Относительное замедление времени

Относительность скорости придумало человечество, также как и относительность времени. Тело может перемещаться в пространстве с определенной скоростью без наблюдателя и его отношения к этому процессу. Это мы измеряем скорость объекта относительно каких-либо других объектов, т.к это просто удобно и хорошо ложится на логику и расчеты. Один и тотже объект может иметь разную скорость относительно нескольких  объектов, но Вас же это не смущает?

С относительным временем ситуация ровно такая же, мы можем  иметь разные расчетные значения времени относительно разных ИСО.

Вы видите противоречия в СТО исходя из своего видения времени, но если принять относительность, которая заложена даже в названии теории (ведь не просто так она называется Специальная Теория Относительности) — то видимых логических противоречий нет.

Я не утверждаю что Ваше видение времени неправильное. Но по моему мнению есть ряд моментов:

1)  Если Вы берете за меру времени какой-либо природный процесс, например вращение Земли вокруг своей оси, необходимо убедиться что этот процесс не замедляется и не ускоряется по-природному.

2) Как мы видим из экспериментов, все природные процессы замедляются в определенных условиях, в частности при увеличении скорости. Вы это отрицаете? Если нет, то тогда необходимы формулы пересчета времени  скорости протекания процессов. А они уже имеются в СТО и вроде неплохо работают, только терминология чуть другая.

3) Правильно ли мы определяем скорость вращения Земли вокруг своей оси? Возможно ведя расчеты из глобальной точки отсчета она будет другой?

Какое время покажут секундомеры часов наблюдателей А и В?.. Так как все они находятся в неподвижной системе, показания их часов должны совпасть с показаниями часов наблюдателя В.

Нет, не должны. Часы А и С меняли СО начав движение, поэтому часы А и В будут показывать разное время, которое зависит от скорости. 

Вопрос: какое из двух времен будет правильным t _B или t_BL?

После остановки Вы увидите рассинхронизацию часов. По СТО оба времени будут правильными, но в отношении разных объектов:
1) Для объектов А И С которые двигались будет правильное t_BL

2) Для неподвижного наблюдателя В будет правильное t _B

Рассмотрение примера можно продолжить. Какое время должны показать часы, прилетевшие к наблюдателю С по расчетам теории с точки зрения наблюдателя А? Вы и здесь не видите противоречия в результатах теории с результатами эксперимента, хотя и мысленного?

Одинаковое время  t_BL

#65535 AlexOsipovich :

Какое время покажут секундомеры часов наблюдателей А и В?.. Так как все они находятся в неподвижной системе, показания их часов должны совпасть с показаниями часов наблюдателя В.

Нет, не должны. Часы А и С меняли СО начав движение, поэтому часы А и В будут показывать разное время, которое зависит от скорости. 

Часы наблюдателей оставались неподвижными вместе с наблюдателями. Двигались другие часы, для которых вычисляется t_BL.

Вопрос: какое из двух времен будет правильным t _B или t_BL?

После остановки Вы увидите рассинхронизацию часов. По СТО оба времени будут правильными, но в отношении разных объектов:
1) Для объектов А И С которые двигались будет правильное t_BL

2) Для неподвижного наблюдателя В будет правильное t _B

Рассмотрение примера можно продолжить. Какое время должны показать часы, прилетевшие к наблюдателю С по расчетам теории с точки зрения наблюдателя А? Вы и здесь не видите противоречия в результатах теории с результатами эксперимента, хотя и мысленного?

Одинаковое время  t_BL

Я же привел формулу t _AC=t_B(1 –4v²/c²)^1/2. С точки зрения СО наблюдателя часов А часы С движутся относительно него со скоростью 2V. Поэтому результат расчета соответствует приведенной формуле. По мнению движущегося наблюдателя А  движущиеся часы С должны показать время t _AC=t_B(1 –4v²/c²)^1/2.  Таким образом, с точки зрения СО В часы С покажут время t _BL=t_B(1 –v²/c²)^1/2,  которое не совпадает с расчетным показанием часов СО А. 

Часы наблюдателей оставались неподвижными вместе с наблюдателями. Двигались другие часы, для которых вычисляется t_BL.

 Наверное я немного неправильно Вас понял.

