Что такое физическая относительность

[Matwadnik]

Уважаемые «звездочеты»!
На форумах fido, МФТИ,  scientific.ru я предлагал два простеньких вопроса, на который не смог ответить никто. Обсуждение этих вопросов каждый раз превращалось в длительную перепалку. Лишь известный своей полемикой с Л.Б. Окунем физик Р.И. Храпко написал мне письмо, в котором содержался верный ответ, но и ответ Р. Храпко оказался неполным.
Постарайтеся ответить на мои вопросы.
Если вы верно ответите на них, то вскоре поймете, что такое физическая относительность. С моей точки зрения, этого сегодня никто не понимает.
Не рассматривайте мои вопросы как задачку. Это скорее «информация для размыщления».

Итак...
Представьте себе некое шариконадувное устройство, которое срабатывает при попадании на него светового импульса. При срабатывании устройства быстро надувается и, просуществовав долю секунды, лопается воздушный шарик.
Теперь представим себе очень длинный стержень (несколько миллионов километров), на концах которого закреплено по одному такому устройству.
Предположим, что на самом стержне установлен импульсный источник света. В какой-то момент времени источник излучает световой импульс и свет, распространяясь в противоположных направлениях, через некоторое время попадает на упомянутые устройства.
Можете ли Вы сказать, покоится (под покоем я понимаю либо «полный» покой, либо движение с малой по сравнением со скоростью света скоростью) или движется (и в какую сторону) объект, состоящий из стержня и двух воздушных шариков на его концах. Объект похож на гантель и выглядит примерно так:

 о----------------------------------------х-----------------------о

Здесь буквы о – это надутые шарики, штриховая линия ------- – стержень, а х – источник света).
Задавая вопрос, я не указываю систему отсчета, но укажу место расположения источника света.
Дайте ответ на два варианта расположения источника света:
1-й вариант) источник расположен точно в центре стержня;
2-й вариант) источник заметно смещен относительно центра вправо.
Замечу, что речь не идет о стержне без шариков или о стержне с одним единственным шариком. Речь идет только об объекте, представляющем собою стержень с двумя шариками!

Matwadnik

[KVU]

В Вашей постановке задачи не хватает данных.
Поэтому вопросы к Вам (не потому, что ответить никто не может, а потому что нет полноты задачи). Итак:
Вы спрашиваете о движении системы, обозначенной словом галтель и описанной Вами, как стержень с шариками. А источник импульса прикреплён к стержню или нет?
До момента испускания импульса система гантель находилась в покое или нет?
Заметное смещение источника во втором варианте спрашиваемого - это сколько в %?
Параметры: масса системы, частота импульса, энергия и направление хлопка шарика не заданы почему? Вас интересует только качественное решение?
Движение или отсутствие оного Вас интересует в какой момент: до хлопка шарика (и какого или обоих) или после?
Наверное будут ещё вопросы, но пока хотелось бы получить ответы на эти.

[kis]

Задачка несомненно интересная. Но вынужден присоединиться к предыдущему оратору ( хотя в некоторых пунктах его не понял ) - данных не хватает. Я не могу например проинтерпритировать это
"Можете ли Вы сказать, покоится (под покоем я понимаю либо «полный» покой, либо движение с малой по сравнением со скоростью света скоростью) или движется (и в какую сторону) объект, состоящий из стержня и двух воздушных шариков на его концах." То есть если нечто двигается с 0.5 с то онао покоится или нет.
Вот в какую сторону вроде как могу сформулировать а предыдущее...

[Matwadnik]

В Вашей постановке задачи не хватает данных.
Поэтому вопросы к Вам (не потому, что ответить никто не может, а потому что нет полноты задачи).

Никто на форумах!
Я написал, что задачу решил Р.И. Храпко. Кроме того, она была решена на Западе.

Итак:
Вы спрашиваете о движении системы, обозначенной словом галтель и описанной Вами, как стержень с шариками. А источник импульса прикреплён к стержню или нет?

Это не играет роли. Считайте, что прикреплен.

До момента испускания импульса система гантель находилась в покое или нет?

До испускания светового импульса «гантели» вообще не было – она не существовала!

Заметное смещение источника во втором варианте спрашиваемого - это сколько в %?

Давайте для простоты считать, что источник находится в десять раз ближе к  правому концу стержня, чем к левому.

Параметры: масса системы, частота импульса, энергия и направление хлопка шарика не заданы почему?

