Как бы выглядело ночное небо, если бы скорость света была бесконечной?

Было бы ярче? Разные цвета? Гравитационное линзирование? Существовали бы черные дыры?

Бесконечная скорость света... Трудно ответить на этот вопрос. В этой парадигме ни один из наших общепризнанных законов физики не имеет особого смысла. Я подозреваю, что ночное небо было бы таким же ярким, как поверхность звезды. Я также подозреваю, что мир не будет иметь для нас особого смысла, если мы его посетим.
Здесь мы особо не размышляем об «абсурдной» физике, но довольно часто это делается в World Building , что может лучше (возможно) подойти для этого вопроса.
Всем, кто голосует за закрытие как неосновное, напоминаю, что это как раз и есть космология времен Ньютона.
Как бы это выглядело и существовали бы черные дыры — это два разных вопроса. Я рекомендую разделить их как таковые
Если бы скорость света была бесконечной во всех средах, то не было бы преломления, поэтому звезды не мерцали бы... конечно, это также означает, что линзы в ваших глазах ничего не делали бы, так что вы не могли бы видеть. их в любом случае.
Для начала подумайте о каждом результате (формуле) в физике, который включает инвариантную скорость с и разреши с → ∞ . В этом контексте можно утверждать, что явление света не существовало бы . Другими словами, вопрос о том, «как бы что-то выглядело », может быть бессвязным в таком контексте.
Если вся электромагнитная энергия находится везде одновременно, не будет ли слишком «горячо» что-либо наблюдать.
Я думаю, что свет схватится, чтобы взаимодействовать с глазом

Ответы (9)

В ньютоновском/галилеевском мире, где с бесконечно, вы не могли бы избежать парадокса Ольберса с бесконечной вселенной. Любой луч зрения в конечном итоге пересекал бы поверхность звезды, и поэтому все небо было бы таким же ярким, как Солнце. Это верно, когда выполняются две гипотезы:

  • Вселенная пространственно бесконечна (точнее, распределение вещей не сужается по мере удаления от нас),
  • Возраст Вселенной, умноженный на скорость света, бесконечен.

Первое условие гласит, что все линии обзора заканчиваются на звездах. Второй говорит, что мы видим эту звездную поверхность, должны ли мы ждать сколь угодно долго, но конечное время, пока она доберется до нас (потому что с конечно, но у нас есть бесконечное прошлое, в течение которого путешествовал свет), или нет (поскольку любое конечное расстояние преодолевается мгновенно, поэтому не имеет значения, как долго существует Вселенная).

Обратите внимание, кстати, что бесконечно быстро распространяющиеся влияния и бесконечные однородные вселенные вообще плохо смешиваются, не только в отношении света. Например, гравитационное воздействие бесконечного однородного распределения массы на нас не определено в ньютоновской космологии. Так что еще до Ольберса Ньютон знал, что если кто-то хочет бесконечную Вселенную, то нужно что-то дать.

