Действительно ли возможно превысить скорость света, взмахнув лазерной указкой по запястью?

У Minutephysics есть популярное видео на YouTube под названием «Как превысить скорость света». В видео говорится, что если вы щелкнете запястьем, направляя лазер, который достигает Луны, пятно света на Луне будет двигаться в 20 раз быстрее света. Не поймите меня неправильно, мне нравятся их видео, просто это показалось мне немного подозрительным. Сначала я думал, что все это практически имело смысл, потом я кое-что понял...

На мой взгляд, я бы подумал, что световые частицы (фотоны) путешествуют от лазера к Луне и отражаются от Луны и обратно к вашему глазу (они не просто остаются там, на месте, поэтому вы не можете перемещать их). ). Теперь он утверждает, что если вы щелкнете запястьем, то фотоны, побывавшие на Луне, будут двигаться вместе с вашим запястьем. Разве эти фотоны не будут отражаться от других объектов или все еще будут лететь на Луну к тому времени, когда вы щелкнете запястьем? т.е. рассеивается, поэтому новые фотоны будут лететь на Луну (от лазера напрямую).

Например: скажем, вы направляете лазер на луну, и как только он достигает луны, вы ждете пару секунд, а затем щелкаете запястьем. Лазер, которым вы щелкнули, будет излучать фотоны во всех направлениях, в которых было ваше запястье, верно? т.е. фотоны будут стрелять по прямой линии (если только они не будут нарушены) непрерывно, при этом ваше запястье не будет влиять на скорость фотонов.

Итак, вернемся к вопросу, это видео неправильное?

Примерно то же самое происходит здесь: en.wikipedia.org/wiki/Superluminal_motion Это не тот фотон, который вы видите.
Думайте о луче как о струе воды, исходящей из шланга, а не о луче света от лазера. Если быстро махнуть шлангом, что произойдет с потоком воды?
Здесь часто задают этот вопрос, требуется приблизительно 3 секунды, чтобы фотоны, которые вы посылаете, достигали Луны и отражались обратно к вам, где бы на Луне вы их ни освещали.

Ответы (3)

Фотоны движутся со скоростью света по прямой линии от лазера к Луне и обратно. Пятно на Луне может двигаться быстрее света. Закона против этого нет. Пятно — это не физический объект, а просто изображение. Когда вы поворачиваете запястье, с фотонами, которые уже находятся на пути к Луне, ничего не происходит — они продолжают двигаться по той же траектории. Но новые фотоны испускаются в новом направлении вашего лазера. Это как махать садовым шлангом туда-сюда.

Продолжая аналогию с садовым шлангом, если стационарное пятно состоит из Икс количество потока воды/фотонов в секунду, то та же площадь (площадь неподвижного пятна) в движущемся случае получит меньшее количество потока воды/фотонов, я прав? Непрерывный поток воды из трубы тоже разбивается на капли, так что движение лазерного пятна тоже не будет выглядеть плавно непрерывным, я думаю.
Но является ли это физическим объектом? Поведение точки лазера на Луне можно точно смоделировать с помощью теории относительности, и эти предсказания могут быть подтверждены наблюдениями. Это, безусловно, объект, и физический. Это правда, что он не несет информации и не нарушает причинно-следственных связей. Может быть, это ваше определение физического объекта, что-то, что можно использовать для передачи информации.

Я тоже большой поклонник минутной физики и YouTube, но я думаю, что это может быть правильно.

Здесь вы не говорите о скорости света; вы говорите о скорости движения запястья. Скажем, я щелкаю запястьем под углом α . Расстояние, пройденное пятном, будет загар ⁡ α раз больше расстояния между Землей и Луной.

(Сначала представьте сценарий, а затем продолжайте читать это.)

загар ⁡ α не обязательно между − 1 а также 1 , но α заведомо малый угол (если угол 45 ° , то щелчок уведет его на расстояние (расстояние между Землей и Луной), которого точно нет на Луне! Так что он должен быть намного меньше). Так загар ⁡ α меньше единицы. Но также мне потребовались считанные секунды, и расстояние тоже большое. Так что скорость должна быть большой.