Эти параметры не требуются – вопрос из области кинематики, а не динамики. Никакого силового воздействия возникающие и лопающиеся шарики на стержень не оказывают, т.е. стержень, покоившийся в некоторой системе отсчете до появления шариков, остается в покое и после их исчезновения.

Вас интересует только качественное решение?

Только качественное.

Движение или отсутствие оного Вас интересует в какой момент: до хлопка шарика (и какого или обоих) или после?
Наверное будут ещё вопросы, но пока хотелось бы получить ответы на эти.

Поставив этот вопрос, Вы наполовину решили задачку. Вчитайтесь еще раз в условие задачи.

[Matwadnik]

"Можете ли Вы сказать, покоится (под покоем я понимаю либо «полный» покой, либо движение с малой по сравнением со скоростью света скоростью) или движется (и в какую сторону) объект, состоящий из стержня и двух воздушных шариков на его концах." То есть если нечто двигается с 0.5 с то онао покоится или нет.

Задача качественная. В принципе Вы можете сами ввести этот критерий, чтобы задача имела решение. Этот критерий зависит от «времени жизни» шариков и длины стержня. При времени жизни каждого из шариков не более сотой доли секунды и длине стержня в несколько миллионов километров критерием отличия состояния движения от состояния покоя может служить скорость не превышающая 0,01с (сотая скорости света).

Вот в какую сторону вроде как могу сформулировать а предыдущее...


А это очень важно. Больше ничего и не нужно.

[KVU]

Никто на форумах!

Что вы этим хотели сказать? По-подробнее, будте любезны.

Я написал, что задачу решил Р.И. Храпко. Кроме того, она была решена на Западе.

Р.И. Храпко полагает, что физическая мера массы не имеет ни какой связи с количеством вещества, заключённого в этой массе! Его утверждение настолько "огромно", что нет возможности оспаривать какие-либо решения, им предложенные.
А вот по западному решению дайте ссылку пожалуйста.

Итак:
Вы спрашиваете о движении системы, обозначенной словом галтель и описанной Вами, как стержень с шариками. А источник импульса прикреплён к стержню или нет?

Это не играет роли. Считайте, что прикреплен.

Хорошо, если источник прикреплён и испущенные им импульсы были по величине одинаковы, по направлению – противоположны и параллельны стержню, то по закону сохранения импульса в ИСО стержня дополнительного движения не появится.

До момента испускания импульса система гантель находилась в покое или нет?

До испускания светового импульса «гантели» вообще не было – она не существовала!

То есть система гантель с прикреплённым источником импульсов возникает одновременно с испусканием импульсов? Или когда она возникает? Поясните это место.

Заметное смещение источника во втором варианте спрашиваемого - это сколько в %?

Давайте для простоты считать, что источник находится в десять раз ближе к  правому концу стержня, чем к левому.

В ИСО стержня правый шарик хлопнет раньше! А ни какой другой ИСО Вы так и не задали.

Параметры: масса системы, частота импульса, энергия и направление хлопка шарика не заданы почему?

Эти параметры не требуются – вопрос из области кинематики, а не динамики. Никакого силового воздействия возникающие и лопающиеся шарики на стержень не оказывают, т.е. стержень, покоившийся в некоторой системе отсчете до появления шариков, остается в покое и после их исчезновения.

Вас интересует только качественное решение?

Только качественное.

В какой ИСО, задайте пожалуйста! Если Вас интересует решение во всех ИСО сразу, то выписывайте "бесконечное множество решений" сами.

Движение или отсутствие оного Вас интересует в какой момент: до хлопка шарика (и какого или обоих) или после?
Наверное будут ещё вопросы, но пока хотелось бы получить ответы на эти.

Поставив этот вопрос, Вы наполовину решили задачку. Вчитайтесь еще раз в условие задачи.

После ответа на предыдущие вопросы этот последний вопрос отпадает само-собой.
Лопающиеся шарики имеют скорее психотропное воздействие на наблюдателя за решением этой задачи. Смысл шариков проясните пожалуйста!

[Matwadnik]

Никто на форумах!
Что вы этим хотели сказать? По-подробнее, будте любезны.

Только то, что сказал: «Никто на форумах».
Кроме форумов существуют другие способы общения. Издательством «ЧеРо» (при МГУ) издана моя книга (см.  http://edurss.ru/cgi-bin/db.pl?cp=&page=Book&id=4768&lang=Ru&blang=ru&list=33 ), я проводил семинары (в частности в МГУ), получаю отзывы и лично общаюсь с физиками (в основном за пределами России, так как живу не в России).

