Преобразования тел при релятивистских скоростях

[Bubble]

При приближении к скорости света тело начнет меняться в размерах, будет увеличиваться его масса, время рассинхронизируется с "земным". Это все подтверждено многочисленными теоретическими выкладками и экспериментами. На данный момент развития науки оспорить это практически невозможно, да и вопрос не в этом.

Долго думал над этой темой, усиленно гуглил, найти что-то внятное на эту тему не смог, и понять тоже не могу, что же заставляет тела подвергаться таким изменениям. Почему тела не могут двигаться по Ньютоновским законам при релятивистских скоростях. Только не надо путать этот вопрос с такими как "почему нельзя превысить скорость света". Я не ставлю под сомнение теорию относительности. Мне интересно именно объяснение такого факта, как преобразования тела и условий его существования при приближении к скорости света.

Ваши комментарии?

PS Убедительная просьба, не надо сыпать формулами из ОТО и СТО, которые говорят об этих преобразованиях. Никто не пытается оспорить сам факт таких явлений. Суть вопроса в том, что за сила заставляет тела так изменяться.

[konstkir]

Это только в "Горизонты".

[Bubble]

Да, наверное несколько ошибся с разделом. Прошу прощения. К сожалению, сам не могу перенести тему.

[Klapaucius]

Долго думал над этой темой, усиленно гуглил, найти что-то внятное на эту тему не смог, и понять тоже не могу, что же заставляет тела подвергаться таким изменениям. Почему тела не могут двигаться по Ньютоновским законам при релятивистских скоростях.

Когда тему перенесут в "горизонты" , Вам всё же придётся отвечать на вопросы: Вы учились в школе? Когда?
Это не "наезд", ничего личного, просто хочется понять, почему вы оттуда соответствующих знаний по физике не вынесли. То, что интересуетесь сейчас, похвально. Если ещё в школе, и этого не проходили - мне надо было бы извиняться наверное, но если бы Вы сами не утверждали, что усиленно гуглили.

Вкратце: Тела не подвергаются "таким" изменениям, они просто движутся не по ньютоновским законам.

[Bubble]

В школе учился. То, что ньютоновская физика лишь частный случай, отлично понимаю, и соглашусь, что вопрос несколько неудачно сформулирован. Постараюсь высказать свои мысли другими словами. Скажем, что такое "с"? Почему именно это значение? Если прикинуть соотношение вселенских расстояний и "с", то оно стремится к бесконечности. На мой взгляд, весьма странно, учитывая поразительную сбалансированность мира. Есть пространство, но перемещение по нему сильно ограничено низкой скоростью.

В общем-то понимаю, что сей опус из разряда "а почему спектр света именно такой, какой мы видим". Потому что так устроен мир, но было бы интересно послушать мнения разных людей.

Спасибо за внимание.

[Klapaucius]

Есть пространство, но перемещение по нему сильно ограничено низкой скоростью.

Это да. Вопрос в том, что мы выбираем: наши знания, или наши желания? Я за желания, за то чтобы они звали изучать новое, а не за то чтобы знания ограничивали наши мечты. Если звёзды зажигают (и в таком количестве), значит это кому-то нужно. И кому же кроме нас? А скорость света даже при путешествиях по Галактике накладывает грустные ограничения. При путешествиях  к ближайшим звёздам - не очень, до них и так, без всякого релятивизма, нужно очень много энергии чтобы долететь. Долететь так и так можно, если сжечь очень много топлива или жить очень долго. Но вот вернуться на Землю, или хотя бы отправить весточку и получить ответ... Тут засада полная.

[Fortunatus_]

Изменения длины, массы и т. п. движущегося тела происходят только с точки зрения внешнего (неподвижного) наблюдателя. С точки зрения самого тела - ничего не происходит. Это не физическое явление, а следствие геометрического преобразования координат.

Аналогия вашему вопросу: "Какая сила УМЕНЬШАЕТ предмет, когда он от нас удаляется?" Никакая. Просто геометрические законы перспективы заставляют его казаться меньше.

