Представьте себе поезд со столом, который содержит свет на обоих концах (так что линия между двумя источниками света параллельна линии движения поезда) и датчик освещенности в идеальной середине. Огни начинаются с поезда, движущегося на высокой скорости. Затем одновременно (в опорном поезде) включаются огни. Датчик определяет, попадают ли на него оба луча света одновременно или нет. Если свет падает на датчик с обеих сторон одновременно, датчик включает яркий свет, который можно увидеть снаружи поезда.
Поскольку в случае с поездом оба огня включаются одновременно, датчик освещенности обнаружит это и включит яркий свет.
Однако камера стоит на набережной рядом с поездом и ждет, пока он проедет (скажем так, свет включается чем-то на путях прямо перед камерой. Когда свет включится, камера, стоящая на набережной, увидит. .. Что будет дальше из следующих вариантов?
Камера видит, как включаются оба источника света (и может рассчитать, что она была абсолютно равноудалена от обоих источников света, когда лучи света покинули источник света), но, поскольку фотодатчик перемещается от одного луча света к другому, лучи света не достигают фотодатчика одновременно.
Будет ли этот мысленный эксперимент соответствовать варианту 1.1, 1.2, 2, 3.1 или 3.2?
Если следует вариант 2, есть ли способ поставить мысленный эксперимент, чтобы критерии включения яркого света выполнялись в системе отсчета поезда, а не в системе отсчета набережной? Если да, то увидит ли камера, что яркий свет все равно включится, или камера на набережной увидит, что свет остается выключенным?
Короче говоря, если событие обусловлено одновременностью двух событий, произойдет ли условное событие даже в системе отсчета, где условие не выполняется, или же событие произойдет независимо от любой системы отсчета, отличной от системы отсчета? что определяет одновременность двух событий?
РЕДАКТИРОВАТЬ
Эта программа графически изображает мысленный эксперимент, где горизонтальная составляющая представляет собой положение, а вертикальная составляющая — время. Система отсчета поезда выделена черным цветом, а система отсчета набережной — красным. Желтые линии представляют положения фотонов в определенное время. Обратите внимание, что красные точки и черные точки находятся в разных системах координат. Красные точки — это черные точки после преобразования Лоренца.
Черные A и B — это положения (в пространстве и времени), в которых огни впервые включаются, испуская свои первые фотоны, положение которых в зависимости от времени показано желтым цветом. Черная буква M — это середина отрезка AB и место расположения датчика освещенности. Обратите внимание, что поскольку M — это просто местоположение, а не время, технически его следует представлять в виде вертикальной линии. Обе желтые линии пересекаются с этим отрезком M и друг с другом в черной точке C (время и место). Поскольку они пересекаются с M в одной точке, события записываются как одновременные.
Красные A' и B' — это черные A и B после преобразования Лоренца (т. е. эквиваленты A и B в системе отсчета насыпи). В то время как черные точки A и B находятся на одной высоте на экране (обе они имеют одинаковую временную составляющую и, таким образом, являются одновременными), красные A' и B' не отображаются на графике на одной высоте и, следовательно, не являются одновременными.
Таким образом, вариант 1 исключается, потому что A и B не одновременны в системе отсчета камеры на набережной.
Обратите внимание на желтые линии, выступающие из красных A' и B'. Это фотоны, испускаемые обоими источниками света. Теперь, поскольку черный M должен был быть изображен как вертикальная линия, красный M' должен был быть изображен как линия, наклоненная влево (линия, которая проходит через красный M' и красный C'). Таким образом, ясно, что свет от В' пересекает М' задолго до того, как (ниже) свет от А' пересекает М'. Теперь, чтобы масштабировать скорость света, все желтые линии должны были быть гораздо более горизонтальными. Таким образом, масштабирование всего этого приведет к преувеличению того факта, что свет от B' пересек M раньше, чем свет от A (вы можете изменить скорость света в этой симуляции, изменив число в первой строке кода: "вар с = 3;". Вы также можете изменить скорость поезда на второй линии, чтобы увеличить масштаб. Все в единицах СИ).
Поправьте меня, если я ошибаюсь, но использование математики преобразования Лоренца, по-видимому, указывает на вариант 3. И красные A', и B' не являются одновременными, потому что они имеют разные компоненты времени. Кроме того, лучи света не пересекают фотодатчик одновременно (в перспективе насыпи), потому что лучи света не пересекают линию M' -> C' на одной и той же высоте или компоненте времени.
Итак, кажется, что вариант 3 правильный, и в этом случае я до сих пор не знаю, правильный ли подвариант 1 или 2.
ОБНОВЛЕНИЕ 2
Я был непоследователен в своей диаграмме с представлением времени в виде секунд в метрах. Я исправил это, и теперь он работает как вариант 2.
Неподвижный наблюдатель увидит, как два огня в поезде загораются один за другим, так что они попадают на датчик одновременно. То есть вариант 2.
В общем, когда включается «яркий свет», он будет наблюдаться во всех системах отсчета. Ответ на вторую часть вашего вопроса заключается в том, что нет возможности поставить задачу так, как вы спрашиваете.
Обратите внимание, что определяющим критерием при постановке задачи было то, что два события в одном и том же пространственном местоположении произошли в одно и то же время. Это будет согласовано всеми системами отсчета. Относительность одновременности применима только к пространственно разнесенным событиям (например, огни впереди и сзади вашего поезда), а не к событиям, которые находятся в одной и той же точке пространства.
пользователь65081
ЭллиотТомас
пользователь65081
ЭллиотТомас
пользователь65081
пользователь65081