Класс!ная физика для любознательных Библиотека по физике Класс!ная физика всегда рядом Прекрасный мир искусства Музей открытки 20 века Малая Яблоновка на реке Оккервиль Коты-рисунок, графика, живопись

добавить на Яндекс

"Что кажется нам чудом, на самом деле таковым не является!" - Симон Стевин
Но, что будет, если кота Шрёдингера засунуть в бутылку Клейна и обмотать всё лентой Мёбиуса?
Техно-шокер
Простые опыты Давай, наука! Простые лекции
Путешествие с "Класс!ной физикой" - Музей BMW в Мюнхене - читать полностью
Астрономия детям Предлагается эксперимент Физика детям

 Класс!ная физика   -  YouTube

«Класс!ная физика» - это class-fizika.spb.ru, class-fizika.narod.ru, class-fizika.ru
«Класс!ная физика» - это и библиотека по физике class-fizika.ru/bib.html

Относительность одновременности событий

ПечатьE-mail

Однажды утром, хорошо выспавшись, Эйнштейн сел в кровати и вдруг понял, что два события, которые для одного наблюдателя происходят одновременно, могут быть неодновременными для другого! То есть у Эйнштейна одновременность событий относительная!

Пример:

Женя и Володя забавляются стрельбой из пугачей и играют в игру «Кто первый?». Выстрелишь раньше соперника — выиграешь. А одновременные выстрелы — это ничья. Если бы игроки стояли рядом, было бы просто определить последовательность или одновременность событий, происходящих в одной точке. Но игроки удалены друг от друга: Женя стоит на носу, а Володя — на корме длиннющего, мчащегося с околосветовой скоростью парохода.

Правила судейства таковы: надо, чтобы световые вспышки, посланные от событий в моменты выстрелов, пришли в середину расстояния между событиями. Вместе пришли световые сигналы — налицо одновременность событий, порознь — события неодновременны. Ранний сигнал — от раннего события, поздний — от позднего.

Это и есть эйнштейновское определение одновременности. Обратите внимание: используются световые сигналы, совершенно равнодушные к скоростям их источников.

Правила судейства просты, однако, в сочетании с постулатами Эйнштейна это ведет к неожиданному результату.

Напомню еще раз постулаты. Первый: полное физическое равноправие равномерных прямолинейных движений и покоя. Второй: независимость скорости света от скорости светового источника.

Ради объективности назначаются двое судей: капитан парохода, стоящий на палубе точно посередине между игроками, и бакенщик, который стоит на берегу реки (в какой точке берега, пока неизвестно). По команде вспыхивают выстрелы!
Пусть к капитану обе вспышки с разных сторон доходят вместе. Он объявляет: «Выстрелы одновременны! Ничья!»


Но бакенщик с ним не согласен и кричит: «Одновременности нет! Первым был выстрел на корме!» Почему же возникло несогласие в судейской коллегии?

Пусть для простоты капитан в тот самый миг, когда к нему вместе пришли обе световые вспышки выстрелов, проехал точно мимо бакенщика. Тогда и к бакенщику эти вспышки пришли вместе и он видел то же, что и капитан. Но, в отличие от капитана, бакенщик не мог заявить об одновременности выстрелов, потому что находился не посередине своего, берегового расстояния между выстрелами. Ведь пока свет вспышек шел от игроков к судьям, пароход успел продвинуться вперед. И если капитан, находившийся посередине парохода, лишь после выстрелов поравнялся с бакенщиком, значит, раньше, до сближения судей, место пребывания бакенщика было ближе к носу парохода, то есть к Жениному выстрелу. Пока свет выстрелов шел к судьям, пароход сместился влево.

А поскольку к бакенщику вспышка ближайшего — Жениного — выстрела пришла вместе с Володиной, значит, Володина вспышка путешествовала дольше и отправилась в путь раньше (ибо скорость света не зависит от скорости светового источника — второй постулат). В середину берегового расстояния между выстрелами Володина вспышка добралась наверняка раньше Жениной. Будь там наблюдатель, он и увидел бы Володину вспышку до Жениной. Вот вам и основание для заявления бакенщика о победе Володи.

Итак, двое судей, находясь в одном месте, по-разному оценили одни и те же события. Первый объявил их одновременными, второй — разновременными. Одновременность оказалась не абсолютной, а относительной. Она зависит от движения наблюдателей!

Даже, если бы было наоборот – двигался бакенщик (а с ним вместе и берег), а пароход был бы неподвижен, то, лагодаря безоговорочной относительности скоростей и независимости скорости света от скорости светового источника, результат вышел бы таким же.

От изменения точки зрения на системы отсчета события, регистрируемые в них, не изменятся. Одновременность событий останется относительной.

Еще один фантастический пример:

Я сижу на Земле в кресле и буквально слушаю музыку звезд - звезды-хористы распевают хорал. Но поют они, как я слышу, почему-то вразнобой. Сириус запаздывает со своей мелодией, а Вега спешит. Для космонавта, летящего в ракете, наоборот, Сириус вступает раньше, чем надо. Почему так? Звезды далеки друг от друга, движутся относительно друг друга, да еще слушатели движутся — и получается, что просто невозможно для всех соблюсти главное условие любого хора — одновременность ведения мелодии разными голосами. Для неодинаково движущихся систем отсчета то Сириус запаздывает, то Вега.

Бессмысленно говорить об одновременности удаленных событий, если не сказано, как движется относительно них система отсчета. «Тому, кто сумел уяснить себе это, трудно понять, почему выяснение столь простого факта потребовало много лет точных исследований», — писал Макс Борн, видный ученый и убежденный последователь Эйнштейна.

P.S. Помним, что в любых системах отсчета причина будет предшествовать следствию!

Источник: Г. Амфилов "Бегство от удивления"