О чем говорят эксперименты Саньяка

В 1913 году французский физик Жорж Саньяк опубликовал 2 работы с изложением результатов экспериментов  по распространению света в созданном им кольцевом интерферометре. Конструкция его интерферометра представляла собой вращающееся кольцо, по периметру которого располагалось несколько зеркал, позволяющих передавать световой сигнал по кругу. Во вращающуюся конструкцию был встроен источник, свет которого мог распространяться в противоположные стороны вдоль периметра кольца путем последовательного отражения от системы зеркал. Рядом с источником света находилась приемная пластина, позволяющая регистрировать суммарный сигнал встречных пучков света.

Проводя эксперименты, Саньяк обнаружил появление интерференции, сдвиг полос которой зависел от скорости вращения интерферометра. Это означало, что относительно движущегося источника свет распространялся с разной скоростью. Эти результаты вызвали обширную дискуссию. Одни физики считали такие результаты опровержением теории относительности, другие, наоборот, подтверждением теории. Открытием данной темы я предлагаю участникам форума высказаться относительно  результатов таких экспериментов.

Итак, длина периметра интерферометра равна L = 2 pi R . В лабораторной системе отсчета скорость света относительно движущегося источника равна v_— = c + v для света, распространяющегося в противоположную от скорости источника сторону и v₊= c — v  для случая, когда свет распространяется в одном направлении с его источником. В результате временная задержка по приходу световых сигналов к месту их регистрации в интерферометре Саньяка оказывалась равной

dt =2Lv/(c²–v²).

Такой результат был подтвержден экспериментами. Следует заметить, что этот результат оказывается одинаковым, как с точки зрения классической механики, так и с точки зрения СТО, если его рассматривать в лабораторной системе отсчета. Однако в системе отсчета, связанной с источником света, согласно теории скорость света имеет одинаковую величину независимо от направления распространения. Если принцип постоянства скорости света выполняется в системе отсчета, связанной с движущимся источником света, то распространяющиеся в интерферометре  в противоположные стороны световые сигналы должны прийти после обхода периметра интерферометра одновременно в место их регистрации.  В результате интерференционная картинка не должна возникнуть.

Неодновременность прихода световых сигналов к месту их регистрации позволила противникам теории утверждать, что скорость света не постоянна в системах отсчета вопреки теории. Защитники теории считают, что причиной неравенства скорости света относительно его источника является неинерциальность системы отсчета,  связанной с источником света.  Дополнительным аргументом в защиту теории ее сторонники считают, что полученный результат не противоречит постулату Эйнштейна о независимости скорости света от движения  его источника в неподвижной системе отсчета.

Здесь я попытаюсь высказать некоторые соображения в защиту мнения противников теории. Согласно приведенной формуле временная задержка по приходу световых сигналов к месту их регистрации зависит от длины периметра интерферометра и скорости движения источника света. Предположим в качестве аналога такого интерферометра механическую систему, движущуюся в инерциальной системе отсчета со скоростью v,  конструкция которой  состоит из источника света и двух стержней длиной L, расположенных вдоль направления движения по разную сторону от источника. Кроме того, на концах стержней разместим секундомеры, ход которых синхронизирован.

 Предположим, что источник света одновременно испускает в стороны концов стержней  два фотона, старт и  приход которых регистрируется секундомерами, расположенными на концах стержней. После такого эксперимента мы можем сравнить показания секундомеров. Предлагаю оценить, что мы получим в результате.  В лабораторной системе отсчета так же, как в интерферометре Саньяка, относительно источника свет будет распространяться со скоростями v_— = c + vи v₊= c– v. Следовательно, в лабораторной системе отсчета мы должны получить временную задержку в показаниях часов, равную,  полученной в интерферометре                                           t₁ — t₂=2Lv/(c²–v²). Одинаковой эта разность оказывается, как с точки зрения классической механики, так и с точки зрения СТО.

Но!!! Согласно теории в инерционной  системе отсчета, связанной с источником света, показания секундомеров должны быть одинаковыми. Чему мы должны верить?

Если показания секундомеров окажутся одинаковыми, то можно считать, что выполняется постулат о постоянстве скорости света в инерциальных системах отсчета. Такой результат подтвердит справедливость теории. Однако, в таком случае будет нарушен принцип независимости распространения света от движения его источника в неподвижной системе отсчета. Если секундомеры покажут разное время, то оказывается ложным постулат о постоянстве скорости света. Вследствие чего преобразования Лоренца оказываются ложными. Результаты эксперимента с интерферометром Саньяка показали различия в скорости распространения света относительно источника. Нет каких-либо оснований считать, что принцип независимости скорости распространения света  от движения его источника может нарушиться при переходе к инерциальной системе отсчета. В связи с этим есть достаточно оснований считать, что секундомеры покажут разное время. Таким образом, следует верить противникам теории.