Делая математику, если вы щелкнете рукой по 0,00000001 ° , точка покрыла бы один метр на Луне. И время, необходимое для того, чтобы переместить вашу руку, очевидно, находится в огромных отрицательных степенях десяти (оно может быть даже меньше, чем 3.33564095 × 10 − 9 , за которое свет проходит один метр). И обратная величина этого числа есть скорость, с которой двигалась точка.

если бы не было гравитации, то же самое можно сделать и с садовым шлангом. Вода достигнет второй точки после того, как достигнет первой точки со скоростью, превышающей скорость света.
@PeterR Однако луна будет двигаться намного быстрее, чем вода из садового шланга. Это предполагает, что он не стал расширяющимся облаком камней.
Я не понимаю, почему за этот ответ просто проголосовали. Ответ, получивший наибольшее количество голосов, хорошо показал, почему разработанный сценарий не нарушает никаких законов. Пользователь специально задал вопрос: «Видео неправильное?». Я просто посчитал и дал ответ

Превысить скорость света невозможно по простой причине. Скорость света зависит только от свойств пустого пространства — значений диэлектрической и магнитной проницаемости. Пустое пространство должно изменить характер прежде, чем изменится скорость света. Это, кстати, является общим для любого волнового движения, и нынешняя путаница может быть вызвана представлением света в виде частиц. Фотон — это не частица, это вероятность обнаружения энергии в определенной точке. такие трудности, как размер фотона чрезвычайно длинных волн, например.

Так что даже в звуковых волнах в однородной среде звук не может превышать скорости звука, определяемой свойствами среды. Движение объектов, производящих и воспринимающих звук, может изменять только его частоту. Скорость звука может быть действительно изменена только в том случае, если среда в целом движется. Что в случае со светом требует для движения самого вакуума, что неслыханно, если вообще возможно.

Тогда вам нужен метод определения скорости светового импульса, например. Вам нужно увидеть пульс, когда он начинается и заканчивается в другом месте, и рассчитать время, чтобы узнать скорость. Если вы скажете, что можете видеть два пятна, когда они отражаются от Луны, это будет похоже на то, что вы видите две галактики одновременно и отражаете это обратно со скоростью света. Два фотона исходят из двух разных источников, таких как две галактики. Чтобы провести надлежащий тест, вам нужно послать световой импульс в 45-градусное зеркало на Луне, добраться до другого зеркала на ее поверхности, а затем получить его обратно на Землю. и рассчитать время полета, которое явно даст обычную скорость света.

Фотон — это элементарная частица нулевой массы в стандартной модели физики элементарных частиц en.wikipedia.org/wiki/Standard_Model . Посмотрите на следы одиночных фотонов в этом эксперименте sps.ch/en/articles/progresses/… . Нет проблем со светом с очень большой длиной волны, состоящим из суперпозиции фотонов. Его можно описать математически в квантовой электродинамике, см. motls.blogspot.com/2011/11/…
Спасибо Анна за очень хорошие ссылки. Но, читая, вы видите упоминание о вероятности обнаружения фотона, «когда каждый фотон вынужден следовать по определенному пути (справа), его вероятность быть обнаруженным выше, чем когда он остается..»
Единственное пятно, видимое на детекторе, которое предположительно принадлежит фотону, — это только то место, где энергия света и состояние детектора подходят для взаимодействия, — по моему мнению, это не признак фотона. Это все равно, что поставить неглубокий лоток с водой на очень слабый огонь и наблюдать за маленькими пузырьками, появляющимися поодиночке и случайным образом то здесь, то там на лотке, а затем заявить, что фононы — это частицы, попадающие в него.
за исключением того, что за фононами не стоит модель частиц, как в стандартной модели физики элементарных частиц, которая моделирует фотоны как частицы наравне с электронами и нейтрино. СМ постоянно проверяется и не зависит от среды, как фононы.
Анна; Я не ставлю под сомнение правильность и важность концепции фотона как части СМ или части повседневного понимания и приложений. Однако мышление с точки зрения вероятности помогает прояснить окружающие ее тайны. На самом деле это вероятностное объяснение было дано мне выдающимся физиком некоторое время назад, и я нашел его убедительным. Это было в ответ на вопрос, который я поднял о том, как фотон сталкивается с дисперсией, когда свет из одной точки расширяется, чтобы покрыть бесконечную сферическую поверхность на больших расстояниях. С уважением.
Действительно ли возможно превысить скорость света, взмахнув лазерной указкой по запястью?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v