Гипотетический эффект движения Солнечной системы / шпоры Ориона со скоростью, близкой к скорости света

Я надеялся, что какой-нибудь гений сможет объяснить, что мы будем наблюдать в окружающей нас Вселенной в следующем гипотетическом сценарии, в котором сама Земля движется со скоростью света или близкой к ней. Я уверен, что кто-нибудь может сказать мне, что моя гипотетическая ситуация не может существовать, но они здесь не при чем, хотя я не возражаю против того, чтобы оказаться глупым.

Сценарий: предположим, что наша солнечная система вместе со шпорой Ориона, в которой она находится, движется со скоростью, близкой к скорости света, готовясь к слиянию с соседним Рукавом Персея нашей галактики (на расстоянии около 5000–10 000 световых лет). Как это меняет то, как мы видим руку Персея? Что мы видим дальше остальной части галактики Млечный Путь? Как наша скорость влияет на то, что мы видим в далеких галактиках? Или, другими словами, галактика Млечный Путь в целом движется быстрее или медленнее из-за нашей скорости? Кажется ли, что другие галактики движутся быстрее или медленнее, чем их реальное движение?

Надеюсь, что это имеет смысл, и надеюсь, что кому-то, кроме меня, будет интересно рассмотреть влияние скорости света на наше восприятие.

EDIT1: Я полагаю, что часть этого вопроса касается красных и синих смещений, а также того, как это повлияет на наше наблюдение за эволюцией звезд и эволюцией галактик. Например, будут ли далекие галактики развиваться быстрее или медленнее, чем на самом деле, и будем ли мы думать, что они движутся к нам или удаляются от нас только из-за нашего собственного близкого движения?

РЕДАКТИРОВАТЬ2: я сократил свои сценарии до одного, так как все респонденты постоянно говорят мне, что это лучше. Надеюсь, что изменение поможет диалогу. Приношу свои извинения как новичку на этом форуме.

Мы путешествуем сколь угодно близкой к скорости света в некоторых инерциальных системах отсчета. Если вы хотите спросить о сценариях, в которых мы путешествуем со скоростью, близкой к скорости света, вам нужно указать относительно чего ?
@ G.Smith: Конечно, вы правы, но я думаю, что это справедливая ставка на то, что OP фактически означает «относительно CMB», даже если он не знает, что имеет в виду (и даже если он не знает знать, что это значит).
@WillO Ах, да. Это было бы хорошим предположением для любого, кто пытается ответить.
Пожалуйста, не задавайте несколько разных вопросов одновременно, иначе ваш вопрос может быть закрыт из-за того, что он слишком общий.
Я знаю, что есть много вопросов, но на самом деле это картина, которую я надеюсь нарисовать своим вопросом. Возможно, я слишком невежественен, чтобы сформулировать правильный «краткий» вопрос. Я читал примеры космических кораблей, которые предлагают многие, но я хочу понять это относительно звезд и галактики, где большие группы объектов движутся вместе относительно других. Я надеюсь, что ответы также будут рисовать картины и не обязательно будут соответствовать каждому уникальному вопросительному знаку, хотя это тоже приветствуется.

Ответы (2)

Очень-очень коротко: если остальная Вселенная движется со скоростью близкой к скорости света относительно нас, то во Вселенной все будет происходить медленнее, всякая длина (или расстояние) в направлении движения будет сокращаться (но не перпендикулярно ему, следовательно, деформация), и электромагнитные волны будут сильно доплеровски смещены. В Солнечной системе, конечно, все будет совершенно нормально, так как скорость не есть вещь сама по себе, а имеет лишь относительное значение.

Это относится только к сценарию 1. Если наша галактика вращалась, например, во внешнем пределе, путешествуя со скоростью, близкой к c, в системе отсчета, имеющей начало в галактическом центре и оси, не вращающиеся относительно среднего распределения материи во Вселенной, сначала вы Нужны какие-то силы, чтобы предотвратить его смещение, и тогда в нашей системе отсчета можно было бы обнаружить некоторые эффекты, если бы эти силы не были гравитационным взаимодействием.