Однако существуют ли звезды?
@RobJeffries Я не думаю, что это действительно правильный вопрос. Конечно, никакая «актуальная» физика не работает с бесконечными с . Для любого сценария я могу найти систему отсчета, в которой с и бесконечный с произвольно сильно различаются в своих предсказаниях. Но в то же время мы не говорим учащимся «не утруждайте себя классической механикой, так как погрешности ваших результатов при правильно выбранных постановках задачи бесконечно велики». Изучение следствий рабочей теории, которая не пытается последовательно объяснить все во Вселенной, — это все еще физика.
Я не уверен, что это полностью верно, так как свет, который мы сейчас видим от давно умерших звезд и новых звезд, не присутствовал бы.
@CarlWitthoft, но будут новые звезды. Помните, это для однородной Вселенной. Значит, есть галактики, подобные нашей, разбросанные по всей Вселенной.
Я не думаю, что все небо было бы таким же ярким, как Солнце . Разве яркость (по крайней мере, в астрономии) не определяется как кажущийся поток излучения в ваттах / м ^ 2? Хотя свет от далеких звезд сразу достигает Земли, они все еще очень далеко, и поэтому их энергия распространяется в пространстве, уменьшая яркость, воспринимаемую на Земле. Я думаю, что ночное небо может быть везде ярким и примерно таким же ярким, как звезды, которые уже есть.
@pentane И кажущийся угловой диаметр, и полная полученная энергия пропорциональны обратному квадрату расстояния. Итак, если предположить, что наше Солнце — средняя звезда (для наших целей), а Вселенная — вакуум (не совсем, но почти), везде яркая звезда == везде яркое Солнце.
@Chris White, относительно вашей первой пули: почему постулирование бесконечности c требует предположения о бесконечности вселенной?
Почему первое условие говорит о том, что все линии обзора заканчиваются на звездах? Это было бы очевидно, если бы Вселенная состояла исключительно из пустого пространства и звезд, однако Вселенная может содержать и действительно содержит непрозрачные объекты, которые намного холоднее и темнее звезд, и по крайней мере некоторые лучи зрения оканчиваются на них.
@DavidRose Это не так. Две пули вместе необходимы и достаточны для проявления парадокса Ольберса. Скорость света входит только во вторую пулю.
@Peteris Непрозрачные вещи будут блокировать свет, но затем они будут нагреваться до той же температуры, что и звездные поверхности, и, таким образом, они будут светиться так же ярко. В такой вселенной непрозрачные объекты существенно задерживают неизбежное, замедляя эффективную скорость света (даже если в противном случае она бесконечна). Итак, я предполагаю, что либо возраст Вселенной больше, чем время теплового равновесия, либо мы просто ссылаемся на эффективную с когда мы говорим, что это бесконечно.
@ТимС. нет, угловой диаметр пропорционален только обратному расстоянию, а не обратному квадратному расстоянию, поскольку рассеяние энергии см. en.wikipedia.org/wiki/Angular_diameter
Телесный угол @pentane опускается как квадрат, что, несомненно, имел в виду Тим С..
@pentane да, я оговорился, я имел в виду телесный угол (хотя я не знал этого слова), как сказал Крис.
О, это имеет большой смысл, спасибо @ChrisWhite и @TimS! Не могли бы вы включить это объяснение того, почему он будет таким же ярким, как Солнце? Я думаю, это улучшит ответ :)
Кстати, вы могли бы прекрасно избежать парадокса Ольберса с достаточным количеством пылевых облаков (вселенная не бесконечно стара и поглощает/повторно излучает медленно); однако это требует изменения еще нескольких вещей.
Небольшая поправка: « Продолжительность периода времени, в течение которого существуют звезды, умноженные на скорость света, бесконечна». Если бы звезды были относительно новым явлением, это также было бы решением парадокса Ольберса.
Хотя он может быть и не ярким. Если бы свет с бесконечной скоростью все еще можно было считать волной, а пространство расширялось, то свет испытывал бы красное смещение, поэтому небо везде было бы ярким только в инфракрасном диапазоне, я думаю.
@lieryan Но если скорость света бесконечна, как может быть красное смещение? Все волны придут мгновенно. Вы получаете красное смещение (или синее смещение), когда движение источника «растягивает» расстояние между волнами. Но если бы с было бесконечно, я не понимаю, как это могло бы произойти. Скорость источника в процентах от c будет равна нулю.
RE угловое расстояние и интенсивность света: подумайте об этом так. Представьте себе ряд сферических оболочек вокруг Земли. Сколько звезд пересекала бы такая сфера? Ну, площадь поверхности оболочки пропорциональна r ^ 2, поэтому, если бы звезды были равномерно распределены по Вселенной, количество звезд, которые она пересечет, было бы пропорционально r ^ 2. Сколько света мы получаем от каждой звезды? Это пропорционально 1/r^2. Итак, сколько света мы получаем от каждой оболочки? Два r^2 сокращаются. Мы получаем одинаковое количество света от каждой оболочки. Если Вселенная бесконечна, то даже если...
... количество света от каждой оболочки очень мало, бесконечность, умноженная на очень маленькое число, все равно бесконечность. Так почему же небо не бесконечно яркое? Либо количество звезд не бесконечно, либо Вселенная расширяется, а с не бесконечно, так что часть этого света никогда не достигает нас. Может быть, есть еще одна возможность.

В вакууме

∇ × Б → знак равно 1 с 2 ∂ Е → ∂ т знак равно 0
поэтому изменяющееся E-поле не порождает изменяющееся B-поле. Формула Ларморса для излучения ускоряющих зарядов также имеет с в знаменателе.

Следовательно, никакого (звездного) света? [Или, по крайней мере, никаких электромагнитных волн].

Это похоже на утверждение, что длина волны всего света стремится к бесконечности и, следовательно, света нет; это все мрак. Но поскольку разница между электричеством и магнетизмом обусловлена ​​относительностью (упрощенно говоря), то не факт, что свету понадобились бы магнитные поля, если бы скорость была бесконечной. Или, скорее, все поля можно интерпретировать как электрические, даже если они соответствуют магнитным полям в тензоре напряженности поля
@ Джим, честное слово. Вопрос мог бы быть лучше, если бы он заключался в том, как бы выглядела Вселенная, если бы скорость света была намного выше (но не бесконечной).
Да, конечно нет, потому что электромагнитным волнам нужен конечный c. Я думаю, что в случае бесконечного c изменения E, B также распространялись с бесконечной скоростью, поэтому волн не было, но перенос энергии был возможен.
Возможно, не будет ничего, что мы бы назвали электромагнитными волнами, но ЧТО-ТО будет. 2 частицы в вакууме все равно могли бы взаимодействовать, а 2 частицы, разделенные стеной из свинца толщиной в километр, все равно вряд ли бы взаимодействовали. Разве это не правильно?
@cowlinator Как взаимодействовать? Сильная сила предположительно. - Нет света.