Р.И. Храпко полагает, что физическая мера массы не имеет ни какой связи с количеством вещества, заключённого в этой массе!

Во-первых, не Р. Храпко, а добрая половина физиков нашей планеты находит физический смысл в релятивистской массе, а во-вторых, эти физики (и Р. Храпко в их числе) не полагают, что «нет "никакой" связи с количеством вещества». Р. Храпко лишь защищает позицию этих физиков. Но все это прямо не относится к предложенному мною вопросу. Давайте остановимся на нем. Я не хочу отвлекаться.

Его утверждение настолько "огромно", что нет возможности оспаривать какие-либо решения, им предложенные.

Ну почему же «нет возможности»? Л.Б. Окунь нашел такую возможность.

А вот по западному решению дайте ссылку пожалуйста.

Какую? Фамилии и адреса моих коллег (В Германии, Англии, Франции)?
Зачем Вам все это?

Хорошо, если источник прикреплён и испущенные им импульсы были по величине одинаковы, по направлению – противоположны и параллельны стержню, то по закону сохранения импульса в ИСО стержня дополнительного движения не появится.

Конечно не появится. Зачем он нужен? Я ведь написал, что вопрос из области кинематики.

То есть система гантель с прикреплённым источником импульсов возникает одновременно с испусканием импульсов? Или когда она возникает? Поясните это место.

Так в этом же и состоит суть вопроса. Если я поясню это, то задача исчезнет.

В ИСО стержня правый шарик хлопнет раньше! А ни какой другой ИСО Вы так и не задали.

Совершенно верно – в ИСО стержня правый шарик хлопнет раньше. Поэтому в в ИСО стержня гантели никто и никогда не обнаружит. В ней можно обнаружить только «полугантель», но полугантель – это не гантель.
Я не задал никакой другой системы отсчета, потому что Вы сами можете найти систему отсчете, в которой существует гантель (в которой оба шарика в течение какого-то промежутка времени существуют одновременно).
Когда Вы найдете эту систему отсчета, Вам станет ясно, в какую стороны летит рассматриваемая нами гантель.

[kis]

Вот поупражнялся я с этой   .....
Если я правильно понял смысл всей этой заковыки. То с уточнением что наблюдатель все таки должен "увидеть" всю эту кострукцию или "узнать" о ее существовании попытался выдать ответ

В случае источника в центре стержня - объект покоится всгеда для любого покоящегося наблюдателя и существует
В случае источник смещен относительно центра сильно вправо объект движется вправо  если покоящийся набюдатель его видит.

Ну либо двигающийся наблюдатель должен довольно резво чесать в сторону длинного конца. Но в любом случае этот "наблюдатель" должен "знать" что импульсы пошли к шарам (находиться во времениподобном интервале от этого события) и скорость его определяется местоположением источника света.
Если это верно то готов попробовать нарисовать решение  ( а  его рисовать надо ) если неверно то готов подумать.

[Matwadnik]

Вы, kis, молодец.
Все правильно!
Только Вы и Р. Храпко (не считая моих западных коллег) правильно решили задачку. Только Храпко и Вы не стали задавать мне вопроса, -  а относительно какой системы отсчета нужно определять скорость гантели?
И Вы, и Храпко поняли, что эту систему отсчета Вы можете найти сами. Осталось только осознать, что именно Вы сделали.
А Вы нашли кинематическое состояние объектов (которыми являются кратковременно существующие «гантели») без получения указания на систему отсчета.
Одна из гантелей покоится, как Вы верно заметили, другая движется вправо.
Но и у Храпко , и у Вас есть одна неточность, к которой я хочу придраться.
Если Вы поймете меня, то Вы одним из первых в России (если Вы в России) поймете, что движение конкретного (детальнейшим образом описанного объекта) абсолютно, а не относительно.
Гантель по первому варианту покоится, и по второму варианту движется вправо не «для наблюдателя», как Вы написали (и Храпко тоже), а "в принципе".
Наблюдатель здесь ни при чем. Наблюдетель только регистрирует данный факт.
Никакой наблюдатель не обнаружит движения гантели по первому варианту и покоя (или, скажем, движения влево) гантели по второму варианту.
Покоящейся  гантели по второму варианту и движущейся гантели по первому варианту не существует в природе.
Когда Вы пишите о «резво чешущем» влево наблюдателе, то фактически пишите о поиске наблюдателем той системы отсчета, в которой он может обнаружить описанный мною объект (гантель).
Данная ситуация аналогична той ситуации, когда я, к примеру, подробно описал рельеф конкретной лунной полусферы, а Вы, «обежав» со всех сторон Луну, нашли точку, из которой смогли увидеть описанный мною рельеф.
Но вот вопрос, - разве зависит рельеф конкретной лунной полусферы от выбора Вами точки наблюдения?
Разве не выбор точки наблюдения зависит от того, какую именно объективно существующую конкретную сторону Луны Вы желаете увидеть?
Ситуация с любым объектом, телом, предметом, как это ни странно кажется, ничем не отличается от ситуации с гантелью. Не размер так называемой относительной физической величины зависит от произвольного выбора системы отсчета, а напротив, выбор системы отсчета зависит от того, какой размер и какого конкретного объекта Вы желаете обнаружить.
Но об этом потом. Обдумайте пока то, что я написал выше.
Вы сделали большое дело – Вы поняли меня (на полста точно, а может быть – дай Бог – и на все СТО).