Жду возражений защитников теории.

Сегодня эффект имеет практическое применение:

• Эффект используется в кольцевых лазерных гироскопах для определения угловой скорости в системах инерциальной навигации.

 А всё остальное это переливания из пустого в порожнее: любимое занятие физиков Харькова.

Они даже не знают, кто они: дворники или слесари?

Результат опытов Саньяка это опровержение СТО.

Если Майкельсон и Миллер опровергли постоянство скорости света, то Саньяк опроверг инвариантность преобразований. Или по другому равноправие систем отсчета.

Что такое СТО? Это попытка описать преобразования Лоренца движением наблюдателя относительно воображаемой четырехмерной системы координат при условии постоянства скорости света относительно любого габлюдателя как бы он не двигался. Что собственно и было опровергнуто.

#63176 marsdmitri :

 Это совсем другой эффект.

В лазерных гироскопах используется эффект Саньяка.

А внутри лазерного гироскопа скоростъ света превышает скорость света в вакууме? 

А это смотря какую систему отсчёта вы используете.

#63181 Цинник :

Если Майкельсон и Миллер опровергли постоянство скорости света,

Ну, Майкельсон известен. А кто такой Миллер!   

#63192 zam :

#63131 Fedor :

 

В лабораторной системе отсчета скорость света относительно движущегося источника равна v_— = c + v для света, распространяющегося в противоположную от скорости источника сторону и v₊= c — v  для случая, когда свет распространяется в одном направлении с его источником.

Нет, Это не скорость света относительно источника. Это скорость убегания света от источника в лабораторной системе отсчёта. Относительная скорость и скорость убегания (или сближения) — это разные скорости.

Пусть так.

В результате временная задержка по приходу световых сигналов к месту их регистрации в интерферометре Саньяка оказывалась равной

dt =2Lv/(c²–v²).

Следует заметить, что этот результат оказывается одинаковым, как с точки зрения классической механики, так и с точки зрения СТО, если его рассматривать в лабораторной системе отсчета.

Нет. Этот результат согласуется с СТО, но противоречит механике Ньютона-Лагранжа.

В «классической» механике скорости убегания \(v_+ =v_-=c\) (не зависят от скорости источника). Поэтому \(\Delta t=0\).

С чего бы это? В лабораторной системе в классической механике и в СТО скорость света равна с. В лабораторной системе относительно источника скорости «убегания» и « вдогонку» одинаковы в СТО и КМ.

Можно получить это и другим способом, без использования скоростей убегания.

1. Луч в направлении вращения интерферометра. Скорость света равна \(c+v\).

Нет. Относительно источника в направлении вращения в лабораторной систем скорость света равна c-v.

Время, за которые световой сигнал проходит от источника до приёмника \(t_1\). Путь, пройденный световым лучём равен \((c+v)t_1\).

Нет. (c-v)t₁

Путь, пройденный приёмником равен \(vt_1\). 

Да. Но в данном случае путь света от источника до приемника равен L. Смещение vt₁ учитено относительной скоростью.

Разница этих путей равна \(L\): \((c+v)t_1-vt_1=L\). Отсюда  \(t_1=\frac{L}{c}\).

Нет. Правильно будет (с-v)t1 =L. Отсюда  t1=L/(c-v).

2. Луч в направлении, противоположном вращению интерферометра. Скорость света равна \(c-v\).

Нет. Скорость равна c+v.

Время, за которые световой сигнал проходит от источника до приёмника \(t_2\). Путь, пройденный световым лучём равен \((c-v)t_2\).

Нет. Путь равен (c+v)t2. 

Путь, пройденный приёмником равен \(vt_2\).  Сумма этих путей равна \(L\): \((c-v)t_2-vt_2=L\). Отсюда \(t_2=\frac{L}{c}\) .

Нет. Правильно будет (с+v)t2 =L.  Отсюда  t2=L/(c+v).

То есть, \(t_1=t_2,\Delta t=0\).

То есть, имеем результат, который  получил Саньяк  t₁ — t₂=2Lv/(c²–v²).

Собственно, на этом разбор попытки критики можно и закончить, признав её наивной и ошибочной.

Да, при таком разборе можно не продолжать.

Но посмотрим, что дальше.

Предположим в качестве аналога такого интерферометра механическую систему, движущуюся в инерциальной системе отсчета со скоростью v,  конструкция которой  состоит из источника света и двух стержней длиной L, расположенных вдоль направления движения по разную сторону от источника. Кроме того, на концах стержней разместим секундомеры, ход которых синхронизирован.