Изменение c на бесконечность меняет некоторые важные вещи. Фактический эффект зависит от того, как вы хотите предложить работу магнитных сил (обычно это фиктивные силы, вызванные теорией относительности). Если мы предположим, что константа связи (эта константа не фигурирует в уравнении, так как ее значение обычно равно 1) стремится к бесконечности, когда c стремится к бесконечности, так что магнитостатика не меняется, внешний вид Вселенной радикально не меняется, за исключением квазаров. исчезнуть (поскольку мы больше не можем видеть прошлое, глядя далеко).

Однако случаются вещи, которые можно сразу заметить, начиная с того, что золото больше не желтое и должно быть химически очень похоже на платину.

РЕДАКТИРОВАТЬ: в некоторых моделях отчетности мы видим ограничение по времени назад во всех направлениях, в то время как в других мы сначала видим преимущество с одной стороны. Если взять первый, появится новый артефакт там, где в какой-то момент должно быть расстояние, на котором мы больше не видим галактик. Разница в области, которая уже изменилась из-за того, что мы не оглядываемся назад во времени.

Как насчет парадокса Ольберса, отмеченного Крисом Уайтом? С бесконечным с , наблюдаемый радиус также должен быть бесконечным. (Если сама Вселенная конечна, это просто означало бы, что мы могли бы наблюдать бесконечное множество ее изображений в виде световых лучей, огибающих Вселенную.) Если Вселенная также однородна в больших масштабах (или, как отмечалось выше, конечна) и содержит звезды, мы должны быть в состоянии смотреть в любом направлении и в конце концов увидеть поверхность звезды (или какого-либо другого непрозрачного объекта, который, согласно тому же аргументу, также должен быть залит звездным светом и, таким образом, нагрет до раскаления).
Я считаю, что Вселенная имеет конечную массу.
Вы также верите, что он бесконечен в пространственном отношении (что в сочетании с конечной массой и ненулевой локальной плотностью обязательно подразумевает неоднородность)? Если нет, вы все равно столкнетесь с той же проблемой, поскольку бесконечно быстрый световой луч может произвольно много раз обернуться вокруг конечной вселенной, прежде чем попасть в цель. Таким образом, с какой бы стороны вы ни смотрели в такую ​​вселенную, вы должны увидеть нечто иное, чем пустое пространство, будь то звезда, газовое облако, планета или собственный затылок.
Я считаю, что пространственная протяженность бесконечна, но общей массы недостаточно, чтобы отклонить свет назад и стать неоднородным за пределами определенной точки). Отвечая на очевидный следующий вопрос, некоторые отчеты, которые я получил, указывают на то, что мы можем видеть край Вселенной, а некоторые нет.

Для близкого к вам объекта скорость света фактически бесконечна, т. е. время, необходимое для того, чтобы лампочка на расстоянии 10 м от вас добралась до вас, настолько близко к нулю, что его можно считать мгновенным, и, таким образом, скорость света равна предполагается бесконечным.

Имея это в виду, это будет означать, что небо будет ярче. На самом деле скорость света является фундаментальной константой во Вселенной, и поэтому, если бы скорость света была бесконечной, тогда вся структура Вселенной изменилась бы и, возможно, была бы недостаточно стабильной, чтобы продержаться достаточно долго для развития жизни. , чтобы задать такой вопрос.

Таким образом, настоящий квантово-механический ответ был бы светлым или темным, мы просто не знаем, какой...

Изменение значения с изменит нашу физику за признанием, но если мы проигнорируем эту надоедливую деталь: давайте предположим, что наша вымышленная вселенная имеет бесконечный размер, содержит бесконечно много звезд и имеет с знак равно ∞ . Означает ли это, что каждая линия обзора будет заканчиваться звездой, а небо будет ярче солнца (при условии, что в этой вселенной яркость солнца ниже средней)?

Есть способ избежать парадокса Ольберса и создать такую ​​вселенную с почти таким же почти черным ночным небом, как ночное небо в нашей вселенной. В нашей Вселенной у нас есть звезды и много пустоты между ними, образующие галактики, и эти галактики собираются в скопления с большим количеством пустоты между ними, а скопления образуют суперскопления с большим количеством пустоты между ними... но, в конечном счете, наша Вселенная предполагается вполне однородным в достаточно больших масштабах.