Если часы наблюдателей А, В, С всегда остаются неподвижными они будут иметь единое время t _B

Часы которые двигались в пункты А и С будут иметь время t _BL

т.к скорость в пространстве у них была одинаковая.

С точки зрения СО наблюдателя часов А часы С движутся относительно него со скоростью 2V.

Часы С имели скорость в пространстве V, откуда берется 2V?

По мнению движущегося наблюдателя А  движущиеся часы С должны показать время t _AC=t_B(1 –4v²/c²)^1/2.  Таким образом, с точки зрения СО В часы С покажут время t _BL=t_B(1 –v²/c²)^1/2,  которое не совпадает с расчетным показанием часов СО А. 

Чтобы высчитать время в системах, необходимо понять с какой скоростью они перемещаются в пространстве.

1) объект-часы А летят в сторону пункта А со скоростью V

2)  объект-часы C летят в сторону пункта C со скоростью V

скорость в пространстве у них одинаковая. Разница скорости V = Va — Vc = 0. Значит ход времени в них одинаковый.

Вы не можете подставлять в формулу относительную скорость и утверждать что Вы правильно высчитали время.

Мы обсуждаем особенности СТО, а не Ваши представления о ней. В СТО скорость одной СО  задается относительно другой СО. При этом одна СО считается неподвижной, другая — движущейся. В рассматриваемой задаче первоначально ОС В является неподвижной относительно систем А и С. Затем я рассматриваю движение системы С и ход ее часов относительно неподвижной системы А. Разность скоростей между этими системами равна 2V.

В СТО нет пространства относительно которого движутся другие СО. Скорость движения всегда задается относительно СО принятой за неподвижную. Я все делаю правильно.

Естественно мы обсуждаем не мое представление о СТО.

Вы просто подставляете в формулу значения относительных скоростей разбегания объектов, получаете странные значения и утверждаете что в СТО есть противоречия.

Почитайте внимательно определения СТО.

Специальная теория относительности — Википедия (wikipedia.org)

Основным отличием СТО от классической механики является зависимость (наблюдаемых) пространственных и временных характеристик от скорости.

Замедление времени  — разница в затраченном времени, измеренная двумя часами, либо из-за того, что они имеют разную скорость относительно друг друга, либо из-за разницы в гравитационном потенциале между их местоположениями.

Тут прямо написанно что есть зависимость временных характеристик от скорости. Не от скорости «сближения» или скорости «разбегания» а от скорости объекта в пространстве.

Что в определении значит разная скорость объектов-часов относительно друг друга?

Вы же в свою очередь скорости по слаживали, получили общую скорость «разбегания», а потом ее в формулу подставляете?

Вопрос: какое из двух времен будет правильным t_B или t_BL?  Есть ли тут противоречие или нет противоречия? Есть различие в показаниях, но в теории еще нет протиоречия. Показания разных часов могут быть разными.

Рассмотрение примера можно продолжить. Какое время должны показать часы, прилетевшие к наблюдателю С по расчетам теории с точки зрения наблюдателя А? Посчитайте, используя формулу. В результате Вы получите t _AC=t_B(1 –4v²/c²)^1/2. Теория дает два разных результата для одних часов. Вы и здесь не видите противоречия в результатах теории с результатами эксперимента, хотя и мысленного?

Подумайте логически, откуда у Вас появились эти вопросы? и почему Вы видите противоречия?
СТО дает два разных результата для одних часов, не потому что в ней так прописано, а потому что Вы у одного и того же  объекта определили 2 скорости:

1) скорость часов А относительно неподвижного наблюдателя В
2) скорость часов А относительно часов С, приняв при этом что часы С неподвижны (хотя по условиям задачи они не неподвижны)

Но Вас же это не смущает… как у одного и тогоже объекта может быть 2, 3,4… скорости в пространстве?

Вот ровно так у этого же объекта может быть 2, 3, 4… «виртуальных-теоретических» времени.

СТО тут никакой магии не привносит

Для меня очевидно, что правильная скорость объекта А, которую я должен подставить в формулу расчета замедления времени - это скорость относительно неподвижного наблюдателя В (пункт 1).

Вы просто не хотите внимательно посмотреть на фундамент СТО — пространственно-временные характеристики зависят от скорости объекта.