С уважением!
Matwadnik

P.S. Посмотрите  http://www.physics.nad.ru/jrnboard/messages/2.html , http://www.physics.nad.ru/jrnboard/messages/108.html  и http://www.sciteclibrary.com/rus/catalog/pages/3147.html . Взгляните также на сайт, ссылку на который я дал в моем ответе KVU.

[kis]

Ну спасибо конечно за комплимент
Но я действовал "строго в рамках закона"  
При этом я видимо соглашусь что эта штука движется сама по себе и КАК !!!
Я пять часов вчера пытался это вывести но сломался на математике. Плохо когда не знал да еще и забыл. Хотя в конце я все таки понял что это считается и понял как это выглядит. Но уже не хочется выводить слишком для меня сложно.
Я не буду соглашаться или опровергать Ваших утверждений. Но задача интересная и интерсна она тем что только имея очень четкое логическое представление о "механизме" СТО  ее можно решить не вдаваясь в демагогию.
А насчет реакции вразличных форумах то тут два момента очень мноо людей которые приходят со свершенно дикими идеями и от этого уже аллергия
и второе - это то что далеко не все участники бесед понимают откуда ноги растут в той же ОТО.
Почитаю Ваши материалы может быть и пообсуждаем.
Кому интересен рисунок решения обозначте я нарисую. Без просьбы рисовать не буду так как с автором задачи мы друг друга поняли.

[kis]

Да кстати мне еще показалось ( я пока этого не  проверял) что второй вариант всегда стремится к первому притом стремится изменить метрику так что бы любой  наблюдатель на времеподобном интервале от события "устаканивания" в первый вариант его ( то есть этот объект увидел )
 Вообще говоря интерсная штука   Есть над чем поразмыслить.
"Покоящейся  гантели по второму варианту и движущейся гантели по первому варианту не существует в природе." С этой Вашей цитатой я согласен. За исключением одной поравки "в нашей природе- привычной" если время не мнимо.

[kis]

Еше одно замечание в моей фразе
"В случае источник смещен относительно центра сильно вправо объект движется вправо  если покоящийся набюдатель его видит"
Наблюдатель это не ИСО это фактически мировая линия нашего объекта или условие существования объекта в нашем пространстве времени ( ну да в общем как хотите видится мне что на этот счет мы думаем одинаково )

[BSA]

Поправьте меня, если я не прав ...

Абсолютного наблюдателя не существует, и последовательность рассматриваемых явлений может быть разной, для различных наблюдателей !!!

Для первого случая:
если стержень движется относительно какой-либо ИСО, то наблюдатель, в ней находящийся, никогда не увидит "гантели";
но если наблюдатель находится на стержне, то он ни как не сможет узнать, движется стержень или нет и для него всегда будет существовать "гантель".

Так что какой из наблюдателей прав?

Аналогично и для другого случая.

Насколько я знаю СТО допускает, что различные наблюдатели могут видеть различную последовательность событий, но причинно-следственная связь нарушиться не должна, и ни один из наблюдателей не сможет увидеть "гантели" до того, как будет испущен световой импульс.

Если я не прав, то прошу просветить где именно.