Итак, вы хотите сказать, что чем быстрее мы движемся или чем ближе мы приближаемся к скорости света, тем медленнее кажется, что все вокруг нас движется? Когда вы упоминаете, что электромагнитные волны смещены доплеровским методом, это ссылка на определенные объекты, которые выглядят сдвинутыми в красную или синюю сторону?
« чем ближе мы приближаемся к скорости света, тем медленнее кажется, что все вокруг нас движется?* — Нет. Например, если мы движемся со скоростью 0,9 с относительно Вселенной (например, относительно реликтового излучения или далеких звезд), тогда мы увидели бы, что все вокруг нас движется со скоростью 0,9 с . Однако все другие движения там кажутся нам более медленными. Например, мы бы увидели, что Земля вращается медленнее вокруг Солнца. « Когда вы упоминаете электромагнитные волны, сдвинутые доплеровским методом, это ссылка на определенные объекты, которые выглядят сдвинутыми в красную или синюю область? » — Правильно. С синим смещением головы и с красным смещением сзади.
@safesphere Нет. Если бы вся солнечная система двигалась с релятивистской скоростью относительно реликтового излучения, мы бы точно не увидели никаких изменений в солнечной системе. Это и есть принцип относительности.
@Thomas Нет, у объектов будет своя скорость, вы не можете сказать, что чем быстрее они движутся, тем медленнее они движутся, это не сработает. Чем быстрее они идут, тем медленнее замедляется каждый процесс, происходящий в них.
@Thomas, еще одно: чтобы лучше понять относительность, я предлагаю вам перестать использовать глагол «появляться» и начать использовать «быть». С нашей точки зрения, в реликтовом излучении дела идут не медленнее, а с точки зрения реликтового излучения — для нас. Они таковы, насколько «реальность» может быть рассмотрена физиком. Что касается метафизической части этого, боюсь, вам придется спросить об этом на другой доске. :) :) :) :)
@ Мэтт Правильно. Я имел в виду, если мы полетим на космическом корабле. Я забыл, что ОП хочет, чтобы вся Солнечная система путешествовала. Таким образом, мы увидим, что планеты вращаются медленнее вокруг своих звезд в других звездных системах, а не в той, по которой мы путешествуем, очевидно.
@safesphere Итак, мы согласны. :) Исходный вопрос действительно длинный и имеет несколько сценариев, с которыми не очень легко справиться.
@ Мэтт Да +1. Второй ОП-сценарий галактики, вращающейся со скоростью, близкой к скорости света, нереалистичен (если только пространство не вращается волшебным образом physics.stackexchange.com/questions/362097/… ). Лучшим примером может служить Супермен, стоящий на нейтронной звезде, вращающейся со скоростью, близкой к скорости света. Что он увидит в небе?
@safesphere Это был бы действительно интересный вопрос! :)
@safesphere Я сократил свой вопрос до одного сценария. Надеюсь, это будет полезно для обсуждения. Спасибо за ваш вклад.
@Matt Теперь, с этим упрощенным сценарием, вы говорите, что, глядя на все другие рукава галактики, кроме Шпоры Ориона, их планеты будут вращаться медленнее, в то время как планеты внутри Шпоры Ориона будут иметь естественное вращение? Имеет ли какой-либо эффект небольшой угловой элемент в этом вращении? На самом деле Млечный Путь настолько велик, что наш угловой элемент был бы совсем маленьким.
@ Томас, да, в этом (странном) сценарии мы будем видеть все, что находится за пределами нашей руки, медленнее. Вращательная часть ничего не меняет в этом бите, только мгновенная скорость учитывается в преобразовании Лоренца.
@Томас. На самом деле, мы движемся относительно Вселенной, только не так быстро (примерно 0,1% от скорости света. Поищите в сети «CMB Dipole».

Массивные объекты не могут двигаться со скоростью света, поэтому я предполагаю, что вы спрашиваете о скоростях, близких к c. И я предполагаю, что все это относится к реликтовому излучению.

Я рассмотрю сценарий 1, потому что в нем слишком много вопросов.