И утверждение о том, что скорость света нельзя превысить, нужно понимать так. Тело, скорость которого выше С, невидимо никакому внешнему (неподвижному) наблюдателю, не оказывает на него никакого воздействия, а значит, не существует ДЛЯ НЕГО.
 

[Птыц]

Изменения длины, массы и т. п. движущегося тела происходят только с точки зрения внешнего (неподвижного) наблюдателя. С точки зрения самого тела - ничего не происходит.

Само тело с точки зрения наблюдателя, находящегося на теле, не меняется. Хотя меняется окружающие тела (изменение длины, массы и т.д.)

Это не физическое явление, а следствие геометрического преобразования координат.

А вот это альтернативная теория тех, кто отрицает СТО.

[Fortunatus_]

А вот это альтернативная теория тех, кто отрицает СТО.

Я не отрицаю СТО. По-моему, высказанная мысль вполне в её рамках. Но если я неправ, то как вы ответите на исходный вопрос? Какая СИЛА, какое физическое взаимодействие заставляет тела в разных ИСО сжиматься, время растяигиваться и т. п.?

[Птыц]

А вот это альтернативная теория тех, кто отрицает СТО.

Я не отрицаю СТО. По-моему, высказанная мысль вполне в её рамках. Но если я неправ, то как вы ответите на исходный вопрос? Какая СИЛА, какое физическое взаимодействие заставляет тела в разных ИСО сжиматься, время растяигиваться и т. п.?

А причем здесь «СИЛА»? Или существует «СИЛА», позволяющая выполняться закону сохранения импульса и т.д.?

В физике есть термин “сила”, причем это один из базовых терминов.

А вот «силы», позволяющей выполняться теории СТО не существует. Точно также, как не существует «силы», обеспечивающей закон сохранения энергии.

[Птыц]

Это не физическое явление, а следствие геометрического преобразования координат.

Это физическое явление. Рассмотрите очень простой пример. Он же софизм о бревне/карандаше и сарае.

С точки зрения наблюдателя на сарае, сарай имеет 2 м длины. В него через раскрытые двери влетает (на околосветовой скорости) бревно 10 см длины. С точки зрения наблюдателя на бревне, бревно имеет длину 1 м. Оно влетает в сарай длиной 20 см .

Поместится ли бревно в сарае?

[Fortunatus_]

Законы сохранения вытекают из определённых свойств симметрии пространства-времени, точно так же как и СТО. Их общая суть - определённые величины не меняются при определённых преобразованиях координат. То есть их суть геометрическая, а не физическая. И нет никаких взаимодействий (не стоило так цепляться к слову "силы"), которые бы обеспечивали выполнение этих законов.

Простая аналогия. Реальный (линейный) размер моей ладони не зависит от того, насколько близко к глазам я её держу - всегда, скажем, 20 см. Но кажущийся (угловой) размер уменьшается с расстоянием. Другими словами, линейный размер инвариантен при преобразовании координат ("подчиняется закону сохранения"), а угловой - не инвариантен ("зависит от системы отсчёта"). При этом никаких физических процессов, меняющих что-то реально в ладони, не происходит.

Точно так же устроены и законы сохранения, и принципы СТО. Одни величины при преобразованиях координат инвариантны, другие нет.

[Fortunatus_]

Парадокс бревна решается через относительность одновременности. Не помню точно, как. Помню, что важно, какой наблюдитель и в какие моменты времени измеряет координаты концов бревна.

[Птыц]

Парадокс бревна решается через относительность одновременности. Не помню точно, как. Помню, что важно, какой наблюдитель и в какие моменты времени измеряет координаты концов бревна.

Совершенно верно. Наблюдатель на бревне отметит, что передний конец бревна пронзил заднюю стенку сарая, а уже потом задний конец бревна влетит в двери. Наблюдатель на сарае – наоборот.

Но это физический, а не кажущийся эффект. Именно это я и хотел подчеркнуть.