 Предположим, что источник света одновременно испускает в стороны концов стержней  два фотона, старт и  приход которых регистрируется секундомерами, расположенными на концах стержней. После такого эксперимента мы можем сравнить показания секундомеров. Предлагаю оценить, что мы получим в результате.  В лабораторной системе отсчета так же, как в интерферометре Саньяка, относительно источника свет будет распространяться со скоростями v_— = c + v и v₊= c– v.

Нет. В лабораторной системе отсчёта свет будет распространяться со скоростью с (как и в эксперименте Саньяка). И относительно источника свет будет распространяться со скоростью с.

А почему «нет»? В лабораторной системе свет распространяется со скоростью с. Но выше Вы уже согласились, что в лабораторной системе относительно источника свет распространяется со скоростями c+v и c-v.

Следовательно, в лабораторной системе отсчета мы должны получить временную задержку в показаниях часов, равную,  полученной в интерферометре                                            t₁ — t₂=2Lv/(c²–v²). Одинаковой эта разность оказывается, как с точки зрения классической механики, так и с точки зрения СТО.

В лабораторной системе отсчёта свет придёт к заднему секундомеру раньше, чем к переднему. Разница составит \(\frac{2Lv}{c^2-v^2}\) .

Но именно эта разница получена в экспериментах  Саньяка. Эта же разница получается в предлагаемой мной инерциальной системе со стержнями.

В системе отсчёта стержней свет к обоим секундомерам придёт одновременно.

Проблема не в системах отсчета, а в показаниях секундомеров, которые оказываются разными по результатам СТО. В завимости от того, в какой системе эти показания рассчитываются. Та же проблема, что и в задаче со стрельбой из пистолета.

Но!!! Согласно теории в инерционной  системе отсчета, связанной с источником света, показания секундомеров должны быть одинаковыми. Чему мы должны верить?

Они и будут одинаковы. Этому и верьте.

Физика —  не библия, здесь вера не является аргументом. А ваши «аргументы» уж очень сомнительны.

В лабораторной системе задний секундомер выключился раньше, чем передний. Но он и включился раньше, чем передний. Поэтому их показания одинаковы.

Это при постоянстве скорости света в системе источника, а у Саньяка эта скорость не постоянна. И в СТО, если смотреть из лабораторной системы, тоже непостоянна.

 

Вам очень полезно будет почитать школьный учебник,

Не читайте школьные учебники. Лучше думайте над тем, что пишете. 

#63206 Fedor :

В лабораторной системе свет распространяется со скоростью с. Но выше Вы уже согласились, что в лабораторной системе относительно источника свет распространяется со скоростями c+v и c-v.

Нет. (c + v) и (c — v) — это скорости убегания света от источника в лабораторной системе отсчёта. Но никоим образом не скорости относительно источника. Вы так и не поняли разницы?

Кстати, выражение «в лабораторной системе относительно источника» неграмотно. Скорость относительно источника — это скорость в системе отсчёта источника, и ни в какой другой.

В системе отсчёта стержней свет к обоим секундомерам придёт одновременно.

Проблема не в системах отсчета, а в показаниях секундомеров, которые оказываются разными по результатам СТО.

Они оказываются одинаковыми

Они и будут одинаковы. Этому и верьте.

Физика —  не библия, здесь вера не является аргументом. А ваши «аргументы» уж очень сомнительны.

Они сомнительны для вас. Потому что вы не понимаете значения половины слов, а посмотреть в справочнике их значение вам лень.

Вот вам какой-то балбес сказал, что сила Кориолиса реальна. и вы поверили. Почему? Что вам помешало эту глупось проверить?

В лабораторной системе задний секундомер выключился раньше, чем передний. Но он и включился раньше, чем передний. Поэтому их показания одинаковы.

Это при постоянстве скорости света в системе источника, а у Саньяка эта скорость не постоянна. И в СТО, если смотреть из лабораторной системы, тоже непостоянна.

Отложим карусель Саньяка на-потом. Вам, как оказалось, это пока рано.

Вам очень полезно будет почитать школьный учебник,

Не читайте школьные учебники. Лучше думайте над тем, что пишете. 

Почему не читать? Разве там что-то неправильно? А вы из этих, которые «не читал, но осуждаю»?

Я всегда думаю над тем, что пишу. А вы когда будете делать так же?

Итак,

Задача сто-004.

Имеется стержень, параллельный оси x и собственной длиной 2L, который движется в лабораторной системе отсчёта со скоросью v в направлении оси x.

В центре стержня лампочка, на концах стержня секундомеры.

