Подразумевает ли специальная теория относительности множественность реальностей?

Спасибо за чтение. Прежде чем вы ответите на мой вопрос, я чувствую, что должен сообщить вам, что я все еще новичок в специальной теории относительности... так что чем более подробный ответ, тем лучше. Спасибо! Хорошо, вот:

Алиса и Боб движутся со скоростью В относительно друг друга.

Давайте сначала посмотрим на точку зрения Алисы.

С точки зрения Алисы, часы Боба идут медленнее, чем ее. То есть за любое количество времени, которое Боб путешествует, в то время как Алиса видит себя стареющей на т лет, она видит, как Боб стареет на т 1 − в 2 с 2 годы.

Предположим, что Боб проходит расстояние Д по меркам Алисы.

Чтобы оправдать тот факт, что Алиса думает, что Боб постарел меньше, чем она, когда он проехал это расстояние. Д , она бы сказала, что с точки зрения Боба, он, должно быть, чувствовал, что проехал расстояние в Д 1 − в 2 с 2 .

Причина, по которой она заключает это, заключается в том, что способ, которым определяется прошедшее время, представляет собой расстояние, на которое свет удаляется от кого-либо, деленное на скорость света. Свет должен был меньше удаляться от Боба, чем от нее, и, следовательно, для него должно было пройти меньше времени.

Однако, с точки зрения Боба, Алиса двигалась бы со скоростью В по отношению к нему, он бы сказал, что она постарела на т 1 − в 2 с 2 в любое время т это прошло для него, и поэтому он сделал бы вывод, что с ее точки зрения расстояние Д Должно быть, я чувствовал себя Д 1 − в 2 с 2 .

Означает ли это, что Боб в реальности Алисы и Боб в его собственной реальности... два разных Боба?

Спасибо

Похоже, это связано с Парадоксом Близнецов: en.wikipedia.org/wiki/Twin_paradox
Удалил некоторые комментарии. Напоминаем, что комментарии предназначены для получения разъяснений или предложений по улучшению поста, а не для ответа на вопрос.
Я не буду обманывать это, но в основном это дубликат Как замедление времени может быть симметричным?

Ответы (6)

Я не собираюсь касаться того, что можно было бы подразумевать под «множественными реальностями», но я думаю, что это все еще может быть полезно.

Допустим, мы стоим друг против друга. Я вижу здание слева от меня. Вы видите здание справа от вас. Означает ли это, что это два разных здания? Допустим, я указываю направо, а вы говорите, что я указываю налево. Мы только что создали две новые реальности?

Если я еду по дороге с постоянной скоростью, я увижу, как мимо меня движется здание, а моя машина покоится относительно меня. Однако, если вы находитесь в здании, вы видите движущуюся машину и неподвижное здание. Значит ли это, что мы существуем в двух разных реальностях?

Идем немного дальше... Допустим, мы оба парим в космосе, и вокруг нас ничего не видно. Допустим, я вижу, как вы двигаетесь мимо меня с постоянной скоростью. Тогда вы увидите, как я двигаюсь мимо вас с постоянной скоростью. Если бы мы оба собрались вместе, чтобы встретиться позже, ни у кого из нас не было бы абсолютно никакой возможности сказать, что один движется, а другой покоится. Значит ли это, что мы существовали в двух разных реальностях только потому, что находились в разных инерциальных системах отсчета?

Нет, это все та же "реальность". Просто то, что видят разные наблюдатели, зависит от системы отсчета, в которой они находятся. Вот почему это называется относительностью. Конечно, когда мы начинаем говорить об относительности длины и времени, это становится более нелогичным, поскольку мы не ощущаем этого на наших медленных относительных скоростях, но идея, по сути, та же самая.

