Czas własny i jego względność

[thikim 117]

Tak to jest czasem że się coś rozumie a potem przestaje się rozumieć

I mam ten problem z czasem własnym.

Załóżmy leci sobie cząstka z prędkością 0,5 c.

To już jest błędne sformułowanie więc poprawię:

Od Ziemi oddala się cząstka z prędkością 0,5 c.

Jednocześnie zbliża się z prędkością 0,1 c do rakiety która wyleciała wcześniej z prędkością 0,4c.

I tu uwaga, pominąłem naprawdę drobne różnice wynikające ze składania prędkości zgodnego z STW. Bo to nie będzie miało znaczenia dla rozważań.

Czyli wychodzi prędkość 0,5 c od Ziemi i około 0,1c do rakiety.

No i teraz możemy sobie wyliczyć spowolnienie czasu własnego dla cząstki.

Tylko jest jeden problem. Są dwa czasy własne.

Jeden względem Ziemi dla 0,5c i jeden dla rakiety dla 0,1c.

No, ale jaki to czas własny jeśli skąd na niego nie patrzymy to widzimy go inaczej?
Widzimy jeden zegar ale z różnych punktów na niego patrząc on bije inaczej.

Więc co byśmy zobaczyli będąc w układzie powiązanym z cząstką?

To oczywiście tylko wstęp do dalszych rozważań.

Edytowane 18 sierpnia 2018 przez thikim

[ex nihilo 214]

3 hours ago, thikim said:

No, ale jaki to czas własny jeśli skąd na niego nie patrzymy to widzimy go inaczej?

Czas własny to ten, który widzisz na swoim zegarku. To, co twierdzą inni, Ciebie nie obchodzi.

 

3 hours ago, thikim said:

Tak to jest czasem że się coś rozumie a potem przestaje się rozumieć

Ano, tak bywa

[thikim 117]

Mój czas własny to ten który widzę na swoim zegarku.

No ale ja o czasie własnym innych obiektów który widzę poruszając się względem nich. 

Widzę ten czas inaczej.

7 godzin temu, ex nihilo napisał:

To, co twierdzą inni, Ciebie nie obchodzi.

A widzisz obchodzi. A czemu? Do tego zmierzam.

Leci sobie rakieta do Andromedy z prędkością 0,99c.

Im tam sobie czas własny leci normalnie tak jak leciał i na Ziemi bo względem rakiety ich zegary mają prędkość zero. Ale jak ja na nich spojrzę z Ziemi to widzę inne tempo upływu ich czasu.

A jak ktoś leci sobie za nimi załóżmy z prędkością 0,55 c to widzi jeszcze inne tempo bicia ich zegara.

To w końcu jakie mają tempo?

Z mojego punktu widzenia upływ czasu im spowolnił.

Z ich punktu widzenia biegnie normalnie.

Jest znany przypadek że cząstka o czasie życia załóżmy 1 ns wpada w atmosferę i zamiast przelecieć te załóżmy 3 m to przelatuje 10 m.

Dlatego pytam co to jest czas własny

Co się stało tej cząstce że przeleciała 10 m. Jej zegar zwolnił. Ale zwolnił względem nas. To co z jej zegarem własnym jak piszesz "na ręku"? Jeśli się nie zmienił to jak przeleciała 10 metrów? Czy  ona przeleciała jednak 3 m? A my widzimy 10?
To w końcu czyj czas się zmienił? Nasz czy cząstki?  A może i odległość się zmieniła?

A do czasu kosmicznego to jeszcze pewnie dojdę

Edytowane 19 sierpnia 2018 przez thikim

[Delor 6]

Godzinę temu, thikim napisał:

Jest znany przypadek że cząstka o czasie życia załóżmy 1 ns wpada w atmosferę i zamiast przelecieć te załóżmy 3 m to przelatuje 10 m.

