В одном из комментариев моей статьи посвящённой мысленному эксперименту Эйнштейна, где он обосновывает замедление времени в движущейся ИСО, комментатор по поводу вот такого рисунка из интернета, пишет:
Вы лжец. Объект( яблоко) действительно движется по параболе и это подтверждается видеосъёмкам и приводит ссылку. Ну насчёт визеосъёмки я скажу в конце. Но в действительности, какова траектория движения объекта и движется ли луч света по диагонали в перемещающейся ИСО в световых часах Эйнштейна. Подчёркиваю, Эйнштейн рассматривал световые часы, ну что они из себя представляют все очевидно знают. При этом то говорится о перемещении импульса ( в виде фотона, по Лоренцу), то о перемещении луча света. В принципе, на динамике движения это не сказывается, так как можно считать, что луч света "состоит" из множества фотонов, пепемещающихся с одинаковой скоростью и не взаимодействующих между собой. Напримел луч обыкновенного фонарик. Но вот визуальное восприятие наблюдателем, это несколько иное. Фонарик "испускает" непрерывный луч света ( по крайней мере мы так видим). Если источником импульса ЭМИ в световых часах Эйнштейна будет фонарик, то и наблюдатель в вагоне и наблюдатель на перроне будут видеть непрерывный вертикальный луч света, в случае когда вагон неподвижен. Если у наблюдателей будут видеокамеры, то что они заснимут? Если вагон перемещаеться( равномерно и прямолинейно), то налюдатель в вагоне будет видеть ( и заснимет) вертикальный луч света, что очевидно. А наблюдатель на перроне? Луч света непрерывен ( фонарик светит постоянно). Траектория луча света определяется только положением фонарика в вагоне. Если фонарик в неподвижном вагоне был ориентирован таким образом, что луч света от фонарика был вертикален, то за счёт чего он может поменять ориентацию при движении вагона? Фонарик не изменял свою ориентацию ( для надёжности его можно просто закрепить, что собственно и имеет место в световых часах. Там источник закреплён на "полу" часов, а зеркало на "потолке" часов и они соосны. Наблюдатель на перроне видит перемещающийся вагон, в вагоне закреплённый фонарик, ориентация которого не изменяется, то есть луч света испускаемый фонариком вертикален. Никаких физических причин для изменения ориентации луча света не существует. Кроме того наблюдатель на перроне "автоматически" будет сравнивать траекторию луча света или с боковыми стенками часов, или с боковыми стенками вагона. А она будет параллельна им, что очевидно, мы так видим. Каким образом при таких условиях наблюдатель на перроне увидит диагональное движение луча света, лично для меня загадка. Что касается импульса, если рассматривать одиночный фотон( импульс). Всёто же самое. Движение одиночного импульса ничем не отличается от движения луча света. И ещё: если быстро изменять ориентацию фонарика, то луч света будет прямолинеен, при любой угловой скорости поворота фонарика и этого никто ещё не опроверг. Так может действительно видеть диагональное движение луча света неподвижный наблюдатель? А если наблюдатель на перроне будет перемещаться по перрону со скоростью вагона? Что он увидит? Ведь он остаётся в неподвижной системе. И в неподвижной системе просто перемещается. Мы имеем два объекта( вагон и наблюдатель) перемещающиеся с одинаковой скоростью в неподвижной системе. А что зафиксируют видеокамеры наблюдателей во всех случаях?
Теперь вернёмся к яблокам. Я уже, при рассмотрении данного примера, вводил ещё один элемент, корзину для бумаг. Когда вагон неподвижен, яблоко падает в корзину для бумаг, что очевидно. И наблюдатели и съёмка на видеокамеры это подтвердят. Если вагон движется,, то наблюдатель в вагоне увидит, что яблоко падает по вертикали в корзину и видеосъёмка это подтвердит. Комментатор же утверждает, что неподвижный наблюдатель на перроне, увидит ( именно увидит, а это означает, что имеет место действительное движение яблока по дуге и кроме того и видеокамера заснимет движение яблока пр дуге. Хорошо, пусть так. Но в таком случае:
1. Когда поезд остановится, где будет находится яблоко? К корзине или где то на полу поезда?
