Мысленный эксперимент относительности одновременности поезда и набережной Эйнштейна

Я имею в виду мысленный эксперимент Эйнштейна: http://www.bartleby.com/173/9.html .

вкратце: эксперимент с поездом/насыпью состоит в том, что молния ударяет в оба конца движущегося поезда (точки A и B) и есть наблюдатель внутри поезда (назовем его INSD) и снаружи поезда (назовем его OTSD). если наблюдатель OTSD увидит, что удары молнии произошли одновременно, то наблюдатель INSD увидит, что одно происходит за другим. подробное объяснение можно найти по ссылке выше.

во всяком случае, так что я понимаю рассуждение. скорость света всегда постоянна, и от системы отсчета наблюдателя INSD удары молнии происходили на равном расстоянии от него, а так как молния спереди (В) достигла его раньше, чем молния сзади (А), то один на переднем плане (B) должен был произойти первым... поэтому то, что одновременно с OTSD, не одновременно с INSD; я понимаю.

теперь, что я на самом деле смущен, так это;

предположив, что молния ударила не в поезд, а в насыпь снаружи, также в тех же точках А и В; и оставил след в месте удара.

наблюдатель INSD по-прежнему увидит удар молнии от B сначала до A; но на этот раз наблюдатель видит, где B на самом деле ударился о насыпь; так что можно увидеть расстояние, которое он фактически прошел; что должно быть короче..

это та часть, в которой я запутался; если молния ударила в насыпь и оставила там след, можете ли вы по-прежнему утверждать, что в системе отсчета INSD оба прошли равное расстояние?

я знаю, что что-то упускаю, но я целый день бился над этой проблемой в одиночку; и мне некому лично задать этот вопрос (уже не в школе); так что, пожалуйста, будь милым и научи меня этому, как маленького ребенка :)

Обычно предполагается, что (а) поезд проходит очень близко к платформе (дотошная немецкая инженерия, понимаете), так что (б) молния может помечать и вагоны, и платформу в течение более коротких временных масштабов, чем что-либо еще, происходящее в задаче. Таким образом, оба участника могут впоследствии проверить, действительно ли они были на полпути между двумя ударами.
наблюдатель в поезде увидит, как платформа сжимается в направлении движения, и увидит задержку удара B. Сначала произойдет удар A, а затем удар B произойдет позже, как раз в тот момент, когда две точки B встречаются друг с другом.

Ответы (3)

Если предположить, что удары молнии оставляют следы и на вагоне, и на платформе, то оба наблюдателя могут измерять расстояние независимо. И да, наблюдатель OTSD рассудит, что метки расположены ближе друг к другу, чем наблюдатель INSD.

Но ключ к эксперименту с молнией и поездом не в том, одинаковы ли эти расстояния, а в том, совпадает ли расстояние от передней до средней точки с расстоянием от задней до средней точки. И обратите внимание, что у каждого наблюдателя есть своя средняя точка. Наблюдатель OTSD считает , что свет достигает его средней точки в одно и то же время. Наблюдатель INSD считает, что свет не достигает ее средней точки одновременно. То есть наблюдатель INSD, сидящий в средней точке вагона, ясно видит удар молнии в переднюю часть вагона передударяет в спину. Единственный вывод, который она может сделать, это то, что удары молнии не были одновременными.

Вы смешиваете наблюдения из двух систем отсчета.

Допустим, Болт А попадает в заднюю часть поезда и оставляет Марку А на соседней платформе, а Болт Б попадает в переднюю часть поезда и оставляет Марку Б на соседней платформе.

Что касается наблюдателя INSD в центре поезда, болты попали в переднюю и заднюю часть поезда. По данным INSD, поезд стоит на месте, а удаляется платформа. INSD измеряет расстояния и время относительно поезда. INSD сообщает: «Я и поезд находились в состоянии покоя. Я был в центре поезда. Я увидел болт B раньше, чем увидел болт A, и каждый из них прошел одинаковое расстояние, чтобы встретиться со мной, поэтому болт B произошел первым».

Если вы просите INSD начать рассмотрение того, что произошло, с анализа отметок на платформе, вы фактически просите INSD поставить себя на место OTSD, другими словами, взглянуть на то, что произошло, с точки зрения платформы, и в этом случае она с готовностью оценит, что если два болта были замечены OTSD в одно и то же время, то они были одновременными в кадре OTSD. В этом нет никакой загадки — она может видеть, что в ее рамке два болта прошли одинаковое расстояние и не были одновременными, в то время как в рамке OTSD они также прошли одинаковое расстояние и произошли одновременно.

Вы упустили тот момент, что обе точки зрения одинаково верны. Вы не можете сказать, что точка зрения платформы — это «то, что произошло на самом деле», и что INSD необходимо вернуться к такому образу мышления.

В этой статье подробно обсуждается эксперимент с поездом и насыпью (TETE) и дается ответ на ваш вопрос:

https://arxiv.org/abs/physics/0606135

правильный релятивистский анализ оригинального TETE Эйнштейна показывает, что «удары молнии» будут расценены как одновременные как поездом, так и наблюдателями на набережной, что противоречит выводу Эйнштейна.

Исследование, на которое вы ссылаетесь, тривиально неверно, потому что оно игнорирует основную причину, по которой удары молнии из поезда считаются неодновременными: правильная синхронизация часов. Это также делает неверное предположение безосновательно, что звук от ударов молнии спереди и сзади одновременно достигает середины поезда.