[kis]

Вот здесь
"если наблюдатель находится на стержне, то он ни как не сможет узнать, движется стержень или нет и для него всегда будет существовать "гантель"."

[BSA]

Тогда чем принципиально отличается рассмотренная система, от любой другой?
Неужели для стержня с воздушными шариками можно определить абсолютную скорость, а для всей планеты Земля нет?
Давайте проведем опыт ...

[kis]

Давайте лучше не будем....

[Matwadnik]

Уважаемый kis!
Вы меня прекрасно поняли. Прекрасно! Давайте посмотрим, как будут разворачиваться события (и будут ли они разворачиваться вообще) вокруг этой темы.

Matwadnik

[Matwadnik]

Уважаемый BSA!
Конечно, абсолютного наблюдателя нет.
Вы верно написали, что для первого случая: если стержень движется относительно какой-либо ИСО, то наблюдатель, в ней находящийся, никогда не увидит "гантели".
Это значит, что никакой наблюдатель не сможет обнаружить движущейся гантели. Но, коль скоро никто в принципе не может обнаружить движущейся гантели по первому варианту, то движущейся гантели по первому варианту не существует вовсе.  Иначе говоря, гантель по первому варианту может только покоиться – она покоится абсолютно!
Далее Вы пишите, что «если наблюдатель находится на стержне, то он никак не сможет узнать, движется стержень или нет и для него всегда будет существовать "гантель".»
Прежде всего не путайте гантель и стержень. Я ведь неспроста ввел именно гантель, а не остановился на стержне. О причине этого разговор особый (для начала посмотрите http://www.sciteclibrary.com/rus/catalog/pages/3147.html ). Если сохранится интерес к этому вопросу (на что я очень надеюсь), то мы «поговорим» об этом позже.
Да, наблюдатель не может знать движется стержень или нет. Вы верно говорите. Действительно, наблюдатель, сидящий на стержне, видит стержень покоящимся, а сторонний наблюдатель  может видет стержень движущимся. Именно по этой причине нельзя говорить о кинематическом состоянии стержня безотносительно системы отсчета. Однако...
Однако, движущейся гантели по первому варианту сторонний наблюдатель видеть не может. Не может он этого, потому что движущейся гантели не существует. Ее нет! Кинематическое состояние стержня относительно, а гантели абсолютно.
Почему?
Потому что стержень является недостаточно конкретизированным объектом. Более детальная конкретизация понятия «стержень» делает кинематическое состояние конкретизированного стержня также абсолютным. Но, как я уже написал, это отдельный разговор.
Что касается гантели по второму варианту, то она движется, причем с вполне определенной скоростью, поскольку может быть обнаружена только в той системе отсчета, в которой она движется с этой определенной скоростью. Эту гантель сидящий на стержне наблюдатель обнаружит не может, как бы он не относился к кинематическому состоянию «своего» стержня.
Относительно скорости движения планеты Земля замечу, что скорость Земли, конкретизация которой не выходит за рамки общепринятой, относительна. Скорость достаточно конкретизированной Земли абсолютна, но зависит эта скорость не от какого-то неуловимого эфира, а от того, что мы понимаем под Землей. Но об этом потом.
Вы очень близки к пониманию моей идеи. Все Ваши вопросы конструктивны и обоснованы. Я думаю, что Вы вслед за kis'ом поймете суть моего подхода к проблеме относительности.
Спасибо за внимание к теме.
Я с удовольствием отвечу на все Ваши вопросы.

Matwadnik

[kis]

Вряд ли события будут развиваться. Так как 90% народу не въедет. А ломать копья со словоблудием лично я не собираюсь.

[KVU]

Заголовок темы: "Что такое физическая относительность" предполагает обсуждение физически реально сушествующих объектов и явлений.
Сначала в условии под "гантелью" предлогалось рассматривать стержень с шариками. Затем оказалось, что гантель отличается от физического стержня и имеет субъективные свойства связанные с наблюдателем. Это типичная подмена тезиса.
Автор согласен, что физический стержень не приобретает дополнительного движения, а вот гантель тем и отличается от стержня, что должна двигаться, иначе она не гантель. Таким образом вводятся условия сохраненения гантели, и при этом оговаривается её отличие от физически реально существующего стержня.
Таких мысленных упражнений может быть сколько угодно, но к физической относительности они увы не имеют отношения. К относительности может быть, к физической - нет.
СТО имеет дело с физической реальностью!