Porównaj ten przykład z tym:

http://fizyka.pisz.pl/strona/89.htm

[ex nihilo 214]

2 hours ago, thikim said:

To w końcu czyj czas się zmienił? Nasz czy cząstki?  A może i odległość się zmieniła?

W każdym przypadku musisz transformować cały czterowektor (t, x, y, z).

 

2 hours ago, thikim said:

A do czasu kosmicznego to jeszcze pewnie dojdę

Ale nie próbuj do tego dochodzić na drodze STW, bo wleziesz w krzaczory

 

[ex nihilo 214]

6 hours ago, thikim said:

To w końcu czyj czas się zmienił?

W zasadzie niczyj czas się nie zmienił, każdy obserwuje swój niezmienny czas. Zmienia się tylko obserwowany czas "cudzy".

Ale tego jak się zmienia czysta STW nie wyjaśnia - trzeba przejść do układów nieinercjalnych: OTW lub dodać do STW poprawki na przyspieszenia.

 

[thikim 117]

17 minut temu, ex nihilo napisał:

Zmienia się tylko obserwowany czas "cudzy". 

Otóż to. Ale jaki to ma wpływ na drogę.

Czyli rozumiem że jednocześnie z punktu widzenia cząstki odległość ulega skróceniu?

I załóżmy że jakaś cząstka rozpada się po 1 ns czasu co daje przy jej prędkości bliskiej c - 2 metry odległości.

Czy mam rozumieć że jeśli ją obserwujemy to jednocześnie:

z naszego punktu widzenia:

- jej czas spowolnił załóżmy 2-krotnie i rozpadnie się dla nas po 2 ns, więc pokona 4 metry odległości

z punktu widzenia cząstki:

- nasza odległość uległa podwójnemu skróceniu więc ona lecąc 2 metry w swoim mniemaniu - przeleciała 4 metry w naszym mniemaniu?

Chodzi mi o to że ostatecznie przecież cząstka musi się rozpaść w konkretnym miejscu czasoprzestrzeni niezależnym od układu odniesienia. Rozpadnie się w miejscu A patrząc z jej punktu widzenia i w punkcie A patrząc z naszego punktu widzenia.

Jeśli ją zarejestruje detektor A to informacja o tym może trafić do wielu różnych układów odniesienia i jest to miejsce A.

Jednoczesna dylatacja czasu i skrócenie odległości mogłoby to właśnie w taki sposób kompensować. Ale czy tak jest?

 

Edytowane 19 sierpnia 2018 przez thikim

[Delor 6]

Dokładnie tak jest. Mamy jednoczesną dylatację czasu i skrócenie odległości.

[ex nihilo 214]

11 hours ago, thikim said:

Chodzi mi o to że ostatecznie przecież cząstka musi się rozpaść w konkretnym miejscu czasoprzestrzeni niezależnym od układu odniesienia. Rozpadnie się w miejscu A patrząc z jej punktu widzenia i w punkcie A patrząc z naszego punktu widzenia.

Tak będzie w lokalnym układzie odniesienia, wspólnym dla nas i cząstki. W innym przypadku ustalenie tego wspólnego "konkretnego miejsca w czasoprzestrzeni" może okazać się niewykonalne

[thikim 117]

Czyli jeśli wyślemy w podróż kosmiczną ludzi do załóżmy odległej o 100 lat świetlnych planety to z ich perspektywy wszystkie odległości związane z naszym i docelowym układem odniesienia (prędkość układów względem siebie uznajmy za pomijalną w tym momencie) ulegną skróceniu? I np. podróż na odległość 100 lat świetlnych stanie się podróżą na 10 lat świetlnych?

My oczywiście z Ziemi odległość do innej planety będziemy postrzegać jako niezmienioną ale czas własny astronautów będziemy postrzegać jako spowolniony.

5 godzin temu, ex nihilo napisał:

Tak będzie w lokalnym układzie odniesienia, wspólnym dla nas i cząstki

W przypadku podróży międzygwiezdnych jak rozumiem Nasza Galaktyka należy do lokalnego układu odniesienia.

