Каково видимое время часов, движущихся по оси x со скоростью 0,5 с, для наблюдателя, движущегося по оси x со скоростью 0,5 с?

Новичок в специальной теории относительности, я пытаюсь понять и вычислить пример парадокса симметричного замедления времени, описанного в http://en.wikipedia.org/wiki/Minkowski_diagram , что «второй наблюдатель, двигаясь вместе с часами из от O до B, будут утверждать, что другие часы достигли только C до этого момента и, следовательно, эти часы идут медленнее». Я пытался проверить, что на это уже был дан ответ, но не смог найти ту же проблему. Извините, если пропустил...

Если два наблюдателя движутся в противоположных направлениях с одинаковой скоростью (скажем, 0,5с) от покоящегося наблюдателя, то как часы симметричной системы будут тикать для противоположного наблюдателя?

Все наблюдатели начинают с t0=0, x=0. Я применяю c = 1. В моменты времени, соответственно, t1 = 0,5 и t2 = 1, положения двух движущихся наблюдателей равны + и - 0,25 и 0,5 в системе покоя исх. Когда я вычисляю их положение и время в их собственных системах отсчета, я логически получаю: x'=0 все время (наблюдатели покоятся в собственной системе отсчета), t'1=0,433; t'2=0,86. Их часы идут медленнее, чем часы в системе покоя. Все хорошо (я так думаю).

Итак, теперь я приступаю к вычислению относительной скорости одного из движущихся наблюдателей относительно другого. Я получаю 0,8c, что кажется правильным.

Впоследствии я применяю преобразование Лоренца еще раз, чтобы вычислить x' и t' наблюдателя, движущегося на 0,8c в системе координат своего компаньона, используя [x'1,t'1] и [ х'2,t'2]. получаю х''1 = 0,577; t''1 = 0,72 х''2 = 1,154; t''2 = 1,44

Будучи новичком в теории относительности, я ожидал, что часы наблюдателя, удаляющегося на 0,8с, будут медленнее, но, похоже, это не так...

Более того, я проверил инварианты Минковского, и они инвариантны, поэтому я предполагаю, что мои расчеты могут быть правильными, но мой мозг неправильно интерпретирует результат.

Где моя ошибка? В том, как я применяю преобразование Лоренца, или в моей интерпретации результата?

Ответы (2)

Используйте формулу сложения скоростей

в   "="   в   +   ты 1   +   ты в с 2 .
что для ты   "="   в   "="   .5 с дает в   "="   .8 с .

Вы можете вывести это для

д Икс   "="   γ ( д Икс   +   ты д т ) ,   д т   "="   γ ( д т   +   ( ты / с 2 ) д Икс ) ,
и вычислить в   "="   д Икс / д т
д Икс д т   "="   д Икс   +   ты д т д т   +   ( ты / с 2 ) д Икс
"="   д Икс / д т   +   в 1   +   ( ты / с 2 ) д Икс / д т .
вы получаете результат за в   "="   д Икс / д т .

Ваши расчеты верны. А теперь подумайте, что они означают.

Предположим, что есть верстовые столбы, расположенные (по данным наземного наблюдателя) с интервалом в полмили, начиная с начала координат.

Е событие «Путешественник А достигает первого верстового столба справа от исходной точки».

Ф событие «Путешественник Б достигает первого верстового столба слева от исходной точки».

По словам наземного наблюдателя, оба события происходят во время .5 .

По словам путешественника А, событие Е происходит во время 0,433 . По словам путешественника А, событие F происходит в момент 0,722 .

По тем же расчетам, по словам путешественника Б, событие Ф происходит во время 0,433 --- это то, что говорят его часы, когда он проходит этот верстовой столб.

Теперь, как путешественник А описать событие Ф ? Он говорит: «Событие Ф происходит во время 0,722 . В этом случае часы путешественника В показывают только 0,433 . ! Его часы, кажется, идут со скоростью примерно 6/10 от нормальной скорости!

Уважаемый WillO. Благодаря вам я понял свою ошибку. Согласно тому, что я думал, 0,722 должно было быть событием F на часах B, так как я применил LT к данным A о B! А этого не может быть, так как в опорной системе А В движется, а А отдыхает... поэтому t1'' должно быть <t1'=0,433. Моя ошибка: я использовал неправильный xB' . Поскольку относительная скорость B в системе координат A равна -0,8, xB1'=-0,8*0,443=-0,346. При применении LT к [t1';xB1']=[.433; .346], [t1'';xB1'']=[.260; 0], что кажется правильным сейчас, поскольку B находится в покое в своей собственной ссылке, и ее часы кажутся медленнее A. Вы очень помогли мне копнуть глубже!
Я рад, что это было полезно и что вопрос не был закрыт (как, кажется, четыре человека думают, что это должно было быть). Есть очень много вопросов об элементарной теории относительности от людей, которые не предпринимали серьезных усилий, и иногда люди делают поспешные выводы, что все вопросы об СТО относятся к этой категории. Вы, очевидно, много думали и запутались в очень конкретном вопросе, который, вероятно, обсуждался в другом месте, но я не понимаю, как вы могли успешно искать вопрос, который касается его.