Скорости бывают разные (стр. 3 из 3)

Величину собственной скорости космического корабля в принципе можно определить, измеряя скорость света прямо на нем. Вопрос в том, как и чем? Изменилась физическая постоянная – скорость света. Какие еще физические постоянные величины на самом деле постоянными не являются? Другая скорость света – это другой мир. Мы не знаем, как будут вести себя наши приборы и компьютеры. Самое главное, мы не знаем, сможем ли мы сами выжить в этом другом мире.

Частные случаи.

Если скорость объекта бесконечна, собственную скорость и направление движения Земли можно просто не учитывать. Для нас его действительная скорость будет равна его абсолютной скорости (но не собственной).

Если объект движется быстрее нас и параллельно направлению нашего собственного движения (угол α равен нулю), его время для нас замедляется. Его абсолютная скорость равна сумме действительной скорости (относительно нас) с нашей скоростью (нашей скоростью света): v1= v0+c.

Если объект движется перпендикулярно вектору нашего движения (угол α= π/2 ), то

Один из примеров такого движения – Луна как наш спутник.

Объект движется параллельно нам, но медленнее (угол α= π). Тогда: v1= |c - v0|.

Последний случай следует рассмотреть подробней. Когда действительная скорость объекта меньше нашей скорости света, его абсолютная скорость тоже меньше нашей. Здесь все понятно: для объекта время ускоряется. Но при большем значении действительной скорости, абсолютная скорость объекта приобретает отрицательное значение. О чем говорит этот минус? Он показывает всего лишь смену направления движения, как в пространстве, так и во времени. К сожалению, этот минус не заставляет стрелки на часах крутиться в обратную сторону, он не дает нам возможность попасть в прошлое Земли. Этого не может сделать даже фотон с его бесконечной скоростью. Мы можем оказаться в пространстве там, где Земля была в прошлом, но ее самой там уже не будет. Она как удалялась от нас, так и будет удаляться. Вывод: не надо обращать на минус внимания – берем модуль.

Что получится, если абсолютная скорость объекта будет равна нулю? Это значит, что его время для нас ускориться в бесконечное число раз. Сделайте мысленную копию с нашего Солнца и остановите ее в пространстве (подальше от нас для безопасности): все его время жизни как звезды превратиться для нас в один миг. Но в этот миг оно будет для нас ярче всех звезд на небе.

Длина волны фотона.

При увеличении скорости объекта для нас уменьшается его длина –линейный размер. Это изменение размера не зависит от того, как для объекта замедлилось или ускорилось время. Размер изменяется для нас, т. е. относительно нас. Для его нахождения нам не надо искать ни абсолютную (в наших секундах), ни собственную скорость объекта. Вполне достаточно определить его действительную скорость относительно нас. Обозначим: -

линейный размер объекта; - видимый размер (наблюдаемый нами). Пишем формулу: , где v – наблюдаемая нами скорость объекта, v0 – его действительная скорость. Интересно то, что уменьшение линейного размера заметно лишь при действительной скорости объекта (скорости относительно нас) сравнимой с нашей собственной скоростью движения – скоростью света. С точки зрения фотона наш размер не измениться. Для него скорость света – штука медленная. А вот с нашей точки зрения его размер уменьшиться очень сильно. Какой у фотона линейный размер? Длина волны! Как скорость фотона ни бесконечна, она равна очень большому, но конкретному числу. В данном случае нас интересует его абсолютная скорость (в нашем масштабе времени). Для нас она условно равна его действительной скорости относительно нас. Обозначим: λ0- длина волны фотона (собственная и очень большая); λ- видимая длина волны (видимая нами); - действительная скорость фотона (очень большая). Пишем формулу: Далее воспользуемся формулой из учебника: , где f – частота света. Получаем: Теперь представьте, что фотон прилетел к нам издалека. В пути он “устал”, по какой то причине потерял часть своей энергии. Чем длиннее путь, тем больше потеря энергии. Потеря энергии – потеря скорости. Потеря скорости – уменьшение частоты света. Уменьшение частоты – увеличение видимой нами длины волны. Это называется красным смещением спектра далеких звезд. Возникает вопрос: Одинаковы ли первоначальные скорости всех фотонов? Есть большое подозрение, что все фотоны имеют одну длину волны, а видимое нами ее значение зависит только от их скорости. Пусть скорости и бесконечные, но они разные Представьте только: одна и та же элементарная частица может иметь разную энергию – разную скорость. Интересно, радиоволна случайно состоит не из таких же фотонов, только с меньшей скоростью? А рентгеновское излучение? Границы между этими видами излучения весьма размытые. Различие способов их получения еще ни о чем не говорит.