[ex nihilo 214]

13 hours ago, thikim said:

Czyli jeśli wyślemy...

Weź sytuację graniczną: v=c
wtedy (ct, x, y, z) = (0, 0, 0, 0) 

 

13 hours ago, thikim said:

W przypadku podróży międzygwiezdnych jak rozumiem Nasza Galaktyka należy do lokalnego układu odniesienia.

Tak, z wyjątkiem wnętrz BHs w niej 

[thikim 117]

Oj, za szybko z tą sytuacją graniczną wyleciałeś miałem do tego dojść za parę postów

Więc obserwujemy sobie "foton" i w naszej opinii jego zegar się zatrzymał.

Tymczasem foton sobie patrzy na nas i w jego opinii wszystkie odległości wynoszą zero.

Ale co sobie myśli foton patrząc na nasze zegary?

[Delor 6]

23 minuty temu, thikim napisał:

Ale co sobie myśli foton patrząc na nasze zegary?

"Ło panie! Jak ten czas ...

... ucieka."

Źle. Na odwrót.

"Mamy dużo czasu."

Edytowane 20 sierpnia 2018 przez Delor

[thikim 117]

Nie wiem co to znaczy myśli sobie: "mamy dużo czasu".

Dla fotonu nasz zegar stanął?

A dla nas stanął jego zegar?

Co z kolei prowadzi do kolejnego wniosku:

cała materia postrzega zegary cząstek bezmasowych jako stojące i z wzajemnością.

Do tego wszystkie cząstki bezmasowe postrzegają cały świat materialny jako nie mający rozmiaru?

No to można by rzecz że są dwa wszechświaty: masowy i bezmasowy. Cały problem że mimo iż te wszechświaty widzą swoje zegary jako stojące to jednak jakoś oddziałują. A oddziaływanie zachodzi w czasie.

Edytowane 20 sierpnia 2018 przez thikim

[ex nihilo 214]

Foton "widzi" swój czas jako 0. Odległości też: (0, 0, 0, 0)

Dla fotonu świat jest jednym punktem, osobliwością, w której "nic się nie dzieje".

My widzimy falę, która zapipcza z c np. 8,5 min, ze Słońca, czyli widzimy upływ jego czasu.

Tako rzecze matma STW

 

23 minutes ago, thikim said:

A oddziaływanie zachodzi w czasie. 

Niekoniecznie. Weź pod uwagę nielokalność.

Edytowane 20 sierpnia 2018 przez ex nihilo

[thikim 117]

8 godzin temu, ex nihilo napisał:

Foton "widzi" swój czas jako 0

Ale dlaczego? Sam wobec siebie się porusza z prędkością c?

 

8 godzin temu, ex nihilo napisał:

Dla fotonu świat jest jednym punktem, osobliwością, w której "nic się nie dzieje". 

To dlaczego z tym światem oddziałuje skoro nic się nie dzieje?

8 godzin temu, ex nihilo napisał:

Dla fotonu świat jest jednym punktem, osobliwością, w której "nic się nie dzieje". 

No to moglibyśmy to traktować jako dwa "wszechświaty". Wszechświat cząstek masowych i wszechświat cząstek bezmasowych. Które jednak ze sobą jakoś oddziałują.

8 godzin temu, ex nihilo napisał:

Niekoniecznie. Weź pod uwagę nielokalność.

Jako wyjątek jednak na naszym poziomie percepcji. Dla nas ogólną zasadą jest oddziaływanie w czasie. Zajmujące określony czas.