Аарон, большое спасибо... но есть разница между твоим примером и моим замешательством (я бы сказал своим примером, но я знаю, что просто запутался). В вашем примере, когда вы едете по дороге, если бы я спросил вас, вы сказали бы, что здание и дорога движутся, а если бы я спросил человека в здании, они сказали бы, что машина движется. Однако, когда человек в здании и вы встречаетесь, вы должны договориться о... ну, реальности, в которой вы находитесь! Ничего принципиально не изменилось ни в здании, ни в дороге... однако (продолжение в следующем комментарии)
.... однако в примере с Алисой и Бобом Алиса спрашивает Боба в своей реальности, что она видела возраст меньше и что, по ее мнению, должно было произойти сокращение длины. И если бы она попросила его, это было бы так. Однако, если бы Боб спросил Алису, она была бы той, кто меньше постарел и испытал сокращение длины... так не будет ли Боб, которого спрашивает Алиса, и другой Боб разными Бобами? ...........Хмм....если что-то не произойдет, когда Алиса и Боб встретятся, что вернет двух Бобов в одного Боба, так же, как когда человек в здании встречается и ...
...человек ранее встречался в машине, они договаривались о вещах?? Я только что прочитал свой комментарий выше и понял, что это звучит немного нелепо, но на самом деле меня очень беспокоит, разделится ли Боб на двух Бобов или нет!
@JoshuaRonis Смотрите мою правку. Кроме того, резервное копирование встречи становится сложным с точки зрения старения ... Вы должны посмотреть парадокс близнецов и то, как он разрешен.
Ты иди по высокой дороге, а я по низкой. Это не значит, что есть два вас, просто два пути, две точки зрения.
@JoshuaRonis: Да, если вы начнете и закончите, когда Алиса и Боб движутся с одинаковой скоростью (чтобы они договорились о том, какие события одновременны до и после эксперимента), тогда они также договорятся о количестве собственного времени. каждый из них испытал. Вы никогда не окажетесь в ситуации, когда Алиса думает, что теперь она старше Боба, а Боб думает, что он теперь старше Алисы, если только Алиса и Боб все еще движутся с разными скоростями (и разделены в пространстве) и, таким образом, расходятся во мнениях относительно того, когда (и где) ) «сейчас» находится на их соответствующих мировых линиях.
Я хотел бы добавить еще одно сравнение, которое помогло мне понять эту странную концепцию: представьте, что мы стоим в двадцати метрах друг от друга. Если я протяну руку, ты не должен быть больше моего большого пальца. Мне кажется, ты уменьшился в размерах! Если вы сделаете то же самое со своей точки зрения, я тот, кто крошечный. Значит ли это, что мы живем в разных реальностях? :)
Хороший ответ, но он фокусируется на теории относительности и инерциальных системах отсчета. Парадокс близнецов особенно сбивает с толку, потому что он не имеет места полностью в инерциальных системах отсчета.
@Jay На самом деле вы можете объяснить парадокс близнецов, используя только инерциальные системы отсчета (математически эквивалентным образом). Кроме того, ОП даже не поднимает парадокс близнецов, что не то же самое, что два наблюдателя, движущиеся друг относительно друга.
Возможно, я неправильно истолковал вопрос, предположив, что они вернутся друг к другу, чтобы сравнить возраст (или прошедшее время).
@Jay Да, это был бы логичный следующий шаг, и ОП намекает на это в комментариях выше. Я уже посоветовал ОП изучить парадокс близнецов. Однако фактический пост в его нынешнем виде не ссылается ни на парадокс близнецов, ни на сценарий, связанный с ним.

Расслабьтесь, сделайте глубокий вдох :-) мне кажется, вы не понимаете, что у Алисы и Боба два разных времени. То есть то, что Алиса называет временем, Боб называет смесью пространства и времени. Итак, если вы нарисуете единую диаграмму, показывающую все события в пространстве и времени на одной странице, а затем нарисуете время Алисы, вы обнаружите, что оно имеет другое направление на диаграмме, чем время Боба. Чтобы понять относительность, лучше всего сначала разобраться в этом вопросе. Алиса и Боб расходятся во мнениях относительно того, что является одновременным. Итак, здесь нет конфликта, а значит, нет и необходимости в двух реальностях. Хотя вы можете подумать, что два направления времени — это одно и то же, но вся карта — это единая совместимая фоновая реальность.