Простая аналогия. Реальный (линейный) размер моей ладони не зависит от того, насколько близко к глазам я её держу - всегда, скажем, 20 см. Но кажущийся (угловой) размер уменьшается с расстоянием.

В приведенном примере вы можете померить линейный размер ладони, который будет равен 20 см. И не будет меняться в зависимости от того, как далеко вы поместили руку от глаза. Достаточно просто воспользоваться линейкой.

Но, если ладонь движется относительно линейки, то размер ладони может быть любым (при соответствующем выборе наблюдателя).

И это не эффект перспективы.

P.S. Если формулировать яснее, то я против того чтобы объяснять (или даже пояснять) СТО геометрическими эффектами. Тем более, что геометрия – это следствие теории.

При этом я совершенно согласен, что:

И нет никаких взаимодействий (не стоило так цепляться к слову "силы"), которые бы обеспечивали выполнение этих законов.

К слову не цепляюсь.

[dims]

что же заставляет тела подвергаться таким изменениям

Ракурс. Пространство-время 4-мерно, движение -- это поворот в 4-мерном пространстве, движущееся тело предстаёт под другим углом, поскольку оно повёрнуто.

[Dem]

Но это физический, а не кажущийся эффект. Именно это я и хотел подчеркнуть.

Это физический кажущийся эффект.
Т.е. то, что увидят наблюдатели. Да, неподвижный наблюдатель должен находиться сзади от бревна. Если спереди или сбоку от сарая - он увидит совсем иное, скорость в формулах СТО - проекция вектора и получится отрицательной или нулевой соответственно...

[petrovich1964]

При приближении к скорости света тело начнет меняться в размерах, будет увеличиваться его масса, время

Насчёт массы, была статья Окуня....
А вот насчёт размеров.... вот движется бревно, время на заднем конце опережает время на переднем конце. Допустим бревно длиной L. Сейчас часы в начале бревна показывают время t, а часы в конце бревна уже t+d. Где находился конец бревна когда и его часы показывали время равное t - естественно дальше от начала, чем сейчас.
Согласны? Тогда уменьшение длины это эффект связанный с относительностью одновременности.

[dims]

Но это физический, а не кажущийся эффект. Именно это я и хотел подчеркнуть.

Это физический кажущийся эффект.
Т.е. то, что увидят наблюдатели.

Нет, это физический, а не кажущийся эффект. Увидеть его как раз нельзя, как, например, ядро атома. Но косвенно установить ФАКТ -- можно.

Да, неподвижный наблюдатель должен находиться сзади от бревна. Если спереди или сбоку от сарая - он увидит совсем иное,

Нет. Парадокс бревна физический. Неважно, где находится наблюдатель и что он увидит. Важно то, что ЕСТЬ. А есть -- этот эффект.

[dims]

Не надо прыгать между системами отсчёта.

С точки зрения неподвижного наблюдателя, он увидит, что летит сокращённое бревно, влетает в сарай, потом дверь закрывается и бревно оказывается в нём поймано. После чего останавливается, начинает увеличиваться, упирается в стенки сарая и разрушается (если сарай прочнее бревна).

С точки зрения наблюдателя на бревне события иначе расположены во времени. Сперва "нос" бревна влетает в сарай, упирается в стенку и бревно начинает разрушаться. В конце, когда "хвост" разрушающегося бревна тоже влетает в сарай, закрывается дверца.

Объективная реальность всегда одна и та же: бревно поместится в сарае и разрушится, поскольку оно длиннее.

[Fredagar]

... Скажем, что такое "с"?...

Эпиграф.
-- Учитель, почему слово "вилка" пишется без мягкого знака, а слово "кастрюлька" со знаком?
-- Это невозможно понять, Гоги, это можно только запомнить.

Представьте себе сферу диаметром D. Тогда расстояние между двумя любыми точками сферы не более D. А теперь вывернем сферу наизнанку, тогда расстояние между двумя любыми точками будет не более 1/D. Следующий шаг; заменяем расстояние скоростью, тогда 1/D=с. Это и есть наш мир.