В определении есть пространство,время и скорость, от которой зависят эти характеристики. Никакой магии тут нет.

Вы привели в пример задачу про пункт А, В и С, ответ на нее будет таким:

Если часы наблюдателей А, В, С всегда остаются неподвижными они будут иметь единое время t _B

Часы которые двигались в пункты А и С будут иметь время t  _BL

т.к скорость в пространстве у них была одинаковая.

Проведя реальный эксперимент ничего другого полагаю Вы не получите.

Пусть по одной дороге идет пешеход (скорость 5 км/ч), велосипедист (20 км/ч), автомобиль (100 км/ч) — скорости относительно дороги. Велосипедист относительно пешехода 20-5 =15 км/ч. Автомобиль относительно велосипедиста 100-20 = 80 км/ч. Автомобиль относительно пешехода 100-5=… Видите сколько может быть скоростей одних объектов относительно других объектов.  Часы А движутся относительно пункта В со скоростью V, а относительно часов С — со скоростью 2V. В СТО скорости определяются не относительно пространства, а как скорость одной системы отсчета относительно другой системы отсчета. При этом, всегда (!)  одна система отсчета считается неподвижной, другая -движущейся. Именно для такого случая написаны преобразования Лоренца.

Поэтому в нашей задаче мы совершенно обоснованно в одном случае можем принять в качестве неподвижной СО В и движущейся СО С, а в другом случае принять в качестве неподвижной СО А при движущейся СО С. Если бы преобразования были бы непротиворечивыми, то часы С дали бы один результат для обоих случаев. Одни часы не могут дать одновременно два разных показания.

 В этой задаче, для определения собственного времени пешехода относительно неподвижной ИСО (дороги) — необходимо его скорость перемещения в пространстве подставить в формулу расчета замедления времени или в ПЛ.

Аналогично с велосипедом и автомобилем, никаких других скоростей тут считать не требуется, иначе получите «виртуальные» значения, которые не соответствуют реальным результатам экспериментов и здравому смыслу.

Все так, только скорость не в каком-то неподвижном пространстве, а скорость относительно заданной системы отсчета.

 Скорость относительно заданной неподвижной системы отсчета. Важно осознавать что скорость не в каком-то теоретическом ИСО на бумаге влияет на время, а скорость в пространстве-времени влияет на пространственно-временные характеристики объекта.

Например, скорость автомобиля относительно дороги 100 км/ч, а вместе с дорогой относительно Солнца по круговой траектории скорость авто 30 км/с или 108000 км/ч. На то она и теория, что ее результаты получают путем расчетов, а не экспериментом. Мы можем только сравнивать результаты эксперимента с расчетами с использованием теории. Мы можем сравнить результаты расчетов по замедлению времени в автомобиле относительно дороги, а также результаты расчетов по замедлению времени при скорости автомобиля относительно Солнца. Вам понятно, что результаты будут разными?

Да, результаты по теории мы получаем путем расчетов, после чего сравниваем их с  результатами экспериментов.

Мы можем сравнить результаты расчетов по замедлению времени в автомобиле относительно дороги, а также результаты расчетов по замедлению времени при скорости автомобиля относительно Солнца. Вам понятно, что результаты будут разными?

Тут Вы верно заметили — результаты несомненно будут разными.

Но тут важно понимать, что при вычислении замедления времени в автомобиле относительно стационарных часов  на дороге — мы не ошиблись и значения сойдутся с экспериментальными. 

А также при вычислении замедления времени в автомобиле относительно стационарных часов на Солнце (или относительно ИСО Солнца)  — мы не ошиблись и значения сойдутся с экспериментальными. 

Т.е теория работает.

#65567 Fedor :

В теории нет часов на дороге и нет часов на Солнце. В теории есть часы в автомобиле. На дороге есть два пункта А и В с расстоянием между ними L.  v — скорость автомобиля на дороге. Водитель и часы в автомобиле считают себя неподвижными. Пункт В едет к ним навстречу  со скоростью v. Какое время покажут часы в автомобиле, когда пункт В «приедет» к автомобилю? t_a =L/v. В пункте А сидит наблюдатель. Он по формуле теории вычисляет  время, которые, согласно теории, должны показать часы автомобиля. По его расчетам автомобильные часы покажут

t_A  = L(1-v²/c²)^1/2/v. Мы имеем два разных результата. Какое время на самом деле покажут автомобильные часы?