Спасибо! Я собираюсь подробнее изучить эту идею несогласия в том, что является одновременным, и я вернусь к вам!
Что бы это ни стоило — я добавляю, что Алиса и Боб, кажется, воспринимают другую вселенную, потому что они улавливают события из пространства-времени в другом порядке и с разной скоростью, но сами события совершенно одинаковы.
@Joshua: minutephysics на YouTube есть отличная серия, объясняющая эти вещи.

Аналогия, которая помогла мне понять это (отчасти), — это эффект Доплера. Скажем, вы в машине, едете с постоянной скоростью. Вы слышите, как двигатель автомобиля гудит на какой-то средней частоте. Однако сторонний наблюдатель услышит, как автомобиль гудит на высокой частоте при приближении, а затем на низкой частоте при выезде.

Реальность одинакова для всех, но измерения о ней (частоте звука) расходятся. Однако наше понимание реальности позволяет нам вычислить эти различия, и сторонний наблюдатель сможет сказать, что слышит водитель, и наоборот.

То же и относительно относительности. Когда мы измеряем что-то относительно него («время»), наши результаты различаются, хотя основная реальность остается той же. И мы можем использовать наше понимание законов физики, чтобы рассчитать, что измеряет другой человек.

Этот «парадокс близнецов» не так уж парадокс. Попробую аналогию...

Это больше похоже на то, как Алиса и Боб измеряют свой возраст часами, и это часы, сделанные вручную неуклюжим учеником. У них есть некоторые проблемы с точностью, и часы Алисы идут немного медленнее, чем часы Боба.

Так вот - в какой-то момент они утверждают, что они ровесники, и сверяют часы. Затем Боб плюхается на диван, пьет пиво и смотрит фильм, а Алиса собирается на пробежку. Когда она вернулась, часы Алисы показали, что она немного моложе Боба, потому что ее часы шли немного медленнее.

Теперь - разница со специальной теорией относительности как будто часы были сделаны лучшим часовщиком Швейцарии - настоящим мастером своего дела - и они точны. То, как эти часы выходят из строя, связано не с отсутствием навыков у часовщика, а скорее со скоростью, с которой бежала Алиса. Таким образом, Алиса остается молодой и без морщин (а это то, чего мы все хотим).

Здесь не нужны альтернативные реальности. IIRC теория о разных реальностях больше связана с наложенными квантовыми состояниями ( https://en.wikipedia.org/wiki/Many-worlds_interpretation )

Это не весь парадокс близнецов. Парадокс заключается в том, что и Алиса, и Боб видят, что часы другого человека идут медленнее, в то время как они движутся относительно друг друга, так что кто из них прав и кто будет моложе, когда они снова встретятся?
@ Джим - В какой-то момент им нужно будет замедлиться, развернуться и вернуться - и тогда они, кажется, стареют намного быстрее, пока, когда они, наконец, не встретятся, различия не исчезнут.
Честная оценка. Оказывается, это связано с тем, что Алиса не находится в инерциальной системе отсчета, и нам понадобятся поправочные коэффициенты. Но Алиса и Боб остаются в одной реальности, нам не нужно много миров, чтобы объяснить это.
Я не думаю, что ОП спрашивал о парадоксе близнецов. Вопрос в том, если Алиса видит, что часы Боба идут медленно, почему Боб не видит, что часы Алисы идут быстрее. Я не увидел в вопросе ссылки на остановку и разворот. На самом деле, с точки зрения типа вопроса, парадокс близнецов гораздо более объясним в терминах здравого смысла. С точки зрения Боба, скажем, Алиса отправляется в путешествие, во время которого она не так сильно стареет. Но Алиса и Боб согласны с разницей в возрасте. Только когда вы смотрите на симметрию относительности, возникает проблема, и для этого вам не нужны близнецы.