Лампочка делает вспышку. Одновременно включаются секундомеры. Когда свет досгигает секундомера, секундомер останавливается.

Требуется определить показания секундомеров.

Решение задачи сто-004 в системе отсчёта стержня.

Систему отсчёта стержня обозначим К'. События в этой системе будем обозначать парой чисел (t', x').

Имеем пять событий:

 - «вспышка лампы», «О»   (t₀' = 0, x₀' = 0);

  — «пуск переднего скундомра», «Р1»   (t_P1' = 0, x_P1' = L);

  — «пуск заднего скундомра», «Р2»   (t_P2' = 0, x_P2' = -L);

 - «стоп переднего скундомра», «S1»   (t_S1', x_S1' = L);

 - «стоп заднего скундомра», «S2»   (t_S2', x_S2' = -L).

Показае переднего секундомера T1' = t_S1' - t_P1' = t_S1'.

Показае заднего секундомера T2' = t_S2' - t_P2' = t_S2'.

В общем, без лишних слов, получится \(T_1'=T_2'=\frac{L}{c}\) .

#63295 zam :

Решение задачи сто-004 в лабораторной системе отсчёта.

Лабораторную систему отсчёта обозначим К. События в этой системе будем обозначать парой чисел (t, x).

Начало системы координа системы К совместим с началом системы координат К'. Тогда координаты события «О» будут (t₀ = 0, x₀ = 0).

При помощи преобразований Лоренца

\(x=\gamma (x'-vt') \\t=\gamma (t'-\frac{vx'}{c^2})\)

найдём координаты остальных событий (нас нересует только время):.

\(t_{P1}=\gamma (t_{P1}'-\frac{vx_{P1}'}{c^2})=\gamma (0-\frac{vL}{c^2}) \\t_{S1}=\gamma (t_{S1}'-\frac{vx_{S1}'}{c^2})=\gamma (\frac{L}{c}-\frac{vL}{c^2}) \\t_{P2}=\gamma (t_{P2}'-\frac{vx_{P2}'}{c^2})=\gamma (0+\frac{vL}{c^2}) \\t_{S2}=\gamma (t_{S2}'-\frac{vx_{S2}'}{c^2})=\gamma (\frac{L}{c}+\frac{vL}{c^2})\)

Промежуток времени от нажатия кнопки пуск до нажатия кнопки стоп на секундомерах:

\(t_{S1}-t_{P1}=\gamma \frac{L}{c} \\t_{S2}-t_{P2}=\gamma \frac{L}{c}\)

(они одинаковы!).

Но в системе К стрелки этих секундомеров двигаются в  \(\gamma \) раз медленнее.

Поэтому \(T_1=T_2=\frac{L}{c}\) .

Результат расчёта показаний секундомеров тот же самый, что и в первом решении.

Показания секундомеров не зависят от выбора сисемы отсчёта.

Не считайте читателей форума за дураков.  t_s1 и t_s2  это времена полета фотонов от источника до секундомеров t_s2 -t_s1 = 2vL/c/(c²-v²)^1/2.

Это так, если верить вашим вычислениям. Но Вы и в них ошиблись. Правильно L_s' =L/(1-v²/c²)^1/2, t_s'=L'/c. Поэтому правильный результат       t_s2 -t_s1 = 2vL/(c²-v²).

#63309 zam :

#63305 Fedor :

t_s1 и t_s2  это времена полета фотонов от источника до секундомеров t_s2 -t_s1 = 2vL/c/(c²-v²)^1/2.

Время полёта фотонов — это промежуток времени между событием «вспышка лампы» («О») и событием «стоп секундомера» («S1» и «S2»).

В системе отсчёта стержня:

— время полёта фотона к переднему секундомеру  \(t_{S1}'-t_0'=\frac{L}{c}\);

Нет. Время полета к переднему секундомеру t’_s1–t’₀  =L’/c.

— время полёта фотона к заднему секундомеру  \(t_{S2}'-t_0'=\frac{L}{c}\).

Нет. Время полета к заднему секундомеру t’_s2–t’₀  =L’/c.

В лабораторной системе отсчёта:

— время полёта фотона к переднему секундомеру  \(t_{S1}-t_0=\gamma (\frac{L}{c}+\frac{vL}{c^2})=\frac{L}{c}\sqrt{\frac{c+v}{c-v}}\);

Нет. Время полета к переднему секундомеру  t_s1-t₀=Г(L’/c+vL’/c²), Г =(1-v²/c²)^-1/2.

— время полёта фотона к заднему секундомеру  \(t_{S2}-t_0=\gamma (\frac{L}{c}-\frac{vL}{c^2})=\frac{L}{c}\sqrt{\frac{c-v}{c+v}}\).