Но наша вымышленная вселенная может отличаться от реальной в этом отношении и может быть комковатой во всех масштабах. Предположим, вы измеряете количество материи вымышленной вселенной внутри пузыря радиусом р . Учитывая, что материя в этой Вселенной распределена комковатым, фрактальным образом, плотность будет увеличиваться со скоростью р Д для некоторой фрактальной размерности Д , и выбирая Д достаточно низко (однородная Вселенная подразумевала бы Д знак равно 3 , но вы должны выбрать фрактальную вселенную с Д < 2 ), вы можете избежать парадокса Ольберса (который на самом деле впервые обсуждал не Ольберс, а Кеплер, между прочим; и решение, которое я представил, было найдено Фурнье; более подробное обсуждение см. Mandelbrot, "The Fractal Геометрия природы"): хотя наша вымышленная вселенная содержит бесконечно много звезд, большинство лучей зрения никогда не попадут ни в одну из них, а вместо этого будут проходить через постоянно увеличивающиеся области пустоты.

Это вопрос точки зрения наблюдателя. Поскольку время останавливается со скоростью света, для фотона время не проходит, какое бы расстояние ни было пройдено, и поэтому его скорость бесконечна.

Как только Вселенная выйдет из своего темного века, если скорость света будет бесконечной, тогда она сможет идти в ногу с расширением Вселенной. Вокруг было бы намного светлее, может быть, невыносимо для нас. Вселенная оказалась бы очень активной, так как событие далеко-далеко явилось бы нам мгновенно. Мы можем быть слепыми, поскольку наши органы чувств света могут быть не в состоянии обрабатывать бесконечно быстрые фотоны. Черные дыры будут освещены. Размер Вселенной может резко уменьшиться

Есть два сценария, которые приходят на ум. 1) Вселенная, как она существует сейчас, только скорость распространения фотонов мгновенно становится бесконечной. 2) Скорость была бесконечной в начале Большого Взрыва.

Для первого сценария, поскольку свет, которого мы сейчас не видим, стал бы видимым, небо стало бы по крайней мере таким же ярким, как наше дневное небо. Поскольку все «цвета» были бы смещены, наши глаза, скорее всего, не смогли бы определить какой-либо цвет. Мы могли бы видеть только свет и тьму. Не было бы гравитационного линзирования, а существующие черные дыры имели бы вид звезд (фотоны могли бы улетучиваться).

Что касается второго сценария, я считаю, что скорость распространения фактически была бесконечной в начале Большого взрыва. Затем, когда пространство расширилось, его характеристики изменились, в результате чего скорость распространения ЭМ уменьшилась до того, что сейчас является его текущим значением. Если бы характеристики пространства не изменились (пространство не расширилось), то скорость распространения по-прежнему была бы бесконечной, и Вселенная, какой мы ее знаем, не существовала бы. Если каким-то образом Вселенной позволить развиваться в присутствии бесконечной скорости фотонов, результаты будут такими же, как и в первом сценарии.

В случае бесконечного c электромагнетизм сводится к электростатике. Значит, света бы не было.

Чтобы уточнить, роль с играет в физике роль параметра масштабирования, есть только 3 различных физически различных случая: с = 0, с = конечный и с = бесконечный. В последнем случае законы физики нелокальны, нет хорошего понятия о локальности, нет электромагнитных полей, переносящих информацию из одной части Вселенной в другую. Вместо этого будущее состояние Вселенной в какой-то момент зависит от прошлого состояния не только какой-то небольшой окрестности этой точки, но и всей Вселенной.

Наилучший способ изобразить вселенную ac = бесконечность — рассматривать ее как единую точку в пространстве. Таким образом, электромагнитное поле в том виде, в каком оно существует в нашей Вселенной, следует рассматривать как свернутое в единую точку, поэтому его необходимо заменить полем без каких-либо пространственных степеней свободы, которое имеет достаточно большое количество компонентов, чтобы освободить место для всех степени свободы.

Меня не совсем убеждает этот аргумент (особенно первое утверждение): ∇ × Б знак равно 0 & ∇ ⋅ Б знак равно 0 не значит Б знак равно 0 .
также постоянная Б поле не означает Е поле статично. Электродинамика еще может быть
Да, вы все еще можете иметь «электродинамику», означающую не что иное, как изменение электрических полей и движущихся зарядов, но эффекты замедления точно равны нулю, поэтому уравнения электростатики точно применимы даже к динамической ситуации.
Как бы выглядело ночное небо, если бы скорость света была бесконечной?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v