2. Можно примерно определить место падения яблока в вагоне, если его траектория дугообразная. Поставим в данное место ещё одну карзину и закрепим её, когда вагон неподвижен. Если вагон будет перемещаться, то в какую из корзин упадёт яблоко? И когда вагон остановится, в какой из корзин будет находиться мяч? А что зафиксируют видеокамеры? Видеокамера наблюдателя в вагоне во всех случаях зафиксирует вертикальную траекторию движения яблока, что очевидно. И яблоко после остановки поезда будет находится в корзине. Если прав комментатор и траектория движения яблока, с его точки зрения, дугообразная и подтверждается видеосъёмкой, то он должен обнаружить, после остановки вагона яблоко во второй корзине? Очень интересно.
3. Если объект движется по параболе, то его движение можно "разложить" на движение по горизонтали и вертикали. Школьная физика. Если рассмотреть траекторию движения яблока по параболе, то оно возможно только в случае, когда горизонтальная составляющая скорости движения яблока БОЛЬШЕ, чем скорость движения вагона. В противном случае яблоко всё время будет "находится " над одной и той же точкой на полу вагона. Той же, что и в неподвижном вагоне. По существу это означает, что вагон является "неподвижной" системой для яблока. И это вполне согласуется и с законами физики и постулатом самого Эйнштейна. Яблоко перемещалось бы по параболе, если бы оно перемещалось в неподвижной системе и имело бы горизонтальную составляющую скорости, равную скорости движения вагона. Но яблоко падает в вагоне, а не вне вагона. При этом условии наблюдатель на перроне не может увидеть параболического движения яблока. Это разные системы. Один и тот же объект в реальности не может перемещаться по разным траекториям, так как в таком случае мы ничего не можем сказать о физической реальности. Для каждого наблюдателя она будет своя? Что тогда изучает наука и учёные? И ещё один пример:
Пусть корабль с высокой мачтой перемещается вдоль набережной. На мачте имеется "воронье гнездо" в котором расположился матрос. Он периодически сбрасывает мячи вниз. Какова будет траектория мячей? Очевидно вертикальная и мячи будут падать параллельно мачте. На набережной стоит наблюдатель. Согласно комментатора, при движении корабля он будет видеть падение мячей по параболе, ведь это ничем не отличается от падения яблока из предыдущего примера?. При этом он должен видеть, что мячи падают не параллельно мачте, ведь мачта не может изменить своё положение в пространстве? При этом он твёрдо убеждён, что мячи падают по параболе. Хорошо. Остановим корабль. Наблюдатель войдет на корабль и встанет на то место куда падали мячи. Оденем ему на голову каску, на всякий случай. Корабль продолжит движение равномерно и с той же скоростью. Матрос в корзине сбросит мяч. Наблюдатель сильно удивится, когда мяч попадёт ему по каске? Он то убеждён, что мяч перемещается по параболе. Ах это только тогда, когда он стоит на берегу. Как интересно. Если в том мете куда падает мяч, будет стоять матрос, то с точки зрения наблюдателя на берегу мяч не упадёт матросу на голову, ведь он перемещается по параболе. Но вот когда сам наблюдатель будет на месте матроса и получит мячом по голове. Его мнение изменится? А что покажет видеосъёмка? Надеюсь, я частично ответил на критику комментатора или нет?
А теперь совсем немного о неодновременности событий в различных системах. Да, это о тех самых молниях Эйнштейна. Можно ли говорить о неодновременности разряда молний следуя рассуждений Эйнштейна? Пусть вместо вагона человек находится на открытой ж/ д платформе. Ведь это ничего не меняет, кроме одного. