеет значение только ЗНАНИЕ о том, что именно выпало. Пока мы об этом ничего не знаем — всё равно, что не выпало, вероятность оценки (см. выше Ваше определение) будет такой же.
Говорить о вероятности уже известного исхода броска можно только в контексте множества других бросков.
Вероятность СОСТОЯВШЕГОСЯ события для наблюдателя всегда 1. И совершенно неважно, какой она была до того, сколь ничтожной. Это верно для любых определений вероятности.
Если выпала 5 (уже выпала, и мы об этом знаем) — нет никакого смысла ставить на другие цифры. Они не выпадут (в этом испытании, которое уже закончено). А на 5 — можно, это гарантированный выигрыш.
Объективной вероятности не существует, это функция информированности наблюдателя. Поэтому в примере с детьми моряка вероятность 1/2: если ребёнок ТОЧНО ЗНАЕТ, что у него есть брат (сестра), она, естественно, 1. Если не знает (по условиям задачи) — но в курсе, как это решал моряк — тогда 1/2. Других ответов при ТАКИХ условиях задачи нет.
Вероятность — это такая же объективная величина, как и солнечный свет, например.
Это не так. Что довольно странно и способно всерьёз «подвесить мозг», но увы.
Вы играете с человеком в кости. Выбрасываете игральную кость. Выбросили, она упала под стол. Вы быстро туда заглянули и увидели, что выпала, например, цифра 5. Какова ДЛЯ ВАС вероятность того, что выпала цифра 5 — после того, как Вы увидели. как выпала кость?.. Очевидно, 1. А вероятность того, что выпала 2?.. Очевидно, 0. Как и вероятность того, что выпала 3 или 4. Или 6. Или 1.
Но для Вашего оппонента по игре, который пока что ничего такого не видел — что вероятность выпадения 5, что вероятность выпадения 2 — всё ещё 1/6.
1) Вася Пупкин, пролетая мимо базы Б, получает от её колонистов фото СТАРОЙ ёлки и
2) для Васи Пупкина время в СО баз А и Б течёт МЕДЛЕННЕЙ времени в его СО — как того требует СТО
… нужно, чтобы на базе Б ёлку, с точки зрения Васи, посадили РАНЬШЕ, чем это сделал Вася у себя на корабле и колонисты базы А в тот момент, когда он мимо неё пролетал. По-другому не получится.
Но если для синхронизации используется поперечный фронт медленных частиц — который приходит на базы А и Б одновременно, с точки зрения СО этих баз — с точки зрения Васи до базы Б он тоже должен дойти РАНЬШЕ. Иначе там не успеют посадить ёлку и она не успеет вырасти большой, когда там Вася будет пролетать.
Против этого, надеюсь, возражений нет?
То есть, с точки зрения Васи фронт — косой. А с точки зрения колонистов — прямой. Так?
Тогда пустим за первым фронтом второй такой же. Только так, чтобы по часам баз он приходил туда через 5 минут после того, как на базу Б прилетит Вася Пупкин. Всего через 5 минут.
И пусть по часам баз как только этот второй фронт доходит до базы Б, он её взрывает. Через 5 минут после этого.
Если с точки зрения Васи фронт доходит до базы Б заметно раньше — как и первый, они же одинаковые — тогда к моменту, когда он туда долетит, там уже горелые развалины и никакой ёлки. А с точки зрения колонистов базы Б — им ещё целых 5 минут жить. Успеют Васе фото старой ёлки послать.
То есть, предположив, что постулаты модели истинны (это же постулаты, какими ещё они могут быть?..) Вы можете далее просчитывать ситуации и убеждаться, что… ЧТО ПОСТУЛАТЫ МОДЕЛИ ИСТИННЫ.
НЕЯВНО (!!!) подразумевается, что если выбрать другую систему постулатов, отличную от СТО — модель развалится. Что СТО — самая непротиворечивая модель. Даже — единственно возможная непротиворечивая. Это не говоря уже об экспериментальных проверках.
Но так ли это?
Попробуйте сделать две вещи:
1) Пустить фронт частиц поперёк направления движения звездолёта Васи Пупкина от базы А к базе Б. В системе отчёта баз фронт доходит до баз А и Б в один и тот же момент времени. Фронт плоский и (вдоль оси А-Б) бесконечный. Скорость движения частиц — на Ваше усмотрение, но везде в СО баз она одинаковая и летят они вровень. В момент времени Т0, когда Вася Пупкин пролетает возле базы А и (вместе с колонистами этой базы высаживает ёлочку) на базе Б в СО баз тоже момент времени Т1 == Т0. ВОПРОС: в СО Васи Пупкина (его звездолёта) какой момент времени на базе Б в момент времени Т0? Расстояние между базами 20 световых лет, скорость звездолёта Васи Пупкина — 0,99 световой.
2) Решить ту же самую задачу без формального применения преобразований Лоренца — но, как и требует СТО, соглашаясь с тем, что скорость света в любой СО одинакова (но не более того, не делая из этого далеко идущих выводов).
У меня НЕ получилось «честно подыграть СТО» и добиться того, что Т1 > Т0 в системе отчёта Васи — если исходить из предложенных выше условий. Чтобы этого добиться, нужно потребовать, чтобы фронт частиц в СО звездолёта выглядил косым: до базы Б он должен доходить РАНЬШЕ, чем до базы А. Но единственный способ получить такое решение… СОГЛАСИТЬСЯ С ТРЕБОВАНИЕМ СТО О ТОМ, ЧТО ВСЁ ТАК И ЕСТЬ. Что по мнению Васи на базе Б время ПО-ЛЮБОМУ опережает время на базе А. Просто в силу постулатов СТО. Ситуация-триггер: сначала выводим следствие из причины, затем причину из следствия. Противоречия нет, ага.
Если поставить прожектор (фонарь, что светит сразу во все стороны) посередине между базами А и Б, на линии между ними, то всё будет ровно по СТО: в СО баз свет дойдёт до А и Б одновременно, в СО звездолёта до базы Б раньше (она «налетит» на световой фронт, тогда как база А будет от него «убегать», так это увидит Вася Пупкин). Но если заменить свет МЕДЛЕННЫМИ частицами, которые идут ПОПЕРЁК линии А-Б — СТО начинает буксовать. Попробуйте.
Модель может хорошо описывать реальность, может не очень. Различие интуитивно понятно, подразумевается физический эксперимент — с помощью которого и можно выяснить адекватность модели. «Здесь работает, здесь работает… А здесь привирает, гм.»
Но у модели есть ещё само-согласованность, непротиворечивость. Вряд ли бы Вы сочли надёжной теорию, которая противоречит сама себе. Если теория «путается в показаниях» — доверия она не внушает. Все знают, что Галилей бросал ядро и пулю с Пизанской башни, стремясь доказать, что все (более-менее плотные и тяжёлые) тела падают с одинаковым ускорением. Менее известно то, что он привёл и логическое возражение против «теории падения тел с ускорениями, пропорциональными их весу». Просто предложил связать тяжёлое и лёгкое тело цепью: с одной стороны, должно получиться ещё более тяжёлое тело, которое должно падать быстрее даже тяжёлого из пары. С другой — лёгкое тело должно тормозить тяжёлое в паре. С третьтей — тяжёлое должно ускорять лёгкое в паре. Противоречие разрешается только одним способом: допустить, что ускорение свободного падения от массы тела не зависит. Тогда никто никого не ускоряет и не тормозит.
Непротиворечивость всегда достигается на каком-то поле. Есть условия, в которых модель работает. Выходим за рамки — начинается кавардак (обычно). Если бы Галилей ставил свои эксперименты в воде — доказать свою правоту ему оказалось бы намного труднее.
СТО прекрасно подтверждается экспериментом, пока у нас нет субсветовых звездолётов. Это физические рамки.
СТО логически непротиворечива, пока мы считаем, что синхронизировать часы в разных СО возможно лишь при пространственном совпадении точек, где таковая синхронизация осуществляется (это не единственное условие, конечно). Её собственный математический аппарат несложен, разработан хорошо и за её собственные пределы не выведет.
Всё меняется, если мы начинаем пользоваться для синхронизации часов в разных СО косые фронты. Если на перроне стоит мужик, а мимо него проносится суб-световой поезд, СТО утверждает, что синхронизировать часы мужика, часы в голове поезда и в его хвосте не удастся. Если синхронизировать светом — который имеет одну и ту же скорость в любой СО — всё верно, не удастся. Отсюда преобразования Лоренца.
Но если синхронизировать падающим сверху дождиком, который в СО перрона накрывает мужика, голову и хвост поезда одновременно — всё меняется. Потому что и в СО поезда всё будет одновременно, это простая геометрия. И постоянство скорости света во всех СО тут вообще ни при чём, свет вообще здесь не используется никак. И капли дождя могут падать очень медленно, это роли не играет.
Но разве это плохо? Мы же не айфон пытаемся от 380 вольт зарядить. Науку двигают парадоксы и противоречия, я так полагаю. Поэтому предлагаю не избегать их — а наоборот, искать и расковыривать. Если применять теорию только там, где она безусловно работает и «точно по правилам» — ничего нового просто не узнаем. Всё это и так уже давно есть в учебниках. Ну и что в этом интересного?
Еще как были бы интересны, если бы они были. Именно краевые эффекты всегда позволяют найти новую физику.
Да. Но для этого нужна мотивация. Мало у кого она есть, особенно из современных научных работников.
На каком шаге должны появиться эти ваши нестыковки?
Да можно и аналитически. Или даже «на пальцах», ответы чуть сложнее простых Да/Нет.
Вася Пупкин на своём звездолёте пролетает мимо базы А в сторону базы Б — равномерно и прямолинейно. СО баз и Васи инерциальные, базы А и Б находятся в одной общей СО. Вася летит с околосветовой скоростью, расстояние между А и Б около 20 световых лет.
В момент пролёта мимо базы А и колонисты этой базы, и Вася (каждый у себя) высаживает саженец ели. В этот же самый момент или на несколько минут позже В СИСТЕМЕ ОТЧЁТА БАЗ на базе Б тоже сажают ровно такой же саженец.
ВОПРОС 1: в системе отчёта Васи — что важно! — на базе Б посадили саженец намного раньше или немного позже (примерно в то же время), чем это сделал Вася и колонисты базы А? Или что?
Если чуть позже (примерно одновременно) — так сказал Вася и Вы с этим согласны — идём дальше. Если Вы утверждаете, что нет, посадили раньше — включается прожектор, который крутится от А к Б. И по сигналу (свету) которого происходит посадка ёлочек на базе А — ну и на звездолёте Васи заодно, когда он там пролетает.
Когда свет прожектора падает на базу Б — еловый саженец укореняют и там. Этот прожектор, удалённый на миллион гигапарсек с его алгоритмом освещения баз «от А к Б» нужен для того, чтобы доказать: на базе Б саженец сажали НЕ РАНЬШЕ, чем это сделали на базе А и сделал Вася. И это верно И для СО баз, И для СО Васи. Если можете опровергнуть это утверждение — ну, попробуйте. Но я не думаю, что у Вас получится (у меня, в таком мысленном эксперименте, НЕ получилось, как преобразования Лоренца к фронту фотонов от прожектора ни применяй).
Идём дальше. Вася летит на звездолёте от базы А к базе Б, читает интересные книжки и поливает растущую ёлочку. Через 20 с небольшим лет (так это видится в СО баз) пролетает мимо базы Б. Там, на базе Б, ёлка уже большая — вымахала за 20 лет в здоровущее дерево. Колонисты базы Б фоткают ёлку и посылают её оцифрованное фото Васе по радио, с просьбой подписать и отослать обратно. Вася соглашается и так и делает.
ВОПРОС 2: что будет на фото, полученном Васей — с точки зрения Васи?
ВОПРОС 3: а если Вася отправит фото своей ёлки с аналогичной просьбой колонистам базы Б — что там будет, что они на нём увидят?
По СТО Вася полагает, что в СО баз время замедлилось. По той же СТО точно такого же мнения в СО баз придерживаются относительно СО звездолёта Васи.
Но на фото, полученном Васей с базы Б, может быть ИЛИ молодая ёлка, ИЛИ старая. Она не может быть И такой, И такой. Если Вася увидит там старую ёлку — ту самую, что ему сфоткали колонисты базы Б — он будет вынужден признать, что в СО баз время НЕ замедлялось (как того требует от него считать СТО). Потому как ёлку на базе Б сажали примерно в то же время — по его собственному мнению! — что и он сажал свою, пролетая мимо базы А (предполагаем, что все ёлки растут с примерно одинаковой скоростью). Это обстоятельство гарантировано прожектором-синхронизатором — см. выше.
Если он получит фото молодой ёлки — он сможет получить его только из параллельной реальности. Ибо с базы-то Б ему отправляли фото СТАРОЙ ели (а какое ещё?.. 20 лет назад сажали, как-никак).
Аналогичные вопросы можно задать колонистам базы Б — которым, по СТО, должно представляться, что у Васи время замедлилось и ёлка молодая. И будет та же самая несостыковка: если И в звездолёте, И на базе Б кажется, что в другой СО ёлка молодая, как того требует СТО — то простой обмен фотками должен позволить выяснить это обстоятельство. А оно НЕ выясняется в рамках СТО — ибо ёлка на базе Б не может быть ОДНОВРЕМЕННО старой для её колонистов и молодой для Васи. Как и его ёлка для них так не может.
Проблема СТО заключается в том, что в ней постулируется невозможность синхронизации часов в разных СО — в ней для синхронизации гоняют свет взад-вперёд практически по одному пространственному измерению, запостулировав постоянство его скорости в любой СО. И, конечно, ничего не получается, да (точнее получается, но с учётом преобразований Лоренца, которые «всё портят»). То есть, по СТО, когда на базе А и одновременно с этим на звездолёте Васи высаживаются ёлочки — ОДНОВРЕМЕННО С ЭТИМ посадить такую же ёлочку на удалённой от них базе Б невозможно: это событие может быть только ИЛИ одновременно с высаживанием ёлки на звездолёте, ИЛИ одновременно с высаживанием ёлки на базе А. Никак иначе — что-то одно; взаимное движение СО звездолёта и баз + расстояние между базами, так сказать, «всё портит».
Одна проблема — синхрониция таки возможна. Тем самым «далёким вращающимся прожектором» / косым фронтом частиц. Потому что скорость этого фронта можно сделать ЛЮБОЙ. И — в отличие от скорости света, которая постулируется в СТО предельной и постоянной во всех СО — для этой-то групповой скорости таких ограничений НЕТ. А для синхронизации его использовать МОЖНО. Не обязательно свет гонять вдоль направления движения.
Отчасти Вы правы. Но это ведь и есть самое интересное, не так ли?
Чтобы всё было ровно по СТО, в СО Васи, сажающего ёлку одновременно с колонистами на базе А — когда он впритирку к ней пролетает — колонисты на базе Б должны посадить ёлку РАНЬШЕ (в СО баз они делают это одновременно с колонистами базы А, в этой части всё просто и проблем нет).
Но если они, там, у себя на базе Б, делают это даже не по часам, синхронизированным с базой А, а по сигналу прожектора — который вращается от А к Б — ну как это объяснить? Косой фронт фотонов от прожектора, по-любому, накрывает сначала А, и лишь потом Б. Ни в какой СО иначе не будет, как её вдоль оси А-Б ни разгоняй. А, значит, ёлка на базе Б в любой системе отчёта сажается ПОЗЖЕ ёлки на базе А и в звездолёте Васи. И должна быть МЛАДШЕ Васиной. А по СТО Вася, пролетая мимо Б, получит фото СТАРОЙ ели, как Вы сами и написали. Несостыковочка.
Если вам не нравится зауженная модель, обрезанная бритвой, просто добавьте какой-то контент на свой вкус. Какой-нибудь необнаружимый эфир или еще что-то.
Вопрос в том, даст ли это что-нибудь?
Вот Эйлер с Бернулли через 100 лет после Ньютона (!!!) добавили к его механике кое-что, чего там не было и оттуда НЕ выводилось. Знаете, что именно?
Т.е. вы всерьез верите, что СТО не позволяет однозначно и тривиально описать картину в которой есть А, Б, Вася и вращающийся прожектор с его волновым фронтом и что физики (и я вместе с ними) этого не видят или видят и им все-равно.
Я не знаю. Склоняюсь к мысли, что всё равно — просто неинтересно. В этом плане математики гораздо более отзывчивы, что ли.
Мой тесть работает в ЦЕРН, участвовал в постройке БАК. Не то, чтобы очень известен, но, так сказать, «человек официальный». Я как-то подкинул ему книжечку с критикой СТО — каковая книжечка показалась мне довольно здравой (в отличие от многих иных на ту же тему). Он её изучил и даже написал по этому поводу некую статью, которую опубликовали в довольно серьёзном журнале. Но и только.
Полагаю, «краевые эффекты» СТО действительно никому особо неинтересны. Где это важно на практике — она работает, подтверждается. Там, где «может быть всякое» — до этого человечеству (пока что, по-видимому...) на практике довольно далеко. Ну и кто это всё будет копать и зачем?.. Вот если бы появилась хотя бы какая-то связь этих несостыковок с EmDrive, например… Тут уже да, могли бы зашевелиться — новые прорывные технологии, то-сё. А так…
В системе Васи эта взбивалка подвергнется преобразованиям Лоренца и будет выглядеть довольно замысловато: ее перекосит и вытянет в одну сторону. И это изменение будет как раз таким, какое нужно чтобы Вася и А, Б наблюдали то что предсказывает СТО и одно и то же независимо от выбора системы отсчета.
Не будет. Можете обсчитать упрощённый вариант и убедиться.
Именно, вместо вращающегося прожектора можно взять косой фронт частиц (электронов, метеоритов, диких уток...) летящий перпендикулярно линии «Звездолёт Васи — база А — база Б». Вот примерно по такому принципу:
Собственно, достаточно всего двух частиц: одна пролетает мимо базы А и Васи Пупкина, когда они там ёлки свои сажают — другая (спустя 5 минут в СО баз и не только в этой) — мимо базы Б. Где понимают этот факт как сигнал «нужно тоже сажать ёлку».
Вообще, всё упирается в следующий вопрос: есть база А, есть база Б. Расстояние между ними очень большое. Можно ли передать им некую информацию одновременно — или хотя бы так, чтобы в Б она попала немного позже, чем в А — и причём так, чтобы эта примерная одновременность выполнялась не только в их собственной СО, но и в любой СО, что движется от А к Б (звездолёт Васи Пупкина)?
Если передавать информацию из А к Б — по результатам предварительной, ранней договорённости между А и Васей, достигнутой задолго до того, как Вася к А подлетел — такой фокус не пройдёт. В СО Васи уведомление от А к Б «пора сажать ёлку» уйдёт слишком рано, задолго до того, как сам Вася к А подлетит. То есть, на базе Б, действительно, ёлку посадят раньше — на что Вася и сошлётся, когда мимо базы Б будет пролетать. «В моей СО всё иначе, не кипишуйте — могу доказать.»
А вот с настраевыми косыми фронтами, так сказать, спорить сложнее. Поскольку боковая скорость такого фронта может быть вообще произвольной — как у «бегущего огня» — она может превосходить скорость света (и звездолёта Васи Пупкина, соответственно) так сильно, что летит куда-то там Вася, или нет, будет уже малозначимо. На базе Б получат приказ сажать ёлку ЗАВЕДОМО ПОЗЖЕ, чем посадят ёлку на базе А. И для звездолёта Васи этот факт тоже выполнится — как и то обстоятельство, что это опоздание будет небольшим (минуты по сравнению с общим временем полёта от А к Б в 20 примерно лет).
Если сможете этот хак опровергнуть — с интересом ознакомлюсь. У меня лично не получилось.
СТО это зауженная модель. То есть — она создавалась по принципу, противоположному тому, каким руководствовались в начале прошлого века почти все те, кто пытался примирить механику с электродинамикой.
Именно, Лоренц и Ко стали «додумывать костыли»: все эти мировые эфиры, абсолютные системы отчёта и т.д. Эйншейн поступил прямо противоположным образом, ровно по бритве Оккама: оставил только то, что (ещё как-то, более-менее непротиворечиво) сводило концы с концами. Подход, конечно, изящный, ничего не скажешь. Тем более, что для науки не такой уж новый — примерно так же с теплородом в своё время расправились (что оказалось правильно и сильно продвинуло вперёд термодинамику).
Однако позже выяснилось, что есть моменты, которые в СТО не вписываются. Даже она сама ловится на внутренних противоречиях, даже «на своём собственном поле игры». Просто для современной физики это пока что не слишком значимые аспекты, на которые предпочитают на обращать внимания. «Где важно — работает, а что там на далёких краях, лучше не ворошить.»
СТО работает во многих случаях. СТО вообще хорошо подтверждается практикой — просто однобоко: то, что следует из СТО, следует и из конкурентных ей альтернативных концепций, многие из которых были отвергнуты научным мейнстримом ещё век назад. Те же идеи Лоренца, например.
Проблема СТО в том, что её оригинальыне / спорные / странные моменты — именно их — пока что проверить на практике невозможно. Разогнать короткоживущую частицу в ускорителе можно — а вот разогнаться вместе с ней, так сказать, нет.
Я над этим всем думаю не один десяток лет, правда. Фокус с прожектором — давно классика, он тоже довольно легко обсчитывается. Честно говоря, ждал от Вас возражений в стиле «прожектор находится в СО баз А и Б, значит, с точки зрения СО космонавта Васи Пупкина вращается медленней, чем в той СО… значит...». Это обычно сразу говорят — и это возражение легко опровергается (возможно, Вы потому и не привели этот «аргумент», что сразу поняли его несостоятельность).
Вращающийся прожектор позволяет не синхронизировать часы на по всему пространству — это в СТО, действительно, тривиальная задача, решается безо всяких там вращающихся прожекторов. Он позволяет сделать нечто похожее (с рядом оговорок) для разных СО. А вот это уже сильный хак. Космонавт Вася Пупкин, освещаемый таким прожектором и сажающий в его свете саженец ели у себя в звездолёте, МОЖЕТ БЫТЬ УВЕРЕН не только в том, что колонисты базы А сажают аналогичный саженец вместе, одновременно с ним — но и что колонисты базы Б посадят аналогичный саженец НЕ РАНЬШЕ (позже на небольшое время). И это «не раньше» (позже на те самые 5 минут) верно как для СО Васи Пупкина, так и для СО баз — как ни крути и ни высчитывай. Потому что «скорость солнечного зайчика» можно сделать действительно произвольной для любой СО.
То есть, пролетая мимо базы Б и получив оттуда фото большой ели, Васи Пупкину придётся или признать, что В ЕГО СО время таки шло медленней, чем в СО баз — или что фото получено из другой реальности. Потому как ёлку на базе Б посадили ПОЗЖЕ, чем посадил он — с его собственной точки зрения. Посадили позже — а по возрасту она (по СТО) сильно старше его ёлочки. То есть — в СО баз он по факту наблюдает не замедление времени, а наоборот — это у него, что ли, время замедлилось?..
Отсюда и вывод о расщеплении реальностей: кто стоит (для себя, для других движется), тот и наблюдает что У ВСЕХ ОСТАЛЬНЫХ часы идут медленней — с его точки зрения. И, как я уже заявлял, я могу подвести под это (как мне представляется) довольно сильную базу. Которая много чего сразу объясняет (и даже предсказывает).
Так обычно это и объясняют — тем, что согласно СТО, события, одновременные в одной СО, не обязательно должны быть одновременны в другой СО. То есть, типа, в СО Васи Пупкина колонисты базы Б просто высадили свою ёлку РАНЬШЕ, чем в колонисты базы А — свою. Чем Вася Пупкин возраст ёлки колонистов базы Б для себя и объясняет: «Господа, она большая, только вот в моей СО вы посадили её раньше, чем я и колонисты базы А — свои саженцы. Откуда и.»
Однако в СТО жёстко постулируется соблюдения принципа причинности. То есть, интервал времени между событиями Х и У можно «сжимать-разжимать» как угодно — но вот «выворачивать наизнанку» нельзя. Если событие Х было раньше события У — то это верно для всех СО без исключения (хотя интервал времени между Х и У в некоторых СО может быть сколь угодно мал). И уж тем более — если в какой-то СО событие У есть следствие события Х — то это верно для всех без исключения СО. Время течёт только в одну сторону во всех СО, порядок событий не меняется.
Вопрос: можно ли добиться того, чтобы высадка саженца колонистами базы Б произошла ПОЗЖЕ высадки саженцев колонистами базы А — ну и Васей Пупкиным в то же время?.. Например, на 5 минут позже?.. И чтобы это было верно ВО ВСЕХ системах отчёта и для колонистов баз, и для Васи Пупкина?..
Можно. С помощью вращающегося прожектора. Это такой хак СТО.
Как известно, луч прожектора может скользить по поверхности с любой скоростью — в том числе, сверх-световой. Просто переносить информацию по ходу своего движения он не может. Не может перенести информацию из точки А в точку Б.
Но если известна скорость его движения (за счёт расстояния до прожектора и угловой скорости его вращения) можно рассчитать время между моментом, когда он осветит точку А и точку Б. Для любых растояний между А и Б можно подобрать такое время — полагаю, не нужно объяснять, как это сделать?..
Теперь выносим такой прожектор очень далеко от баз А, Б и Васи Пупкина на его звездолёте — очень далеко на перпендикуляр между линией, что соединяет А и Б. На гигапарсеки буквально. И добиваемся того, что луч освещает базу Б на 5 минут позже, чем А. И колонисты обеих баз это знают. И Вася Пупкин тоже.
Вася Пупкин пролетает у базы А, сажает у себя саженец. Колонисты базы А тоже это делают одновременно с Васей Пупкиным — и в это время базу А и Васю Пупкина освещает луч прожектора.
Через 5 минут после этого луч падает на базу Б. Это «после» верно во всех СО — можете подумать, посчитать и убедиться. Ёлки у всех участников эксперимента начинают расти практически одновременно.
Так что через 20 лет, пролетая у базы Б, Васе Пупкину придётся придумать какое-то объяснение тому, что ёлка на базе Б — большая. Сослаться на не-одновременность посадки саженцев в разных СО ему не удастся.
Так оно и работает — и даже экспериментально подтверждается. Берём короткоживущие частицы, разгоняем в ускорителе и убеждаемся, что пока они движутся относительно нас с околосветовой скоростью, их среднее время жизни вырастает примерно так, как предсказывает СТО (точнее, преобразования Лоренца).
Проблема в том, что пока мы не можем построить очень быструю ракету, мы не можем встать на место таких частиц и «посмотреть на мир их глазами». СТО предлагает некую картину, которую мы бы увидели в этом случае. Но убедительной эту картину не назовёшь.
Почему? Да потому, что в ней обнаруживаются ВНУТРЕННИЕ несостыковки. Космонавт Вася Пупкин пролетает мимо космической базы А в сторону космической базы Б — пролетает равномерно и прямолинейно, с околосветовой скоростью. Базы находятся на расстоянии, ну, скажем, 20 световых лет друг от друга. Они неподвижны друг относительно друга (находятся в одной общей инерциальной системе отчёта) и часы на них синхронизированы.
В момент пролёта мимо базы А космонавт Вася Пупкин сажает в горшок семечко ёлки. То же самое в этот же самый момент делают на базе А и базе Б по часам этих баз (нет никаких препятствий к тому, чтобы договориться о таком эксперименте, он вполне реализуем в рамках модели СТО). И далее Вася Пупкин летит к базе Б.
Пролетая мимо базы Б, космонавт Вася Пупкин фоткает свою ёлочку и отправляет оцифрованное фото по радио на базу Б. Там получают это фото, подписывают и отправляют Васе Пупкину. И одновременно с этим — отправляют ему фото своей ёлочки. Вася Пупкин его подписывает и отправляет таким же образом обратно.
Вопрос: что это будут за фото? Будет ли на них маленький саженец или взрослая ель?
СТО требует, чтобы колонисты базы Б получили от Васи Пупкина фото маленькой ёлочки. И чтобы Вася Пупкин тоже получил от них такое же фото — с маленькой ёлочкой. Только вот на базе Б по их собственным часам с момента высадки саженца прошло уже больше 20 лет. И фото маленького саженца они Васе Пупкину отправить никак не могут. А если вдруг Вася Пупкин каким-то чудом такое фото получит — ему придётся его подписать и отправить колонистам обратно. Вы уверены, что они получат в ответ от него именно такое фото — с припиской «смотрите, какую крошечную ёлку вы мне прислали»? Но ведь они не присылали. Они слали Васе Пупкину только фото взрослой ели.
Вы не поверите — у меня сложилась очень похожая картинка. Собственно, не думаю, что у кого-то, кто изучает СТО, часто складывается иная, наглядно это трудно себе представить иначе. Но я сделал из всего этого другие выводы.
Проблемы две:
1) Лоренцовское сокращение длин обратимо, а вот сжатие времени — нет, оно накапливается (что подтверждают эксперименты с увеличением времени жизни короткоживущих частиц) и
2) нынешние эксперименты с квантовой телепортацией информации.
Пункт 2) может быть и не проблема, тут мнения специалистов, насколько я могу судить, разошлись. И окончательно ещё ничего не решено. А вот 1) это реальная несостыковка — гуглить по запросу «парадокс близнецов эстафета» или «парадокс близнецов частая сетка».
В конечном счёте размышления на эту тему приводят (меня привели, по крайней мере) к тому, что Время — не является измерением как таковым. Это просто длина пути, длина мировой линии трёхмерного (например) наблюдателя в бесконечномерном Евклидовом пространстве Вселенной. Путь накапливается — а вот расстояния, естественно, нет, они могут меняться в обе стороны. Ну да это отдельная тема. Откуда, в частности, вытекает и расщепление реальностей (в бесконечномерном Евклидовом пространстве эта модель реализуется не просто легко, а даже и напрашивается).
У человека с кошкой неявный контракт. Кошка, например, не может быть невидимым пожирателем пищи из холодильника / оставлятелем экскрементов в лотке / и более ничего. Если у Вас из холодильника вдруг, ни с того, ни с сего начнёт пропадать пища, а в прихожей появляться экскременты (и более ничего происходить не будет) — вряд ли Вы будете довольны. Скорее, это Вас обеспокоит и напугает. Если Ваша любимая взрослая кошка станет кушать впятеро больше (и гадить тоже) — это тоже вряд ли Вам понравится. В таких вопросах хотелось бы предсказуемости и строго добровольных отношений. Если у меня сломается холодильник, я тоже постраюсь его починить. Но холодильник у меня дома не для того, чтобы я о нём заботился.
Тогда встаёт вопрос субъектности. Кто кого (или что) рассматривает как ресурс? Я всё равно не хочу, чтобы меня рассматривали как ресурс — по крайней мере, вне тех рамок, в которых я сам это кому-бы то ни было позволяю (например, работадателю в рамках трудового договора).
Однако СТО требует строгой инерциальности СО. Это значит, что Вася уже никогда на Землю не вернётся — ибо для этого придётся замедляться-ускоряться, что, типа, ай-ай-ай. Именно ускорением-замедлением объясняют то, что если Вася таки вернётся — выяснится, что это всё же ЕГО часы отстали. «Ты испытывал ускорение-замедление — значит, по факту летал ты, а не Земля — значит, это у тебя часы должны отстать.»
Но, во-первых, связь ускорения-замедления с «истинностью движения» и (далее) с «отставанием часов именно у того, кто этим грешил» никак не доказывается. Я, во всяком случае, таковых доказательств не нашёл. Если ограничиться кинематикой — они, по-видимому, и не выводятся. Во-вторых, с точки зрения Васи это ведь НА ЗЕМЛЕ часы отстают. Он это по радио наблюдает. Если он остановился и тут же полетел обратно с такой же скоростью — что произойдёт? Часы на Земле (по ЕГО мнению) всё равно будут отставать. А с точки зрения Земли — его. Так кто же прав? Если ускорение-замедление убираем путём кодирования-декодирования Васи между звездолётами — Вася ничуть не хуже землян. И в момент кодирования-декодирования показания часов НА ЗЕМЛЕ, ПО МНЕНИЮ ВАСИ не меняются. Так у кого же часы будут отставать, когда Вася вернётся?
Если формально следовать СТО в таком случае — правы ОБА. Но такое в одной общей реальности быть не может. Для Васи он никуда не летал, это Земля от него сначала равномерно удалялась, затем (после кодирования-раскодирования) равномерно приближалась. Вася старый, земляне молодые. Так должен считать Вася.
Но мы не проверим это, пока не сможем побывать на его месте, хотя с ускорением-замедлением. И вот тут мне всё же представляется, что будет очень чёткое расщепление реальностей: кто летал (по мнению Наблюдателя) у того часики и отстают. «У всех, кто движется относительно меня, часы отстают всегда.» Я Вася, я летал — земляне молодые. Я землянин, Вася летал — Вася молодой.
То, что с точки зрения Васи это Земля/базы летали от него/к нему — это понятно. Проблема в разных картинах, что они видят. Пока они ВНОВЬ не встретились — СТО нормально всё объясняет. Но если таки подобное случается — тады ой. Только одни часы по отношению к другим могут отставать, для ОБОИХ часов такое невозможно. Если А > Б, то и Б < А, но не наоборот. Если только это не разные реальности.
Во-первых, таки вероятность наступившего события логично принять за 1 (а исключённых по отношению к нему за 0). Хотя бы потому, что это просто удобней математически и ничего не нарушает формально.
Во-вторых — «до или после наступления события» это субъективное мнение оценивающего, которое ничего (в смысле вероятности) не меняет. То ли монетка уже выпала, но Вы просто не знаете результат. То ли её ещё не подбрасывали. Но вероятности орёл/решка в обоих случаях для Вас одинаковы всё равно.
Проблема не в том, что модель СТО не работает — там, где мы можем её проверить на практике, она подтверждается. Проблема в том, что 1) есть существенные, важные области, где мы её пока что проверить не можем и 2) для непротиворечивости модели СТО требуется ряд жёстких ограничений как раз по проверяемости. То есть, космонавт Вася не должен возвращаться на базу А со своей ёлкой.
Схема с эстафетой (это второй известный хак СТО после прожектора == т.н. «частая сетка»), например, предполагает, что пролетая мимо базы Б космонавт Вася перебрасывает свою ёлку на звездолёт космонавта Пети, который точно так же доставляет её на базу А. Где она оказывается существенно моложе тамошней ели.
Можно сказать, что ёлку перебросить нельзя, это будет переход в другую СО, ускорение. Ёлку — нельзя. А информацию — показания часов — можно. Это даже не частица с известным временем полураспада, которую можно использовать вместо часов (и которой тоже можно «предъявить ускорение», если её перебрасывать на другой звездолёт). Если Васю можно двоично кодировать и потом восстановить — нормально слетает на тот край Галактики и на Землю вернётся через несколько часов личного времени. Долетит до края, там кодируется, перенесётся на звездолёт, летящий в обратную сторону, раскодируется и на нём вернётся на Землю.
И всё бы ничего — только непонятно, почему у его близнеца Пети, которого тоже точно так же двоично кодировали-раскодировали для чистоты эксперимента, гораздо больше времени прошло. Ведь по СТО не только с точки зрения Пети Вася должен остаться молодым, но и Петя — с точки зрения Васи тоже. Раскодированный Вася на звездолёте, летящим в обратную сторону, ДЛЯ СЕБЯ — уже старый. ДЛЯ ПЕТИ — молодой. Кодирование и раскодирование — это всего лишь перенос информации. Это С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ПЕТИ Вася не старел, пока на ту сторону Галактики гонял (и обратно). С точки зрения Васи-то всё наоборот: в момент кодировки он был уже очень старый, это домосед-Петя молодой. Ну и где правда?
Или, возвращаясь к ёлкам и базам — если Вася перескочит со своей ёлкой на другой звездолёт, следующий в обратном направлении от базы Б к базе А, он прилетит туда тогда (по времени баз) когда ёлка на базе А уже померла от старости. Но это возможно лишь если время на базах течёт БЫСТРЕЕ, чем в звездолётах. Ибо вариант «ту ёлку сажали раньше» уже не прокатывает: сажали вместе с Васиной, он это сам видел.
Мы не проверим всё это, пока не построем субсветовые звездолёты или что-то подобное. Но и чисто теоретически ситуация несколько напрягает. По крайней мере, меня.
Впрочем, всё это можно понимать и как ещё одно доказательство невозможности копирования СОБСТВЕННОГО сознания (цифровая копия Васи на возвращающемся звездолёте =/= Вася).
Событие наступило. Оцените возможность его наступления в процентах. Что получится?
Пример сходимости: какова вероятность выпадения 1000 орлов подряд в данном конкретном испытании? А если 1 раз в этой последовательности орёл уже выпал? А если два? А если 3, 4, 5?.. Очевидно, «по мере постепенного наступления события» (выпадения 1000 орлов) вероятность будет расти. Пока, так сказать, не сойдётся к 1 — если все выпадения будут орлом.
Конечно, разные. Имеет значение только ЗНАНИЕ о том, что именно выпало. Пока мы об этом ничего не знаем — всё равно, что не выпало, вероятность оценки (см. выше Ваше определение) будет такой же.
Вероятность СОСТОЯВШЕГОСЯ события для наблюдателя всегда 1. И совершенно неважно, какой она была до того, сколь ничтожной. Это верно для любых определений вероятности.
Если выпала 5 (уже выпала, и мы об этом знаем) — нет никакого смысла ставить на другие цифры. Они не выпадут (в этом испытании, которое уже закончено). А на 5 — можно, это гарантированный выигрыш.
Объективной вероятности не существует, это функция информированности наблюдателя. Поэтому в примере с детьми моряка вероятность 1/2: если ребёнок ТОЧНО ЗНАЕТ, что у него есть брат (сестра), она, естественно, 1. Если не знает (по условиям задачи) — но в курсе, как это решал моряк — тогда 1/2. Других ответов при ТАКИХ условиях задачи нет.
Вы играете с человеком в кости. Выбрасываете игральную кость. Выбросили, она упала под стол. Вы быстро туда заглянули и увидели, что выпала, например, цифра 5. Какова ДЛЯ ВАС вероятность того, что выпала цифра 5 — после того, как Вы увидели. как выпала кость?.. Очевидно, 1. А вероятность того, что выпала 2?.. Очевидно, 0. Как и вероятность того, что выпала 3 или 4. Или 6. Или 1.
Но для Вашего оппонента по игре, который пока что ничего такого не видел — что вероятность выпадения 5, что вероятность выпадения 2 — всё ещё 1/6.
Субъективный характер вероятности хорошо иллюстрирует парадокс Монти-Холла.
1) Вася Пупкин, пролетая мимо базы Б, получает от её колонистов фото СТАРОЙ ёлки и
2) для Васи Пупкина время в СО баз А и Б течёт МЕДЛЕННЕЙ времени в его СО — как того требует СТО
… нужно, чтобы на базе Б ёлку, с точки зрения Васи, посадили РАНЬШЕ, чем это сделал Вася у себя на корабле и колонисты базы А в тот момент, когда он мимо неё пролетал. По-другому не получится.
Но если для синхронизации используется поперечный фронт медленных частиц — который приходит на базы А и Б одновременно, с точки зрения СО этих баз — с точки зрения Васи до базы Б он тоже должен дойти РАНЬШЕ. Иначе там не успеют посадить ёлку и она не успеет вырасти большой, когда там Вася будет пролетать.
Против этого, надеюсь, возражений нет?
То есть, с точки зрения Васи фронт — косой. А с точки зрения колонистов — прямой. Так?
Тогда пустим за первым фронтом второй такой же. Только так, чтобы по часам баз он приходил туда через 5 минут после того, как на базу Б прилетит Вася Пупкин. Всего через 5 минут.
И пусть по часам баз как только этот второй фронт доходит до базы Б, он её взрывает. Через 5 минут после этого.