 

 Из ваших рассуждений водитель в автомобиле считает себя неподвижным - т.е он ничего не знает про внешнюю систему отсчета, ошибочно полагая что он неподвижен, а пункт B по его мнению обладает пространственной скоростью V, рассчитанной по его часам и наблюдениям из автомобиля. 

После чего водитель рассчитывает время за которое пункт В доедет до него t_a =L/v. Его часы именно это расчетное время и покажут. Но тут важно отметить что скорость V  он вычислил используя свои часы в машине!

Теперь посмотрим на наблюдателя пункта А:

1. Сидя во внешней неподвижной ИСО пункта А он точно знает что автомобиль движется, а пункт В неподвижен.

2. Скорость автомобиля он вычисляет по своим часам и она НЕ равна скорости, которую рассчитал водитель автомобиля по своим часам из автомобиля.

3. Наблюдатель делает расчет времени  t_A = L/v

После эксперимента водитель и наблюдатель сравнивают время на часах-секундомерах и понимают что у них разные значения.

И тогда Наблюдатель понимает, проблема в том что он не послушал А Эйнштейна и не воспользовался СТО для расчета времени в машине.

Он берет свои значения скорости и времени из своей ИСО, подсовывает их в формулу и ага! — значения времени начали совпадать! Теория работает.

Нужно знать СТО, уметь пользоваться теорией, а не придумывать свои хотелки. В СТО нет внешней системы отсчета. СТО рассматривает две равноценные по свойствам инерциальные системы отсчета, движущиеся относительно друг друга. Относительная скорость между ними v. Каждая из этих СО может быть принята в качестве неподвижной. При этом другая система будет иметь скорость v.  

 В СТО нет внешней системы отсчета — верно, я такой термин использую исключительно для природной визуализации процессов. Так проще понимать, где какое время.

Постулат 1  (принцип относительности Эйнштейна). Законы природы одинаковы во всех системах координат, движущихся прямолинейно и равномерно друг относительно друга^[8]. Это означает, что форма зависимости физических законов от пространственно-временных координат должна быть одинаковой во всех ИСО, то есть законы инвариантны относительно переходов между ИСО. Принцип относительности устанавливает равноправие всех ИСО.

Прочитайте внимательно — тут ничего не говориться о том что время в ИСО протекает одинаково. Тут сказано что форма зависимости физических законов от пространственно-временных координат должна быть одинаковой во всех ИСО.

А время в свою очередь зависит от скорости.

Скорость сближения/отдаления двух объектов инвариантна — с какой позиции Вы на это не посмотрите. Объект А приближается к объекту Б или объект Б приближается к объекту А — скорость сближения одинакова.

Важно понимать что скорость сближения/отдаления — это теоретическая скорость, которую мы используем для решения определенных задач.

В реальности объект не может быть подвижным и неподвижным одновременно. Вы где-то такое видели?

Если машина едет — значит она перемещается в пространстве. Если посмотрев со стороны — более глобально, мы видим что машина все-таки стоит на месте, а перемещается дорога — это значит что с движением машины мы ошиблись. И назад тут уже ничего не открутишь. Имеем факт машина стоит, а дорога движется.

Вы видите противоречия в СТО, но они туда притянуты Вашей неоднозначность определения скорости.

Взяв за основу 2 различные скорости одного объекта Вы смело рассчитываете два разных времени для одного и тогоже объекта. И говорите — ну посмотрите также не бывает! Какое время правильное?

Чтобы ответить какое время правильное нужно:

1. Определить скорость машины и дороги в рамках общей системы

2. Для этого берем более глобальную неподвижную систему в которой находятся и дорога и автомобиль, определяем скорость машины относительно нее, также определяем скорость дороги относительно нее.

3. По формулам СТО определяем собственное время автомобиля и собственное время дороги.

Эти значения совпадут с эксперементальными. Значит мы все сделали правильно. 

Я Вам скинул определение первого постулата из Вики, сам я его не придумал, они его взяли из

 Эволюция физики, 1948, с. 167. . Если Вы с ним не согласны пришлите свое определение из своих источников.