Нет. Время полета к заднему секундомеру t_s2-t₀=Г(L’/c-vL’/c²).

L’ – длина пути света в системе отсчета источника  L'=ГL.

Поэтому правильный результат       t_s2 -t_s1 = 2vL/(c²-v²).

Нет. Эта величина (разница моментов времени прибытия фотонов к секундомерам) равна \(t_{S2}-t_{S1}=\gamma\frac{2vL}{c^2}=\frac{2vL}{c^2\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}\) .

Это ошибочный результат, так как Вы не учли, что L'=ГL.

Разница моментов прибытия фотонов к секундамерам – это разница между показаниями стрелок секундомеров, которая при расчетах в системе источника равна нулю, а в лабораторной системе отсчета такая же, как олучилась у Саньяка t_s1 –t_s2= 2Lv/(c²-v²). 

Этот результат можно получить ещё и таким способом.

Длина полустержня в лабораторной системе отсчёта равна \(a=L\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}\).

Нет. Длина полустержня в лабораторной системе отсчета равна L. Вот это и учитывайте.

#63313 zam :

#63311 Fedor :

Нет. Время полета к переднему секундомеру t’_s1–t’₀  =L’/c.

Что такое L'? Почему вы постоянно вводите обозначения без определения, что же они обозначают?

Если это результат измерения длины полустержня в системе отсчёта стержня, то L' = L.

Поэтому t’_s1–t’₀  =L/c, как у меня и написано.

Вы по-видимому забыли, что ввели две системы отсчета – лабораторную К и движущуюся вместе с источником K’. Так принято у физиков, символы со штрихами они относят к обозаченной штрихом системе, а символы без штрихов – к системе без штрихов.

Напоминаю Вам, что Вы предлагаете использовать преобразования Лоренца, в которых символами со штрихами обозначены символы системы K’. При таких условиях символ L является длиной стержня в лабораторной системе отсчета, а символ L’  - длиной стержня в системе K’. Поэтому, написав t’s1–t’₀  =L/c, Вы допустили ошибку. Вам следует писать            t’s1–t’₀  =L’/c.

— время полёта фотона к заднему секундомеру  \(t_{S2}'-t_0'=\frac{L}{c}\).

Нет. Время полета к заднему секундомеру t’_s2–t’₀  = L’/c.

То же самое. t’_s2–t’₀  = L’/c = L/c. Как у меня и написано.

Вот здесь, уважаемый первоклассник, Вы снова допустили ту же ошибку.  Напоминаю Вам, что, в используемых Вами преобразованиях L’ не равно  L, так как из этих преобразований следует L’ = ГL.

Вот, исходя из таких правок, пересчитайте свою задачу. А пока – низачет. Идите и готовьтесь к пересдаче.

#63334 zam :

#63319 Fedor :

Символ L появился в условиях задачи, когда ещё никаких систем отсчёта не введено (системы отсчёта вводятся в решении задачи). Этим смволом обозначена собственная длина стержня. А собственная длина — это инвариант, она одинакова во всех инерциальных системах отсчёта. Поэтому никакой штрих ей не нужен.

Собственная длина тоже подвластна преобразованиям. Но, пусть так. Только это следовало сказать сразу. 

Однако, в лабораторной системе Вы не получили равенства времен. Их различие составило                                    t _s1  — t_s2 =2Lv/(c²-v²)^1/2.  Понятно почему появилась Гамма в вашем решении вместо Гамма в квадрате у Саньяка. Дело в различиях величин вашего L  и L  Саньяка. Они различаются  множителем Гамма.

Главное в другом. Вы не получили равенства показаний секундомеров при рассмотрении задачи из лабораторной системы. Следовательно Вы получили очередное противоречие в СТО, которое связано с ошибочностью преобразований. При этом принцип независимости скорости света от движения источника выполняется, а принцип постоянства скорости света не выполняется. Поэтому Ваша ссылка на неинерциальность интерферометра Саньяка никчемна. 

#63364 zam :

#63341 Fedor :

#63334 zam :

Символ L появился в условиях задачи, когда ещё никаких систем отсчёта не введено (системы отсчёта вводятся в решении задачи). Этим смволом обозначена собственная длина стержня. А собственная длина — это инвариант, она одинакова во всех инерциальных системах отсчёта. Поэтому никакой штрих ей не нужен.

Собственная длина тоже подвластна преобразованиям.

Каким?

Лоренца.

