Специальная теория относительности: почему движутся системы отсчета?

Идея о том, что одна система отсчета (RF) движется относительно другой, для меня крайне нелогична. поскольку я всегда думаю, что если одна вещь движется, а другая неподвижна, то они имеют общую стационарную RF, в то время как одна вещь сама физически движется относительно этой RF. следовательно, я не вижу смысла создавать два отдельных RF. Есть ли какое-либо преимущество в рассмотрении движущихся RF, а не движущихся физических объектов?

Вы можете рассматривать систему отсчета как большую коробку, если это поможет. Я бы представил, что это обычная интерпретация идеи.
не совсем. Позвольте мне перефразировать мой вопрос: RF — это то же самое, что набор координат? Если это так, то почему у нас два отдельных РФ, один для движущихся объектов, другой для стационарных. Разве мы не можем просто использовать один RF, чтобы описать их все? На обычной бумаге все, что мне нужно сделать для описания точек, — это использовать декартовы координаты, верно? Таким образом, движущийся объект будет иметь вектор скорости, а не отдельный движущийся RF. Если, с другой стороны, RF не эквивалентна координатам, то что же это такое?
Мы говорим о разных системах отсчета, потому что «предметы» могут выглядеть по-разному в разных инерциальных системах отсчета. Использование только одной системы отсчета недостаточно, потому что, например, некоторые физические величины объекта известны только в системе покоя этого объекта.
Но мы не используем разные RF, если я сижу на диване и смотрю телевизор, а ты бежишь на стометровку, не так ли?
В этом не было бы необходимости, потому что люди не могут двигаться с релятивистской скоростью своими ногами. Можете ли вы еще раз уточнить свой первоначальный вопрос?

Ответы (3)

Есть ли какое-либо преимущество в рассмотрении движущихся RF, а не движущихся физических объектов?

Вспомним характеристику В. Риндлера:

« Инерциальная система отсчета — это просто бесконечный набор точечных частиц, неподвижно находящихся в пространстве относительно друг друга » .

Системы отсчета в целом следует рассматривать как наборы (возможно, идеализированных и только гипотетических) идентифицируемых физических объектов (также известных как « материальные точки » , «наблюдатели», «участники»), которые (считаются) (в первую очередь) способными определения их геометрических отношений между собой и (во вторую очередь) записывать и сообщать об их встречах (попутно) с участниками, принадлежащими к другим системам отсчета.

Поэтому, если вам интуитивно понятно, что физические объекты могут двигаться по направлению. друг друга, тем самым у вас уже есть интуиция, что составляющие (разных) систем отсчета могут двигаться относительно друг друга. друг друга.

Если я вас правильно понял, идея перемещения систем отсчета выглядит для вас нелогичной, потому что вы чувствуете, что есть одна система отсчета, которая «на самом деле» «действительно» стационарна, и если другие вещи движутся в этом RF, они «действительно неподвижны». движутся, иначе они «действительно» покоятся.

Представьте, что вы находитесь на космическом корабле где-то глубоко в космосе. Как узнать, движется ваш космический корабль или нет? Вы можете измерять расстояния до звезд, но сами звезды движутся. Некоторые из них становятся ближе к вам, другие дальше. Вы чувствуете, что отдыхаете. Для описания того, что происходит на вашем космическом корабле, очень удобно использовать RF, когда ваш космический корабль находится в состоянии покоя. Хорошо.

И вдруг рядом пролетает еще один космический корабль. Житель другого корабля использует РЧ, в котором ЕГО корабль покоится.

И нет никакого способа сказать, какой RF лучше.

Житель другого корабля описывает некий процесс, происходящий на его корабле, с помощью своего любимого RF. Типа "мяч прыгает по полу, 1 прыжок в секунду". И если вы действительно хотите описать этот процесс в своей РФ, у вас нет другого выбора, кроме как взять описание процесса в РФ, которое, по вашему мнению, движется, и перевести это описание в РФ, которая вам больше нравится.

Да, это оно. Я думаю, что путаница ОП заключается в том, что на Земле существует естественная система отсчета (т. Е. Система координат Земли / «лабораторная система координат»). Но в теории нет.

RF — это не то же самое, что набор глобальных (общепринятых координат). Я могу двигаться в своем собственном наборе координат, измеряя оба объекта внутри своего космического корабля и проводя астрономические наблюдения за тем, что происходит вне моего корабля. Я могу выбрать любую систему координат, какую захочу, и она всегда будет двигаться вместе со мной, я всегда буду в ее начале.

Если я могу это сделать, то сможет и кто-то другой, идущий в противоположном направлении, с самим собой в начале выбранной ими системы координат, которая движется вместе с ними.

Таким образом, для нас обоих не существует общей системы координат, как и не существует абсолютных измерений пространства и времени, с которыми мы оба согласны.

Но с помощью преобразования Лоренца мы можем согласовать измерения друг друга, потому что физические законы абсолютны , хотя измерения пространства и времени различны для наблюдателей в разных системах отсчета.