Я бы сказал, что это, скорее, подразумевает отсутствие « реальности». То есть: нет осмысленной, универсальной координаты "t", дифференцируя которую можно было бы получить время, прошедшее для субъекта, проходящего свой путь в будущее. И для вашего

в то время как Алиса видит себя стареющей на т лет, она видит, как Боб стареет на т 1 − в 2 с 2 годы

да Алиса может видеть ее в возрасте т лет, но нет определенного «пока», которое она могла бы рассматривать как счет Боба. Оба т 1 − в 2 с 2 к т 1 − в 2 с 2 были бы достаточно близкими (космоподобными) точками, чтобы считать их одновременными с ней. т момент.

Далее уточним, что Алиса и Боб начинают с одного и того же места, а позже встречаются и сравнивают свои точки зрения. Боб просто продолжает идти, а Алиса разворачивается и бросается догонять.

Взгляд Алисы:

  1. Часы Боба идут медленно. Она поддерживает постоянную скорость в течение часа и подсчитала, что Боб постарел менее чем на час.
  2. Алиса оборачивается. Для этого она должна быстро ускориться к Бобу. Она подсчитала, что во время ее ускорения часы Боба шли быстрее. Очень быстро. Насколько быстро, по мнению Алисы, идут часы Боба во время ее ускорения, зависит не только от того, насколько ускоряется Алиса, но и от того, насколько далеко от нее находится Боб.
  3. Алиса поддерживает постоянную скорость, приближаясь к Бобу. Часы Боба снова отстают.
  4. Они встречаются и обмениваются мнениями. Часы Боба, идущие быстро во время ускорения Алисы, на самом деле имели большее значение, чем медленные в остальное время, поэтому Боб постарел больше, чем Алиса.

Взгляд Боба:

  1. Часы Алисы идут медленно. Он поддерживает постоянную скорость более часа и подсчитал, что Алиса постарела на один час.
  2. Алиса оборачивается. Это занимает короткое время и мало что меняет.
  3. Часы Алисы после того, как на мгновение побежали так же быстро, как часы Боба, снова идут медленно. Он продолжает поддерживать постоянную скорость, пока Алиса догоняет его.
  4. Они встречаются и обмениваются мнениями. Ускорение Алисы оказало незначительное влияние на общее время, поэтому часы Алисы в остальное время идут медленно, что означает, что Алиса постарела меньше, чем Боб.

Конечный результат: после повторной встречи они оба соглашаются, что Алиса стареет меньше, а Боб больше. Они даже договорятся о величине разницы.

Тогда вы можете спросить, почему Алиса стареет меньше? Причина этого в том, что именно она ускорилась. Когда Алиса ускорилась, она изменила свою систему отсчета. До ускорения она находилась в одной инерциальной системе отсчета, после – в другой, а при ускорении – в неинерциальной системе отсчета .

При расчете с использованием кадров «до и после» они имеют разные определения того, какое время «сейчас» в любом месте, кроме Алисы. При расчете с использованием кадра ускорения часы идут быстрее в местах, к которым она ускоряется, и медленнее или даже назад в местах, от которых она ускоряется, пропорционально расстоянию между ней и часами.

Однако на самом деле она никогда не видит , как часы идут в обратном направлении, потому что эффект масштабируется со скоростью, которая всегда позволяет увеличению времени прохождения света от часов до нее перевесить его — чтобы преодолеть этот предел и увидеть, как часы идут в обратном направлении, Алиса пришлось бы двигаться быстрее света.

Еще один дополнительный вопрос: что произойдет, если ни Алиса, ни Боб не ускорятся, а вместо этого будут сравнивать записи, отправляя сообщения? Ответ: то же самое, только с сообщением, которое занимает место Алисы или Боба на часть пути. Они не могут сравнивать записи до тех пор, пока сообщение от одного не окажется в том же месте, что и другое, и для достижения этого нужно, чтобы рассматриваемое сообщение проходило через ускоренный переход кадра, который Алиса делала в исходной версии. Так или иначе, разница будет устранена чем-то ускоренным, прежде чем она сможет повлиять на какие-либо физические взаимодействия.

Подразумевает ли специальная теория относительности множественность реальностей?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v