Скорости бывают разные (стр. 1 из 3)

.

Константин Катунин

Введение Скорость света конечна, постоянна и недостижима. Недостижима, как бесконечность и постоянна, как бесконечность. Но конечна. Вот такая математическая головоломка. Один вариант ее решения нам известен уже сто лет. Вы уверены, что он правильный? Я нет. Мы не сомневаемся в том, что скорость света конечна, потому что мы ее измерили и продолжаем измерять. Мы анализируем результаты измерений, уточняем в справочниках ее среднее значение. Но что мы берем за точку отсчета времени, когда измеряем ее? Конечно самих себя, нашу планету –Землю. Мы давно уже знаем, что мы не центр вселенной в пространстве, но, по отношению к времени, все еще продолжаем считать себя центром мира. Мы забываем, что если Земля движется в пространстве, то она движется также и во времени.

Скорость фотона.

Я не верю в то, что скорость света непреодолима. Допустим, космический корабль не может разогнаться относительно Земли быстрее, чем скорость света. Ладно. Что ему мешает, приблизившись к скорости света, изменить точку отсчета и спокойно разгонятся дальше уже относительно нее? Можно просто что-нибудь скинуть за борт, скажем радиомаяк. Этот радиомаяк, как точка отсчета, будет ничем не хуже Земли. Вы скажете, что он движется. Ну и что? Земля тоже не центр вселенной. Эту операцию корабль может проделать хоть миллион раз. Выходит, что для самого космического корабля преодоление скорости света не вопрос. По большому счету даже радиомаяки не нужны. Недостижимость скорости света объясняется тем, что для движущегося космического корабля время замедляется. Замедляется оно относительно нашего времени – земного. Давайте разберемся. Предположим, черепаха проходит 1 метр за 10 секунд. Представьте, что она воспринимает время не так, как мы, а в два раза медленнее. У нее даже есть свои часы, которые идут в два раза медленнее наших. Эти наши 10 секунд для нее превращаются в 5. С ее точки зрения она движется со скоростью не 10 см/сек, а в два раза быстрее – 20 см/сек. Для черепахи в два раза замедлено время, для нас в два раза замедлена ее собственная скорость. Простая пропорция. Теперь обратимся к учебнику. Собственное время объекта t0, движущегося со скоростью v, замедляется с увеличением скорости относительно нашего времени t по формуле:

Давайте решим с помощью этой формулы простую задачку: Как замедляется время для ракеты, летящей со скоростью 0.8 c (c – скорость света)? Ответ: t0 = 0,6t. Такая ракета долетит до Луны примерно за 1,5 секунды. За 10 секунд она пролетит 2.4 миллиона километров. До того, как мы определили величину замедления времени, мы ничего не знали о скорости ракеты с ее собственной точки зрения. Давайте ее найдем. Для нас она пролетает 2.4 миллиона километров за 10секунд. Эти 10 наших секунд для ракеты равны 6 секундам. Делим 2.4 миллиона на 6, получаем: собственная скорость ракеты равна 4/3 скорости света. С цифрами не поспоришь, для самой ракеты скорость света превышена. Ничего удивительного. Ракета, как и в примере с черепахой, идет с большей скоростью, чем посчитали мы. Мы оцениваем ее скорость в своих секундах, она – в своих секундах. Для ракеты замедлилось время – для нас ее скорость. Постулату о недостижимости скорости света требуется “маленькая” поправка: он распространяется только на нас, как на наблюдателей, неподвижных относительно Земли. Для нас Земля – точка отсчета расстояния и скорости. Для ракеты такой точкой отсчета является она сама. Давайте дозаправлять нашу ракету на ходу и разгоним ее до бесконечной скорости (во много раз больше скорости света). Что мы увидим с Земли? Вот с тем, что с Земли эту бесконечную скорость мы не увидим, я не спорю. Мы увидим, что она движется практически со скоростью света. В первом приближении замедление времени для ракеты (по сравнению с земным временем) будет равно отношению c/v, где c – скорость света, v – та “бесконечная” скорость, до которой мы сумели ее разогнать. Вопрос: Если v – это скорость нашей ракеты, то кто тогда движется со скоростью c – скоростью света? Сам свет? Фотоны? Разве для самого фотона время не замедляется? Он что, особенный? Я не вижу причины считать фотон исключением из правила. С какой скоростью действительно носятся фотоны? С бесконечной! Именно это обстоятельство делает наблюдаемую нами конечную скорость света такой постоянной и недостижимой. Скорость света (300000 км/сек) для нас недостижима, постоянна и конечна. Недостижима как бесконечность и постоянна как бесконечность. С чем бесконечность ни складывай, она не меняется. Почему же для нас она конечна?

Скорость Земли и скорость нашей Галактики.

Говоря о замедлении времени для ракеты, мы берем за точку отсчета Землю. В свою очередь, она и сама может быть такой же точкой отсчета для Земли. То, что она движется относительно нас, означает, что мы сами тоже движемся относительно нее, только в другую сторону. Для кого время должно замедляться? То, что замедление времени будет обоюдным, я даже не допускаю. Не могут же часы на ракете идти одновременно и медленнее, и быстрее земных часов. Замедляться во времени должен кто-то один. Во сколько раз один замедлится во времени, во столько же раз другой будет относительно него ускорен. Как выбрать? Бросим монетку?