Leci sobie taki foton i nagle trach w szybę. I leci sobie w szybie ale już wolniej. Czyli że czas mu zaczął inaczej płynąć? Inaczej niż "0"? Jakkolwiek by z zera nie zmienić to jest to nieskończona zmiana

Owszem, wiem że tłumaczy się to tym że dalej leci z prędkością c tylko prędkość średnia związana z czasem oddziaływania jest niższa. No ale:

jeśli oddziałuje to w czasie.
No i za szybko przechodząc do fotonu pytania rozmnożyły się wielokrotnie

Edytowane 21 sierpnia 2018 przez thikim

[thikim 117]

Edit: Jak już jestem przy prędkości fotonu to ciekawą analogią jest elektron który gdyby nie pole Higgsa miałby prędkość światła czyli c. Ale stałe oddziaływanie z polem Higgsa nadaje mu masę, a masa go spowalnia. A może odwrotnie, może spowalnia go i ma przez to masę? To też ciekawe zagadnienie.

W końcu spowolniony foton nie nabywa jednak masy

[ex nihilo 214]

Celowo użyłem słowa "osobliwość" i napisałem "tako rzecze matma STW" (o ile ją dobrze interpretuję, rzecz jasna) 

To nie foton leci w szybie i nie tylko, ale fala, To nie całkiem to samo.

Miałem Ci odpowiedzieć, ale poniosło mnie `całkiem w bok... no i już prawie czwarta się zrobiła :)

 

[thikim 117]

Poczekam

Z tą falą rozumiem.

Zresztą z Higgsem jest podobnie. Cząstka Higgsa to tak naprawdę tylko wzbudzenie pola. Po prostu przy pewnej energii (zwanej masą Higgsa, przynajmniej pierwszego Higgsa) pole zareagowało.

Ale to dygresja.

Ustalmy protokół rozbieżności i zbieżności, żeby nie błądzić.
Moim zdaniem:
1. Foton ma własny czas (i nie widzę powodu aby ten czas nie biegł sobie swoim tempem).

2. My mamy własny czas.

3. My patrząc na foton widzimy że jego czas stanął.

4. Foton patrząc na nas widzi że nasz czas stanął.

5. Foton patrząc na nas widzi że nasze odległości stały się równe zeru - wszystkie.

6. My patrząc na foton za bardzo nie mamy jakiś odległości które byśmy mogli skrócić do zera. Może nasza percepcja fotonu jako cząstki punktowej wynika ze skrócenia fali EM, którą obserwujemy? Nie wiem.

7. Foton z naszego punktu widzenia porusza się z prędkością c (efekty spowolnienia w przestrzeni o jakiś tam własnościach elektyczno/magnetycznych na razie pomijam).

8. W tym wszystkim tak naprawdę najbardziej nieintuicyjne nie jest samo skrócenie czasu czy odległości. Tylko ten graniczny przypadek skrócenia do zera i wynikająca z tego właściwość że nawet jak pędzimy z prędkością 0,99c to i tak czas fotonu stoi dla nas a on porusza się z prędkością c wobec nas.

To tworzy jakby osobny wszechświat cząstek bezmasowych, nawet jak je wyprzedzimy - co jest możliwe w różnych ośrodkach, to i tak jak rozumiem dalej one są "sprite"

*nas to oczywiście my i nasz układ odniesienia.

Edytowane 22 sierpnia 2018 przez thikim

[pogo 102]

Póki się obiekty od siebie oddalają ze stałą, to można myśleć o dylatacji czasu jak o efekcie Dopplera. I tak właśnie zacząłem.... a potem się zorientowałem, że jeśli będą się do siebie zbliżać, to widzimy dokładnie to samo, ani nawet w momencie gdy przez chwilę składowa normalna kierunku ruchu będzie zerowa...Moja intuicja szybko się wysypała...

Nie podoba mi się wizja punktowego Wszechświata dla fotonu. Moim zdaniem jest on płaski. A efekt, że widzi, co jest za nim itp. to złudzenia optyczne, których ów foton może być świadomy i na ich podstawie ma szansę narysować cały wszechświat na boki, pozbawiony dodatkowych zniekształceń.

[ex nihilo 214]

Nie mam niestety czasu teraz - w dzień muszę zrobić parę rzeczy na zewnątrz przed zmianą pogody, a w nocy siedzieć w papierach. Jak się pogoda schrzani, będę miał trochę luzu.