Если с точки зрения Васи фронт доходит до базы Б заметно раньше — как и первый, они же одинаковые — тогда к моменту, когда он туда долетит, там уже горелые развалины и никакой ёлки. А с точки зрения колонистов базы Б — им ещё целых 5 минут жить. Успеют Васе фото старой ёлки послать.
Найдите ошибку.
submagic.livejournal.com/1813.html
То есть, предположив, что постулаты модели истинны (это же постулаты, какими ещё они могут быть?..) Вы можете далее просчитывать ситуации и убеждаться, что… ЧТО ПОСТУЛАТЫ МОДЕЛИ ИСТИННЫ.
НЕЯВНО (!!!) подразумевается, что если выбрать другую систему постулатов, отличную от СТО — модель развалится. Что СТО — самая непротиворечивая модель. Даже — единственно возможная непротиворечивая. Это не говоря уже об экспериментальных проверках.
Но так ли это?
Попробуйте сделать две вещи:
1) Пустить фронт частиц поперёк направления движения звездолёта Васи Пупкина от базы А к базе Б. В системе отчёта баз фронт доходит до баз А и Б в один и тот же момент времени. Фронт плоский и (вдоль оси А-Б) бесконечный. Скорость движения частиц — на Ваше усмотрение, но везде в СО баз она одинаковая и летят они вровень. В момент времени Т0, когда Вася Пупкин пролетает возле базы А и (вместе с колонистами этой базы высаживает ёлочку) на базе Б в СО баз тоже момент времени Т1 == Т0. ВОПРОС: в СО Васи Пупкина (его звездолёта) какой момент времени на базе Б в момент времени Т0? Расстояние между базами 20 световых лет, скорость звездолёта Васи Пупкина — 0,99 световой.
2) Решить ту же самую задачу без формального применения преобразований Лоренца — но, как и требует СТО, соглашаясь с тем, что скорость света в любой СО одинакова (но не более того, не делая из этого далеко идущих выводов).
У меня НЕ получилось «честно подыграть СТО» и добиться того, что Т1 > Т0 в системе отчёта Васи — если исходить из предложенных выше условий. Чтобы этого добиться, нужно потребовать, чтобы фронт частиц в СО звездолёта выглядил косым: до базы Б он должен доходить РАНЬШЕ, чем до базы А. Но единственный способ получить такое решение… СОГЛАСИТЬСЯ С ТРЕБОВАНИЕМ СТО О ТОМ, ЧТО ВСЁ ТАК И ЕСТЬ. Что по мнению Васи на базе Б время ПО-ЛЮБОМУ опережает время на базе А. Просто в силу постулатов СТО. Ситуация-триггер: сначала выводим следствие из причины, затем причину из следствия. Противоречия нет, ага.
Если поставить прожектор (фонарь, что светит сразу во все стороны) посередине между базами А и Б, на линии между ними, то всё будет ровно по СТО: в СО баз свет дойдёт до А и Б одновременно, в СО звездолёта до базы Б раньше (она «налетит» на световой фронт, тогда как база А будет от него «убегать», так это увидит Вася Пупкин). Но если заменить свет МЕДЛЕННЫМИ частицами, которые идут ПОПЕРЁК линии А-Б — СТО начинает буксовать. Попробуйте.
Но у модели есть ещё само-согласованность, непротиворечивость. Вряд ли бы Вы сочли надёжной теорию, которая противоречит сама себе. Если теория «путается в показаниях» — доверия она не внушает. Все знают, что Галилей бросал ядро и пулю с Пизанской башни, стремясь доказать, что все (более-менее плотные и тяжёлые) тела падают с одинаковым ускорением. Менее известно то, что он привёл и логическое возражение против «теории падения тел с ускорениями, пропорциональными их весу». Просто предложил связать тяжёлое и лёгкое тело цепью: с одной стороны, должно получиться ещё более тяжёлое тело, которое должно падать быстрее даже тяжёлого из пары. С другой — лёгкое тело должно тормозить тяжёлое в паре. С третьтей — тяжёлое должно ускорять лёгкое в паре. Противоречие разрешается только одним способом: допустить, что ускорение свободного падения от массы тела не зависит. Тогда никто никого не ускоряет и не тормозит.
Непротиворечивость всегда достигается на каком-то поле. Есть условия, в которых модель работает. Выходим за рамки — начинается кавардак (обычно). Если бы Галилей ставил свои эксперименты в воде — доказать свою правоту ему оказалось бы намного труднее.
СТО прекрасно подтверждается экспериментом, пока у нас нет субсветовых звездолётов. Это физические рамки.
СТО логически непротиворечива, пока мы считаем, что синхронизировать часы в разных СО возможно лишь при пространственном совпадении точек, где таковая синхронизация осуществляется (это не единственное условие, конечно). Её собственный математический аппарат несложен, разработан хорошо и за её собственные пределы не выведет.
Всё меняется, если мы начинаем пользоваться для синхронизации часов в разных СО косые фронты. Если на перроне стоит мужик, а мимо него проносится суб-световой поезд, СТО утверждает, что синхронизировать часы мужика, часы в голове поезда и в его хвосте не удастся. Если синхронизировать светом — который имеет одну и ту же скорость в любой СО — всё верно, не удастся. Отсюда преобразования Лоренца.
Но если синхронизировать падающим сверху дождиком, который в СО перрона накрывает мужика, голову и хвост поезда одновременно — всё меняется. Потому что и в СО поезда всё будет одновременно, это простая геометрия. И постоянство скорости света во всех СО тут вообще ни при чём, свет вообще здесь не используется никак. И капли дождя могут падать очень медленно, это роли не играет.
Но разве это плохо? Мы же не айфон пытаемся от 380 вольт зарядить. Науку двигают парадоксы и противоречия, я так полагаю. Поэтому предлагаю не избегать их — а наоборот, искать и расковыривать. Если применять теорию только там, где она безусловно работает и «точно по правилам» — ничего нового просто не узнаем. Всё это и так уже давно есть в учебниках. Ну и что в этом интересного?
Да можно и аналитически. Или даже «на пальцах», ответы чуть сложнее простых Да/Нет.
Вася Пупкин на своём звездолёте пролетает мимо базы А в сторону базы Б — равномерно и прямолинейно. СО баз и Васи инерциальные, базы А и Б находятся в одной общей СО. Вася летит с околосветовой скоростью, расстояние между А и Б около 20 световых лет.
В момент пролёта мимо базы А и колонисты этой базы, и Вася (каждый у себя) высаживает саженец ели. В этот же самый момент или на несколько минут позже В СИСТЕМЕ ОТЧЁТА БАЗ на базе Б тоже сажают ровно такой же саженец.
ВОПРОС 1: в системе отчёта Васи — что важно! — на базе Б посадили саженец намного раньше или немного позже (примерно в то же время), чем это сделал Вася и колонисты базы А? Или что?
Если чуть позже (примерно одновременно) — так сказал Вася и Вы с этим согласны — идём дальше. Если Вы утверждаете, что нет, посадили раньше — включается прожектор, который крутится от А к Б. И по сигналу (свету) которого происходит посадка ёлочек на базе А — ну и на звездолёте Васи заодно, когда он там пролетает.
Когда свет прожектора падает на базу Б — еловый саженец укореняют и там. Этот прожектор, удалённый на миллион гигапарсек с его алгоритмом освещения баз «от А к Б» нужен для того, чтобы доказать: на базе Б саженец сажали НЕ РАНЬШЕ, чем это сделали на базе А и сделал Вася. И это верно И для СО баз, И для СО Васи. Если можете опровергнуть это утверждение — ну, попробуйте. Но я не думаю, что у Вас получится (у меня, в таком мысленном эксперименте, НЕ получилось, как преобразования Лоренца к фронту фотонов от прожектора ни применяй).
Идём дальше. Вася летит на звездолёте от базы А к базе Б, читает интересные книжки и поливает растущую ёлочку. Через 20 с небольшим лет (так это видится в СО баз) пролетает мимо базы Б. Там, на базе Б, ёлка уже большая — вымахала за 20 лет в здоровущее дерево. Колонисты базы Б фоткают ёлку и посылают её оцифрованное фото Васе по радио, с просьбой подписать и отослать обратно. Вася соглашается и так и делает.