Я получил это равенство. Там же, в сообщении #63295 русским по белому написано:

Хорошо, еще раз разберем ваши вычисления в тексте 63295.

t _p1 – это поправка ко времени полета фотона  к первому секундомеру, связанная с движением секундомера в лабораторной системе отсчета. t_p2 — это поправка ко времени полета фотона  ко второму секундомеру, связанная с движением этого секундомера в лабораторной системе отсчета. В первом случае эта поправка сокращает время полета, во втором – увеличивает время полета фотона. Эти поправки автоматически учитываются в выражениях для времени полета фотонов от источника до встречи с секундомером. Таким образом, времена  t_s1 и   t_s2  означают полные времена, затраченные на полеты от источника до встречи с секундомерами. Поэтому разность t_s1 -t_s2   дает величину различия во временах полета фотонов в лабораторной системе отсчета.

Результат расчёта показаний секундомеров тот же самый, что и в первом решении.

Показания секундомеров  не зависят от выбора сисемы отсчёта.

 

Следовательно Вы получили очередное противоречие в СТО,

Следовательно, вы опять ничего не поняли.

Вы лучше разберитесь со своим пониманием, не читая Мякишева. 

Я удалил свой предыдущий текст потому, что он был написан поспешно, недостаточно обдуманно.

Информацию я получаю, как правило, из первоисточников. Считаю, что СТО критиковать можно и нужно потому, что содержит множество очевидных противоречий, которые неоднократно демонстрировались на форуме при обсуждении разных тем, в том числе, в темах: Об измерениях в СТО и О противоречиях между преобразованиями и принципом относительности.

 В рассматриваемой задаче в моем  варианте инерционной системы отсчета преобразования действительно дают одинаковые результаты по времени регистрации секундомерами моментов  прихода к ним фотонов.  Моменты старта фотонов также совпадают в обеих системах отсчета.  Казалось, нет повода для сомнений в полученном результате.

Однако здесь мы сталкиваемся с противоречием. Не смотря на одновременность старта фотонов, моменты включения секундомеров оказываются разными. Мало того, включение одного из секундомеров происходит раньше момента старта сигнала, что входит в противоречие с принципом причинности, согласно которому событие A(t’,r’) может повлиять на событие B(t,r) только в случае, если t> t’.   

 Результат по моменту старта секундомера является следствием особенностей преобразований. Согласно СТО в каждой из систем отсчета ход времени одинаков на всем протяжении пространства. А формула преобразований времени между системами координат содержит зависимость результата преобразования от координаты точки, относительно которой делается преобразование. При этом результаты преобразования могут нарушать принцип причинности. Образно говоря, можно найти  условия, при которых  человек может родиться, прожить жизнь и умереть в движущейся системе отсчета, а результаты преобразований в неподвижную систему покажут, что человек умер раньше, чем родился.

Понятно, что результаты преобразований Лоренца входят в противоречие с реальностью.

Теперь о мысленном эксперименте и его соответствии с экспериментами Саньяка.  В интерферометре Саньяка источник излучения и инструменты регистрации прихода сигналов («секундомеры»)  находятся в одном месте, поэтому искусственная сдвижка по времени включения секундомеров отсутствует. Результат регистрации прихода сигналов в экспериментах Саньяка известен. Так как, мое предложение мысленного эксперимента является мысленным, то мы мысленно можем пересчитать времена полета фотонов от источника до секундомеров в предположении одномоментного включения секундомеров. Технически, указанную корректировку моментов их включения можно реализовать. При этом результаты регистрации прихода сигналов очевидно не совпадут также, как в экспериментах Саньяка.

#63441 zam :

#63434 Fedor :

Информацию я получаю, как правило, из первоисточников.

Это неправильно. Первоисточники писались не для вас (вы не готовы к их чтению). Для вас — учебники, начиная со школьных.

Считаю, что СТО критиковать можно и нужно...

… после того, как её изучите.

Спасибо, я учту Вашу рекомендацию.

И ни разу у вас не получилось найти никакого противоречия в СТО. Единственное, чего вы добились, — это убедительной демонстрации непонимания азов СТО.

Убедительно.

В вашей задаче две инерциальные системмы отсчёта. Показания секундомеров в них одинаковы, потому что это инварианты.

Моменты старта фотонов также совпадают в обеих системах отсчета.

Нет. Они совпадают в системе отсчёта стержня (по условию задачи). В лабораторной системе отсчёта они совпадать не могут.

Очень аргументированно и доказательно. Только для таких дураков как я непонятно, почему в момент старта фотонов t’=t=0 и это оказывается не одновременно.

Казалось, нет повода для сомнений в полученном результате.

В СО стержня моменты старта фотонов и моменты включения секундомеров одинаковы.

В лабораторной СО моменты старта фотонов и моменты включения секундомеров разные.