Ale tak na szybko: załóżmy, że coś tam z masą spoczynkową też może osiągnąć c.
I drugie założenie - konieczna do tego jest energia całego wszechświata.

Jaki dostajemy wynik? Coś tam siedzi w osobliwości w czarnej dziurze, i ta osobliwość jest całym wszechświatem, czyli też horyzontem. :D
Przyspieszenie coś tam do c było faktem obiektywnym dla każdego obserwatora, i też coś tam nie zwiększyło swojej objętości itd., bo masa spoczynkowa pozostała ta sama, zmienił się tylko pęd (całkowita energia-pęd) przez zmianę v.

Ogólnie - nie ma jednoznacznie przyjętej interpretacji STW przy c. Wektor (0, 0, 0, 0) nie jest raczej do końca prawidłowy, bo natura nie lubi punktów - robią się w nich nieskończoności. Powinno tam być raczej jakieś rozmycie/niejednoznaczność, a nie punkt.

I jeszcze jedno - nie da się zobaczyć "fotonu" lecącego "w poprzek", można tylko ten, który przyleciał "na wprost".

Może się w tym wszystkim mylę... szukajcie.

Tak czy inaczej - od jakiegoś czasu kitwasi mi się we łbie ciekawe połączenie paru spraw, które "normalnie" nie chcą do siebie pasować. Na razie jest to w fazie kitwaszenia gdzieś z tyłu łba, bez świadomej kontroli. Musi się samo ułożyć. Albo rozlecieć  co zresztą bardziej prawdopodobne :D Ale jako myślowy glut wygląda całkiem fajnie
 

[thikim 117]

Dlatego nie zaczynałem tematu z fotonem i prędkością c

Bo wiedziałem że nam się intuicja wysypie.

Bo dopóki się czasoprzestrzeń trochę tam wygina to intuicja sobie z tym jakoś tam radzi. Ale gdy te zmiany idą w nieskończoność to już się intuicja wysypuje.

Dlatego póki co wolałbym jednoznacznie rozstrzygnąć problemy prostsze. Takie sobie tam dwa układy odniesienia oddalające się od siebie z prędkością podświetlną ale relatywistyczną czyli np. 0,99c.

Czyli leci sobie z Ziemi rakieta z prędkością 0,9999999c, bez liczenia załóżmy że współczynnik dylatacji wynosi 1000. To nie ma znaczenia dla rozważań.

 Jeden układ odniesienia to Ziemia. Drugi to rakieta.

Jak patrzymy na zegary w drugim układzie odniesienia to mamy:

zegar na Ziemi zwolnił 1000 razy

zegar w rakiecie zwolnił 1000 razy

Czy prawdą jest to:

Z rakiety obserwator widzi odległości skrócone 1000 razy. Czas mu biegnie normalnie z jego punktu widzenia.

W takim wypadku do celu odległego o 1000 lat świetnych dotrze po 1 roku podróży.

Patrząc z Ziemi:

Odległość 1000 lat świetlnych nie zmienia się. Dalej to jest 1000 lat świetlnych. Ale zegar w rakiecie płynie 1000 razy wolniej.

My zaobserwujemy dotarcie do celu po 2000 lat, mając oczywiście świadomość że dotarli tam po 1000 lat i dla nich upłynął 1 rok.

Czy tu wszystko jest poprawne?

To że rakieta dociera tam po roku podróży nie wynika tak naprawdę z dylatacji czasu (bo to jest punkt widzenia z Ziemi) ale ze skrócenia Lorentza, które dotyczy rakiety.

Można też z rakiety patrzeć na Ziemię. Tam czas też spowolnił 1000 razy. Ludzie z rakiety są już po roku podróży u celu a jak patrzą na Ziemię to tam nie minął nawet dzień? LOL

Edytowane 23 sierpnia 2018 przez thikim