Урок 20. постулаты специальной теории относительности (сто) — Физика — 11 класс — Российская электронная школа (resh.edu.ru)

Время, отсчитываемое покоящимися в ИСО часами, называется собственным временем.

Насколько я понял Вы пытались определить собственное время водителя? что я где напутал? поправьте если не так.

Могу скинуть расчет  к условный задаче: 
1) В пространстве имеются пункты А и Б, между ними расстояние 1 ае, они неподвижны друг относительно друга. 
2) В каждом из пунктов имеются часы, которые были предварительно синхронизированны

3) Мимо них пролетает космический корабль со скоростью V = 200 000 км/c, на котором также имеются часы

4) Во время подлета к пункту А часы корабля синхронизируются с часами пункта А

5) При подлете к пункту Б корабль получает сигнал и астронавт останавливает свои часы, при подаче сигнала также останавливаются и часы пункта Б

6) Корабль прилетает в пункт Б и астронавт сравнивает показания часов

7) Часы корабля отстают на 190,8 секунд

Формула расчета релятивистского замедления времени:

t = t ₀/(√(1-v²/c²)), где

t — время в неподвижной системе отчета в секундах;
t₀  — время в движущейся системе отчета в секундах;
v — скорость объекта в м/с;
c — скорость света в м/с.

Верно, реальное время покажут непосредственно часы, находящиеся  в кабине корабля. И оно совпадет с расчетным 557,2 секунды от пункта А.

Делением расстояния 150млн км на скорость корабля 200 т км/с, следует считать время на часах пункта Б и оно будет примерно 750 сек от пункта А.

Проблема Ваших рассуждений в том, что рассчитав  реальное время, которое покажут непосредственно часы находящиеся  в кабине корабля таким образом, Вы ошибетесь и оно не совпадет с показаниями реальных часов.

Автор этой задачи тоже я, поэтому если я ошибся в расчетах, то СТО не знаю только я :)

так как часы неподвижны относительно неподвижной СО корабля. В СО корабля движется пункт В, а корабль покоится.   При этом часы корабля покажут собственное время корабля.

Верно часы корабля покажут собственное время корабля. Как же они могут другое время показать?

Тут как в парадоксе близнецов, необходимо понять у какой СО скорость реально была больше, кто реально летал, а кто нет.

  В противоречии с принципами  СТО Вы не понимаете, что СО корабля может быть избрана в качестве неподвижной, а СО пункта В – движущейся.  При этом ход часов в корабле полностью соответствует неподвижной системе, в которой В движется со скоростью v.

Я понимаю, что СО корабля может быть избрана Вами в качестве неподвижной, а СО пункта В — движущейся.

А вот ход часов в корабле не будет соответствовать ходу часов в неподвижной системе, в которой В движется со скоростью v.

Т.к время замедлится у системы, которая в реальности двигалась в пространстве быстрее.

В итоге Вы получите неправильный расчетный результат времени для часов корабля.

По Вашему часы корабля насчитают меньше времени чем часы пункта В или больше?

Или время будет одинаковым?

С одной стороны Вы верите в замедление времени в движущейся СО, а с другой стороны Вы верите в принцип относительности, которым также оперирует СТО.

1) Я не верю в замедление времени, я верю в замедление всех процессов в одной из СО

2) И как я писал выше, по-моему мнению принцип относительности не выполняется в природе #65208

Ситуация в том что:

1) ПЛ отчасти работают — они дают правильный расчетный результат показаний часов внутри корабля, если подставить в них реальную скорость. Эта скорость может быть относительной, но не виртуальной или теоретической! Я имею ввиду что, если система обладает скоростью в пространстве и эта скорость больше скорости второй системы участвующей в расчете, то нельзя утверждать что система А неподвижна, а система Б двигается. Нельзя их поменять ролями, иначе получим неправильный результат расчетов. Поменять роли можно только теоретически и получить какие-то виртуальные значения времени — с реальностью ничего общего это иметь не будет.