Моменты включения секундомеров разные, но беда состоит в том, что по концам стержней находится по одному секундомеру. Кроме того, показания стрелок секундомеров в момент включения направлены на цифру нуль. Как тут быть? Объясните, пожалуйста, как теперь посчитать показания стрелок в момент прихода сигналов к секундомерам?

Давайте посмотрим на формулу преобразования ts1.

t_s1= Г(t’_s1-vx_s1/c²).

Аналогичный вид имеет выражение для t_s2, где вместо минуса стоит плюс. Что показывают эти выражения? Эти выражения показывают длительность промежутка времени между моментами t’_s1= t’_s2=0 и моментом прихода сигналов к секундомерам.

Мало того, включение одного из секундомеров происходит раньше момента старта сигнала, что входит в противоречие с принципом причинности, согласно которому событие A(t’,r’) может повлиять на событие B(t,r) только в случае, если t> t’. 

Разве старт фотонов и включение секундомеров причинно связаны? Нет. Хотя бы по той причине, что они одновременны. А событие-следствие должно быть позже события-причины. И такая постледовательность событий сохраняется во всех ИСО (для них интервал является времениподобным).

Согласен, признаю, что ошибался. Ну, безграмотный, учебников не читаю.

Попробуйте найти такие условия. заранее предупреждаю — у вас не получится. В СТО ни противоречий, ни нарушений причинности нет.

Вынужден согласиться.

Понятно, что результаты преобразований Лоренца входят в противоречие с реальностью.

Нет. Они входят в противоречие с вашими глупыми представлениями об СТО.

Мои глупые представления приведены выше. Жду умных возражений.

#63441 zam :

#63434 Fedor :

Информацию я получаю, как правило, из первоисточников.

Это неправильно. Первоисточники писались не для вас (вы не готовы к их чтению). Для вас — учебники, начиная со школьных.

В файле 63468 полушутливо, полусерьезно я поставил zam-у несколько неудобных вопросов, над которыми ему придется поломать голову, если захочет отвечать. Вопрос с результатами экспериментов Саньяка далеко не простой.  Во вступительном тексте я предложил мысленный эксперимент с инерциальной системой отсчета, которая является аналогом интерферометра  Саньяка. Система эта состоит из двух стержней, между концами которых расположен источник фотонов, а на других концах размещены два секундомера. Такая конструкция движется со скоростью v относительно неподвижной системы отсчета. Источник света одновременно излучает в противоположные стороны фотоны, длительность полета которых регистрируют секундомеры, включаясь в момент излучения и выключаясь в момент регистрации их прихода к секундомерам. На мой взгляд, такой эксперимент может подтвердить или опровергнет справедливость постулата о постоянстве скорости в инерциальных системах отсчета. Я привел некоторые доказательства того, что принцип постоянства скорости света в таком эксперименте не выполнится так же, как это было в экспериментах Саньяка.

Zam выполнил решения такой задачи в рамках  СТО с использованием двух инерциальных  систем отсчета – неподвижной и движущейся. В решениях он использовал преобразование Лоренца для времени t=Г(t’ –vx’/c²). Здесь символ Г означает лоренц-фактор. Результат его решения в лабораторной системе отсчета изложен в файле 63295. В его представлении одновременно излученные фотоны в системе отсчета источника излучения в лабораторной системе отсчета испускаются не одновременно. Точнее, регистрирующие их старт секундомеры запускаются не одновременно. Тем не менее, преобразования Лоренца дают одновременный приход фотонов к секундомерам. Результат рассмотрения такого эксперимента с точки зрения движущейся системы отсчета, как и ожидалось, также  оказался одновременным.   

Согласно расчетам zam-a, времена запуска секундомеров оказываются разными t_p1= -ГvL/c²и, соответственно   t_p2=  +ГvL/c². Вычисляя разность результатов формул преобразования времени для моментов прибытия фотонов к секундомерам, zam получил равенство времен прибытия фотонов к местам их регистрации.  Решение это выполнено без связи с реальными условиями возможного эксперимента, поэтому его результат не соответствует действительности. Ниже я демонстрирую это.

1. Начну с результатов, которые могут быть получены в условиях справедливости классической механики. В классической механике скорость света в лабораторной (неподвижной) системе отсчета равна c. Относительно движущихся систем отсчета свет распространяется с учетом их скорости и скорости света в лабораторной системе отсчета. Таким образом, при распространении света в одном направлении с системой отсчета его скорость относительно этой системы равна c-v. В случае встречных направлений движения системы и света их относительная скорость складывается c+v. Поэтому на преодоление участка длиной Lв зависимости от направления распространения свет тратит время t₁ = L/(c–v) или t₂= L/(c+v) и такие результаты должны зафиксировать расположенные на концах стержней секундомеры. При этом в классической механике разность времен полета фотонов оказывается равной t₁– t₂=2Lv/(c²-v²). Примерно такой результат Сайняк получил в экспериментах на его интерферометре.
2.  Далее решим эту задачу, предполагая справедливость СТО. Следует рассмотреть два варианта: с точки зрения лабораторной системы отсчета и с точки зрения связанной движением источника света системой.