Зайдем с другой стороны. Собственная скорость фотона бесконечна. Определенно она значительно превосходит скорость движения самой Земли, какая бы та ни была. Именно это обстоятельство является условием выбора. Замедляется во времени тот, кто быстрее. Может ли разогнавшийся относительно нас космический корабль быть медленнее Земли? Чему тогда равна ее скорость?

Земля – не центр вселенной. Она просто наша точка отсчета. Ее можно и поменять – взглянуть со стороны. Земля движется относительно Солнца, Солнце относительно центра Млечного Пути. Мы, вместе с нашей галактикой, движемся в пространстве. Движемся с какой-то конкретной скоростью и в каком-то конкретном направлении. Мы движемся относительно самого пространства, относительно каждой неподвижной в нем точки. С какой скоростью? Представить себе неподвижную в пространстве точку несложно. Но этого недостаточно. Нам еще нужна точка неподвижная во времени. Что является неподвижным во времени? Для ответа на этот вопрос нам необходимо ответить на другой: Как связано пространство и время? Не надо изобретать велосипед. Нам известна эта связь между расстоянием и временем. Она выражается простой формулой: s=vt. Нулевая скорость обеспечивает неподвижность в пространстве. Переворачиваем формулу: t=s/v. Бесконечная скорость – неподвижность во времени. Вот в чем сложность. Нельзя быть одновременно неподвижным в пространстве и во времени. Эти неподвижные во времени точки носятся по пространству с бешеной скоростью во всех направлениях. Точка во времени – бесконечный луч в пространстве. Они сшивают пространство нитками времени. Их бесчисленное множество и называются они фотоны. Вот и попробуйте после этого нарисовать единую временную карту мира. Мы измеряем скорость света. Мы видим, что она конечна. С нашей точки зрения фотон движется во времени по формуле t = s/c, где s – пройденное расстояние; c – скорость света. С точки зрения самого фотона он в этом времени неподвижен. Кто прав? Мы, в отличие от фотона, считать себя неподвижными во времени не можем. Прав фотон. Это не он движется во времени относительно нас, а мы относительно него, по той же самой формуле. Мы приписали фотону свое собственное движение во времени относительно него. Измеряя скорость света, на самом деле мы измеряем нашу собственную скорость. Это наша скорость в пространстве равна 300000 км/сек. Говоря о нашей скорости, я имею в виду не только саму Землю, но как минимум всю нашу галактику. Даже орбитальная скорость Солнца в ней не сравнима с этой скоростью (меньше 0.1%). Мы не замечаем этого движения, точно так же как не замечаем ни вращения Земли, ни ее движения вокруг Солнца.

Пояснения.

Что я имею в виду, говоря о бесконечности? Бесконечность – это очень большое, но конечное число. Ее можно даже в квадрат возводить. Конкретная бесконечность равна конкретному числу. Обратная величина от бесконечности не равна абсолютному нулю, она равна очень маленькому, близкому к этому нулю значению. Гипербола y=1/x никогда не пересекается с осями координат, даже если значение x равно бесконечности. В точке ноль (абсолютный ноль) она вообще не существует. Конечно, вы можете не согласиться с таким определением. Главное, чтобы вы понимали, что я имею в виду, говоря о бесконечной скорости фотона. Я имею в виду скорость, во много раз превосходящую известную нам скорость света. Сколько это много – другой вопрос. И еще. Если, говоря о фотоне, я подразумеваю, что он имеет бесконечную (очень большую) скорость, то, говоря о скорости света, я имею в виду его конечное и конкретное справочное значение. Скорость света для нас конечна и положительна. Мы, относительно фотона движемся в свое будущее. Значит, для фотона мы движемся в прошлое? Не спешите с выводами. Плюс и минус это всего лишь смена направления движения. Расстояние от точки 0 до точки –1 км равно 1 км. Пройденное расстояние не зависит от направления. Одометр (счетчик километров на спидометре) прибавит этот километр, а не отнимет. Так и со временем. Куда бы мы ни двигались относительно фотона во времени, на наших часах стрелки крутятся только в одну сторону. Взгляните внимательно на формулу (2) s=vt. В этой формуле и расстояние, и скорость можно разложить по трем координатам. Не надо делать исключения и для времени. Почему время замедляется или ускоряется? Время замедляется совсем не для того, чтобы обеспечить постоянство скорости света. Постоянство скорости света обеспечивается постоянством скорости нашего собственного движения. В тоже время скорость нашего движения (скорость света) для нас самих не существует, поэтому мы приписываем ее не себе, а фотону. Бесконечная скорость фотона для нас замедляется до конечной скорости света. Это видимое (наблюдаемое) замедление скорости фотона не является следствием замедления времени для него. Как раз наоборот, оно является причиной нашего ускорения относительно него во времени. Мы ускоряемся во времени относительно фотона в бесконечное число раз. Первопричина этому – движение. Кто медленнее движется, для того быстрее идет время, и наоборот. Скорость движения во времени обратно пропорциональна скорости движения в пространстве. Гипербола. Мы измеряем скорость света на расстоянии |AB| туда и обратно. За время измерения мы сами перемещаемся в пространстве на тоже расстояние, которое прошел свет. Как так получается?