ВОПРОС 2: что будет на фото, полученном Васей — с точки зрения Васи?
ВОПРОС 3: а если Вася отправит фото своей ёлки с аналогичной просьбой колонистам базы Б — что там будет, что они на нём увидят?
По СТО Вася полагает, что в СО баз время замедлилось. По той же СТО точно такого же мнения в СО баз придерживаются относительно СО звездолёта Васи.
Но на фото, полученном Васей с базы Б, может быть ИЛИ молодая ёлка, ИЛИ старая. Она не может быть И такой, И такой. Если Вася увидит там старую ёлку — ту самую, что ему сфоткали колонисты базы Б — он будет вынужден признать, что в СО баз время НЕ замедлялось (как того требует от него считать СТО). Потому как ёлку на базе Б сажали примерно в то же время — по его собственному мнению! — что и он сажал свою, пролетая мимо базы А (предполагаем, что все ёлки растут с примерно одинаковой скоростью). Это обстоятельство гарантировано прожектором-синхронизатором — см. выше.
Если он получит фото молодой ёлки — он сможет получить его только из параллельной реальности. Ибо с базы-то Б ему отправляли фото СТАРОЙ ели (а какое ещё?.. 20 лет назад сажали, как-никак).
Аналогичные вопросы можно задать колонистам базы Б — которым, по СТО, должно представляться, что у Васи время замедлилось и ёлка молодая. И будет та же самая несостыковка: если И в звездолёте, И на базе Б кажется, что в другой СО ёлка молодая, как того требует СТО — то простой обмен фотками должен позволить выяснить это обстоятельство. А оно НЕ выясняется в рамках СТО — ибо ёлка на базе Б не может быть ОДНОВРЕМЕННО старой для её колонистов и молодой для Васи. Как и его ёлка для них так не может.
Проблема СТО заключается в том, что в ней постулируется невозможность синхронизации часов в разных СО — в ней для синхронизации гоняют свет взад-вперёд практически по одному пространственному измерению, запостулировав постоянство его скорости в любой СО. И, конечно, ничего не получается, да (точнее получается, но с учётом преобразований Лоренца, которые «всё портят»). То есть, по СТО, когда на базе А и одновременно с этим на звездолёте Васи высаживаются ёлочки — ОДНОВРЕМЕННО С ЭТИМ посадить такую же ёлочку на удалённой от них базе Б невозможно: это событие может быть только ИЛИ одновременно с высаживанием ёлки на звездолёте, ИЛИ одновременно с высаживанием ёлки на базе А. Никак иначе — что-то одно; взаимное движение СО звездолёта и баз + расстояние между базами, так сказать, «всё портит».
Одна проблема — синхрониция таки возможна. Тем самым «далёким вращающимся прожектором» / косым фронтом частиц. Потому что скорость этого фронта можно сделать ЛЮБОЙ. И — в отличие от скорости света, которая постулируется в СТО предельной и постоянной во всех СО — для этой-то групповой скорости таких ограничений НЕТ. А для синхронизации его использовать МОЖНО. Не обязательно свет гонять вдоль направления движения.
Чтобы всё было ровно по СТО, в СО Васи, сажающего ёлку одновременно с колонистами на базе А — когда он впритирку к ней пролетает — колонисты на базе Б должны посадить ёлку РАНЬШЕ (в СО баз они делают это одновременно с колонистами базы А, в этой части всё просто и проблем нет).
Но если они, там, у себя на базе Б, делают это даже не по часам, синхронизированным с базой А, а по сигналу прожектора — который вращается от А к Б — ну как это объяснить? Косой фронт фотонов от прожектора, по-любому, накрывает сначала А, и лишь потом Б. Ни в какой СО иначе не будет, как её вдоль оси А-Б ни разгоняй. А, значит, ёлка на базе Б в любой системе отчёта сажается ПОЗЖЕ ёлки на базе А и в звездолёте Васи. И должна быть МЛАДШЕ Васиной. А по СТО Вася, пролетая мимо Б, получит фото СТАРОЙ ели, как Вы сами и написали. Несостыковочка.
Вопрос в том, даст ли это что-нибудь?
Вот Эйлер с Бернулли через 100 лет после Ньютона (!!!) добавили к его механике кое-что, чего там не было и оттуда НЕ выводилось. Знаете, что именно?
Мой тесть работает в ЦЕРН, участвовал в постройке БАК. Не то, чтобы очень известен, но, так сказать, «человек официальный». Я как-то подкинул ему книжечку с критикой СТО — каковая книжечка показалась мне довольно здравой (в отличие от многих иных на ту же тему). Он её изучил и даже написал по этому поводу некую статью, которую опубликовали в довольно серьёзном журнале. Но и только.
Полагаю, «краевые эффекты» СТО действительно никому особо неинтересны. Где это важно на практике — она работает, подтверждается. Там, где «может быть всякое» — до этого человечеству (пока что, по-видимому...) на практике довольно далеко. Ну и кто это всё будет копать и зачем?.. Вот если бы появилась хотя бы какая-то связь этих несостыковок с EmDrive, например… Тут уже да, могли бы зашевелиться — новые прорывные технологии, то-сё. А так…
Не будет. Можете обсчитать упрощённый вариант и убедиться.
Именно, вместо вращающегося прожектора можно взять косой фронт частиц (электронов, метеоритов, диких уток...) летящий перпендикулярно линии «Звездолёт Васи — база А — база Б». Вот примерно по такому принципу:
vasnas.livejournal.com/46866.html
Собственно, достаточно всего двух частиц: одна пролетает мимо базы А и Васи Пупкина, когда они там ёлки свои сажают — другая (спустя 5 минут в СО баз и не только в этой) — мимо базы Б. Где понимают этот факт как сигнал «нужно тоже сажать ёлку».
Вообще, всё упирается в следующий вопрос: есть база А, есть база Б. Расстояние между ними очень большое. Можно ли передать им некую информацию одновременно — или хотя бы так, чтобы в Б она попала немного позже, чем в А — и причём так, чтобы эта примерная одновременность выполнялась не только в их собственной СО, но и в любой СО, что движется от А к Б (звездолёт Васи Пупкина)?
Если передавать информацию из А к Б — по результатам предварительной, ранней договорённости между А и Васей, достигнутой задолго до того, как Вася к А подлетел — такой фокус не пройдёт. В СО Васи уведомление от А к Б «пора сажать ёлку» уйдёт слишком рано, задолго до того, как сам Вася к А подлетит. То есть, на базе Б, действительно, ёлку посадят раньше — на что Вася и сошлётся, когда мимо базы Б будет пролетать. «В моей СО всё иначе, не кипишуйте — могу доказать.»
А вот с настраевыми косыми фронтами, так сказать, спорить сложнее. Поскольку боковая скорость такого фронта может быть вообще произвольной — как у «бегущего огня» — она может превосходить скорость света (и звездолёта Васи Пупкина, соответственно) так сильно, что летит куда-то там Вася, или нет, будет уже малозначимо. На базе Б получат приказ сажать ёлку ЗАВЕДОМО ПОЗЖЕ, чем посадят ёлку на базе А. И для звездолёта Васи этот факт тоже выполнится — как и то обстоятельство, что это опоздание будет небольшим (минуты по сравнению с общим временем полёта от А к Б в 20 примерно лет).
Если сможете этот хак опровергнуть — с интересом ознакомлюсь. У меня лично не получилось.
Именно, Лоренц и Ко стали «додумывать костыли»: все эти мировые эфиры, абсолютные системы отчёта и т.д. Эйншейн поступил прямо противоположным образом, ровно по бритве Оккама: оставил только то, что (ещё как-то, более-менее непротиворечиво) сводило концы с концами. Подход, конечно, изящный, ничего не скажешь. Тем более, что для науки не такой уж новый — примерно так же с теплородом в своё время расправились (что оказалось правильно и сильно продвинуло вперёд термодинамику).
Однако позже выяснилось, что есть моменты, которые в СТО не вписываются. Даже она сама ловится на внутренних противоречиях, даже «на своём собственном поле игры». Просто для современной физики это пока что не слишком значимые аспекты, на которые предпочитают на обращать внимания. «Где важно — работает, а что там на далёких краях, лучше не ворошить.»