В системе отсчета источника согласно с СТО свет распространяется со скоростью с. Длину стержня он проходит за время t=L/c независимо от направления распространения. Следует помнить, что в системе отсчета источника ход времени одинаков на всем протяжении пространства. Поэтому времена пуска секундомеров совпадают с временем запуска фотонов.

Теперь рассмотрим процесс движения фотонов в лабораторной системе отсчета. Для преобразования времени в этой системе  используем формулу преобразований Лоренца

t=Г(t’ – vx’/c²),                                                             (1)

в которой Г =1/(1-v²/c²)^1/2. Формула (1) является преобразованием для случая, когда направление скорости системы отсчета совпадает с направлением скорости света. Если скорость света имеет противоположное  направление, то знак минус в формуле (1) заменяется знаком плюс.

Заметим, что момент старта фотонов соответствует значениям t’=0 и x’=0. В этот момент t₁=t₂ =0. Положения секундомеров при этом соответствуют x₁’ =L и  x₂’ =-L. Подставляя их в формулу (1), получим:

t_1L=Г(L/c– vL/c²)                                                               (2)

t_2L=Г(L/c + vL/c²),                                                              (3)

в которых t_L1 и t_L2  означают времена прихода световых сигналов к соответствующим секундомерам. Заметим, что эти значения определяют времена  пролета фотонов от момента старта до момента прихода к секундомеру. При этом разность в длительности полетов фотонов равно  t_2L– t_1L= 2ГLv/c², величина которой совпадает с разностью в расчетах, получаемых в предположении выполнимости классической механики.

В расчетах № 63295 zam утверждает, в лабораторной системе отсчета времена включения секундомеров отличаются от момента излучения фотонов источником. Он подтверждает это соответствующими подстановками в формулу (1) числовых значений  t’ и x’ в местах расположения секундомеров и вычислением времен их включения в лабораторной системе отсчета. После чего из полученных ранее значений  t_2Lи t_1Lвычитает значения времен включения секундомеров, объявляя полученные результаты промежутком времени между моментами пуска и выключения секундомеров. Они оказываются равными и совпадающими с временами, полученными при решении задачи в системе отсчета источника.

            Zam неправ при интерпретации полученных результатов. В данной задаче мы имеем две системы отсчета, в которых одни и те же секундомеры одновременно используются для измерений. В системе отсчета движущегося источника излучения они включаются одновременно. Заметим, что в момент их включения показание времени в них – нуль. С показания нуль секундомеры начинают счет независимо от системы отсчета, в которой рассматривается их работа. И это показание включается в момент излучения фотонов. При этом времена пуска в обеих  системах отсчета совпадают и равны нулю, а времена регистрации прихода сигналов определяются формулами (2) и (3) в лабораторной системе отсчета. Они оказываются разными и величина их разности совпадает с величиной разности, полученной при решении задачи в предположении справедливости классической механики.  

N.B.  Полученная zam-ом задержка во включении секундомеров действительно является результатом преобразования Лоренца, но она же является свидетельством противоречивости преобразований, так как одна и та же формула при использовании ее в другой системе отсчета дает другой результат измерения одного и того же процесса.

N.B2. 

Итак, о чем говорят результаты расчетов.

1. Имеет место различия в расчетах показаний секундомеров при использовании преобразований Лоренца в разных системах отсчета с учетом реальности момента включения секундомеров. Результаты расчетов показывают, что скорость света не одинакова в лабораторной и движущейся системах отсчета.
2. Результаты расчетов времен движения фотонов между источником и секундомерами  и моментов их прибытия к месту регистрации  в лабораторной системе отсчета  совпадают  в СТО и классической механике.
3. Кроме того, чтобы избежать бестолковых споров по поводу моментов включения и выключения секундомеров должен заметить, что главным является не времена регистрации, а длительность времени, затраченное фотоном на полет между источником и секундомером. Именно эта длительность определяет временную разность по приходу фотонов к секундомерам и она определяется формулами (2) и (3).

Понятно, что результаты преобразований Лоренца входят в противоречие с реальностью.

Нет. Они входят в противоречие с вашими глупыми представлениями об СТО.

К Вашему сожалению глупыми оказываются ваши представления об СТО.