2) Касаемо ПО, если допустить замедление времени, то исходя из прямого определения ПО:

Постулат 1  (принцип относительности Эйнштейна). Законы природы одинаковы во всех системах координат, движущихся прямолинейно и равномерно друг относительно друга^[8]. Это означает, что форма зависимости физических законов от пространственно-временных координат должна быть одинаковой во всех ИСО, то есть законы инвариантны относительно переходов между ИСО. Принцип относительности устанавливает равноправие всех ИСО.

Принцип относительности не имеет противоречия. Объясню почему.

Если взять любую ИСО, и сравнить ее с любой другой ИСО, то неважно с какой скоростью они двигаются — все законы природы в них будут протекать одинаково — согласно все тем же известным нам формулам . Только времени в одной системе пройдет больше, а в другой меньше. 

Вы можете поменять системы ролями, тогда по расчетам в другой системе пройдет меньше времени, но законы природы останутся такими же — будут протекать одинаково.

Вопрос в том, если в одной ИСО в реальности прошло больше времени, а в другой меньше разваливает ли это ПО?

Или СТО-шники будут говорить — системы в реальности просто были асимметричны, у них же разные скорости… А вот законы природы в ИСО протекают одинаково независимо от скорости, просто в одной ИСО прошло больше времени, а во второй меньше — как мы и говорили и рассчитывали! Время относительно и зависит от скорости, как и говорил А Эйнштейн, а всю эту тарабарщину с выдуманной скоростью и обменом ролями ваш Галилей и Ньютон замутили!

#65598 AlexOsipovich :

С одной стороны Вы верите в замедление времени в движущейся СО, а с другой стороны Вы верите в принцип относительности, которым также оперирует СТО.

1) Я не верю в замедление времени, я верю в замедление всех процессов в одной из СО

2) И как я писал выше, по-моему мнению принцип относительности не выполняется в природе #65208

 

Ситуация в том что:

1) ПЛ отчасти работают — они дают правильный расчетный результат показаний часов внутри корабля, если подставить в них реальную скорость. Эта скорость может быть относительной, но не виртуальной или теоретической! Я имею ввиду что, если система обладает скоростью в пространстве и эта скорость больше скорости второй системы участвующей в расчете, то нельзя утверждать что система А неподвижна, а система Б двигается. Нельзя их поменять ролями, иначе получим неправильный результат расчетов. Поменять роли можно только теоретически и получить какие-то виртуальные значения времени — с реальностью ничего общего это иметь не будет.

Утверждая это, Вы исходите из предположения, что существует абсолютно неподвижное пространство, в котором происходят движения с разными скоростями. Но теория относительности так не считает. В теории все движения  происходят относительно избранной по вашему усмотрению системы отсчета. При этом ход времени и пространственные размеры в движущихся системах и объектах зависят от скорости объекта относительно выбранной Вами СО в качестве неподвижной.  Абсурдность теории состоит в том, что размеры реальных объектов и ход реальных часов оказываются зависимыми от вашего выбора. Таким образом, теория оперирует не свойствами и законами природы, которые не зависят от человека, а ставит их в зависимость от желания человека.

Фундаментальные принципы, на основе которых строится теория, противоречат объективности и независимости законов природы от человека. Уже это дает основание считать теорию ложной.  Из убеждения в ложности теории следует мое недоверие ко всем «экспериментам», которые якобы подтверждают ее выполнимость.

Я тоже исхожу из предположения о существовании неподвижного пространства, в котором можно выбрать неподвижную систему отсчета, относительно которой движутся все остальные объекты природы. В таком случае, в части механики и кинематики нам придется верить в справедливость ньютоновской классической механики.

Тем не менее, следует признать справедливым принцип, согласно которому скорость любых объектов ограничена скоростью света. Следует признать справедливость формулы Эйнштейна E=mc², в которой скорость света и других объектов берется относительно неподвижного пространства.

Ход времени – это свойство природы, а не точки зрения человека.  Стационарность хода времени и независимость от каких-то движений и процессов демонстрируется многовековым стационарным движением звезд и планет. Поэтому совершенно обоснованно человек избрал в качестве единицы измерения времени (эталона) длительность суточного оборота Земли.

Время относительно и зависит от скорости, как и говорил А Эйнштейн, а всю эту тарабарщину с выдуманной скоростью и обменом ролями ваш Галилей и Ньютон замутили!

Это результат веры. Вера сильнее логики, поэтому переубеждать не буду.