Проблема СТО в том, что её оригинальыне / спорные / странные моменты — именно их — пока что проверить на практике невозможно. Разогнать короткоживущую частицу в ускорителе можно — а вот разогнаться вместе с ней, так сказать, нет.
Я над этим всем думаю не один десяток лет, правда. Фокус с прожектором — давно классика, он тоже довольно легко обсчитывается. Честно говоря, ждал от Вас возражений в стиле «прожектор находится в СО баз А и Б, значит, с точки зрения СО космонавта Васи Пупкина вращается медленней, чем в той СО… значит...». Это обычно сразу говорят — и это возражение легко опровергается (возможно, Вы потому и не привели этот «аргумент», что сразу поняли его несостоятельность).
Вращающийся прожектор позволяет не синхронизировать часы на по всему пространству — это в СТО, действительно, тривиальная задача, решается безо всяких там вращающихся прожекторов. Он позволяет сделать нечто похожее (с рядом оговорок) для разных СО. А вот это уже сильный хак. Космонавт Вася Пупкин, освещаемый таким прожектором и сажающий в его свете саженец ели у себя в звездолёте, МОЖЕТ БЫТЬ УВЕРЕН не только в том, что колонисты базы А сажают аналогичный саженец вместе, одновременно с ним — но и что колонисты базы Б посадят аналогичный саженец НЕ РАНЬШЕ (позже на небольшое время). И это «не раньше» (позже на те самые 5 минут) верно как для СО Васи Пупкина, так и для СО баз — как ни крути и ни высчитывай. Потому что «скорость солнечного зайчика» можно сделать действительно произвольной для любой СО.
То есть, пролетая мимо базы Б и получив оттуда фото большой ели, Васи Пупкину придётся или признать, что В ЕГО СО время таки шло медленней, чем в СО баз — или что фото получено из другой реальности. Потому как ёлку на базе Б посадили ПОЗЖЕ, чем посадил он — с его собственной точки зрения. Посадили позже — а по возрасту она (по СТО) сильно старше его ёлочки. То есть — в СО баз он по факту наблюдает не замедление времени, а наоборот — это у него, что ли, время замедлилось?..
Отсюда и вывод о расщеплении реальностей: кто стоит (для себя, для других движется), тот и наблюдает что У ВСЕХ ОСТАЛЬНЫХ часы идут медленней — с его точки зрения. И, как я уже заявлял, я могу подвести под это (как мне представляется) довольно сильную базу. Которая много чего сразу объясняет (и даже предсказывает).
Однако в СТО жёстко постулируется соблюдения принципа причинности. То есть, интервал времени между событиями Х и У можно «сжимать-разжимать» как угодно — но вот «выворачивать наизнанку» нельзя. Если событие Х было раньше события У — то это верно для всех СО без исключения (хотя интервал времени между Х и У в некоторых СО может быть сколь угодно мал). И уж тем более — если в какой-то СО событие У есть следствие события Х — то это верно для всех без исключения СО. Время течёт только в одну сторону во всех СО, порядок событий не меняется.
Вопрос: можно ли добиться того, чтобы высадка саженца колонистами базы Б произошла ПОЗЖЕ высадки саженцев колонистами базы А — ну и Васей Пупкиным в то же время?.. Например, на 5 минут позже?.. И чтобы это было верно ВО ВСЕХ системах отчёта и для колонистов баз, и для Васи Пупкина?..
Можно. С помощью вращающегося прожектора. Это такой хак СТО.
Как известно, луч прожектора может скользить по поверхности с любой скоростью — в том числе, сверх-световой. Просто переносить информацию по ходу своего движения он не может. Не может перенести информацию из точки А в точку Б.
Но если известна скорость его движения (за счёт расстояния до прожектора и угловой скорости его вращения) можно рассчитать время между моментом, когда он осветит точку А и точку Б. Для любых растояний между А и Б можно подобрать такое время — полагаю, не нужно объяснять, как это сделать?..
Теперь выносим такой прожектор очень далеко от баз А, Б и Васи Пупкина на его звездолёте — очень далеко на перпендикуляр между линией, что соединяет А и Б. На гигапарсеки буквально. И добиваемся того, что луч освещает базу Б на 5 минут позже, чем А. И колонисты обеих баз это знают. И Вася Пупкин тоже.
Вася Пупкин пролетает у базы А, сажает у себя саженец. Колонисты базы А тоже это делают одновременно с Васей Пупкиным — и в это время базу А и Васю Пупкина освещает луч прожектора.
Через 5 минут после этого луч падает на базу Б. Это «после» верно во всех СО — можете подумать, посчитать и убедиться. Ёлки у всех участников эксперимента начинают расти практически одновременно.
Так что через 20 лет, пролетая у базы Б, Васе Пупкину придётся придумать какое-то объяснение тому, что ёлка на базе Б — большая. Сослаться на не-одновременность посадки саженцев в разных СО ему не удастся.
Проблема в том, что пока мы не можем построить очень быструю ракету, мы не можем встать на место таких частиц и «посмотреть на мир их глазами». СТО предлагает некую картину, которую мы бы увидели в этом случае. Но убедительной эту картину не назовёшь.
Почему? Да потому, что в ней обнаруживаются ВНУТРЕННИЕ несостыковки. Космонавт Вася Пупкин пролетает мимо космической базы А в сторону космической базы Б — пролетает равномерно и прямолинейно, с околосветовой скоростью. Базы находятся на расстоянии, ну, скажем, 20 световых лет друг от друга. Они неподвижны друг относительно друга (находятся в одной общей инерциальной системе отчёта) и часы на них синхронизированы.
В момент пролёта мимо базы А космонавт Вася Пупкин сажает в горшок семечко ёлки. То же самое в этот же самый момент делают на базе А и базе Б по часам этих баз (нет никаких препятствий к тому, чтобы договориться о таком эксперименте, он вполне реализуем в рамках модели СТО). И далее Вася Пупкин летит к базе Б.
Пролетая мимо базы Б, космонавт Вася Пупкин фоткает свою ёлочку и отправляет оцифрованное фото по радио на базу Б. Там получают это фото, подписывают и отправляют Васе Пупкину. И одновременно с этим — отправляют ему фото своей ёлочки. Вася Пупкин его подписывает и отправляет таким же образом обратно.
Вопрос: что это будут за фото? Будет ли на них маленький саженец или взрослая ель?
СТО требует, чтобы колонисты базы Б получили от Васи Пупкина фото маленькой ёлочки. И чтобы Вася Пупкин тоже получил от них такое же фото — с маленькой ёлочкой. Только вот на базе Б по их собственным часам с момента высадки саженца прошло уже больше 20 лет. И фото маленького саженца они Васе Пупкину отправить никак не могут. А если вдруг Вася Пупкин каким-то чудом такое фото получит — ему придётся его подписать и отправить колонистам обратно. Вы уверены, что они получат в ответ от него именно такое фото — с припиской «смотрите, какую крошечную ёлку вы мне прислали»? Но ведь они не присылали. Они слали Васе Пупкину только фото взрослой ели.
Если это не расщепление реальностей — тогда что?
Проблемы две:
1) Лоренцовское сокращение длин обратимо, а вот сжатие времени — нет, оно накапливается (что подтверждают эксперименты с увеличением времени жизни короткоживущих частиц) и
2) нынешние эксперименты с квантовой телепортацией информации.
Пункт 2) может быть и не проблема, тут мнения специалистов, насколько я могу судить, разошлись. И окончательно ещё ничего не решено. А вот 1) это реальная несостыковка — гуглить по запросу «парадокс близнецов эстафета» или «парадокс близнецов частая сетка».
В конечном счёте размышления на эту тему приводят (меня привели, по крайней мере) к тому, что Время — не является измерением как таковым. Это просто длина пути, длина мировой линии трёхмерного (например) наблюдателя в бесконечномерном Евклидовом пространстве Вселенной. Путь накапливается — а вот расстояния, естественно, нет, они могут меняться в обе стороны. Ну да это отдельная тема. Откуда, в частности, вытекает и расщепление реальностей (в бесконечномерном Евклидовом пространстве эта модель реализуется не просто легко, а даже и напрашивается).