Поскольку наша Солнечная система движется со скоростью, близкой к c, относительно реликтового излучения, время в остальной части Вселенной будет ускоряться (относительно нас). Теперь, если у вас есть часы здесь, на Земле, они все равно будут идти нормально.

Когда вы попытаетесь сравнить эти часы с другими часами где-то еще (за пределами Солнечной системы) во Вселенной, вы увидите, что наши часы идут намного медленнее. На самом деле, если приблизиться к скорости света сколь угодно близко, наши часы могут никогда не тикать в течение всех 13,8 миллиардов лет, прошедших с момента существования нашей Вселенной (при условии, что часы существовали всегда).

К сожалению, это неправильно. Остальная Вселенная будет двигаться со скоростью, близкой к с относительно нас, поэтому все часы во Вселенной будут идти медленнее, чем наши.
@ Мэтт, мои вопросы касаются нашей близкой к c скорости, но ваши комментарии касаются близкой к c скорости других кадров. Вы хотите сказать, что не имеет значения, кто движется с этими скоростями, близкими к с, а только их относительное движение друг к другу? Как это влияет на тело, чье движение радиальное, например, возможное вращение галактики?
Точка зрения @Thomas Matt создает то, что называется парадоксом близнецов SR. Скорость симметрично относительна. Хотя в вашем случае наша Солнечная система движется со скоростью около c относительно реликтового излучения. Таким образом, я пытался создать систему отсчета, в которой мы могли бы измерять ваши часы здесь, в Солнечной системе, относительно реликтового излучения (в качестве универсальной системы отсчета). Я просто говорил, что ваши часы здесь, в Солнечной системе, будут идти медленнее по сравнению с часами, движущимися вместе с реликтовым излучением, и я предлагал рассматривать их как остальную часть Вселенной (в данном случае движущуюся вместе с реликтовым излучением). ).
@Thomas Matt не ответил на ваш комментарий, вероятно, потому, что он не получил уведомления. Поскольку вы поставили пробел между @ и его именем пользователя, система считает, что вы ни к кому не обращаетесь, а «Мэтт» является частью вашего сообщения, а не адресом. В адресе @ не должно быть пробелов, даже если имя пользователя содержит пробелы.
@Thomas « Вы говорите, что не имеет значения, кто движется на этих скоростях, близких к c, а только их относительное движение друг к другу? » - Правильно, однако это относится только к линейному движению, но не к вращению.
@ Томас Я не говорю, что не имеет значения, кто на самом деле движется, я утверждаю, что на самом деле не существует такой вещи, как движение. :)
@ ÁrpádSzendrei Я понимаю вашу точку зрения, но вы не можете позволить ОП думать, что кадр CMB является абсолютным. Наблюдатели реликтового излучения увидят, что наши часы идут медленнее, и мы увидим, что часы реликтового излучения будут идти медленнее, ИМХО, это момент, который Томас упустил и который может помочь ему лучше понять, что такое относительность.
@Matt Эти часы для меня немного загадка. В классическом сценарии близнец1 улетает в космос и через несколько лет возвращается, чтобы найти своего брата, близнец2 — старик. Таким образом, если бы у этих двоих были мощные телескопы, не увидел бы близнец 1 в космосе своего земного близнеца 2 с очень высокой тактовой частотой, прожигающего эти годы до самой старости? В то время как близнец2 на Земле увидит, как его космический близнец1 ходит по своему кораблю в замедленной съемке и не стареет?
@ Томас Нет. Оба увидят, что другие часы идут медленнее. В противном случае одна инерциальная система отсчета отличалась бы от другой, и принцип относительности не выполнялся бы. Объяснение чрезвычайно просто дать с помощью небольшого рисунка, но со словами здесь было бы не очень понятно.
@Thomas Хорошо, я нашел картинку, которую хотел нарисовать для тебя, в видео. Это ссылка с меткой времени ровно в тот момент, когда она появляется: youtu.be/-NN_m2yKAAk?t=99 . Это должно очистить ваш разум от того, как ситуация может быть симметричной (что невозможно, если вы держитесь за абсолютное время, одновременность и все такое, конечно).
Гипотетический эффект движения Солнечной системы / шпоры Ориона со скоростью, близкой к скорости света
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v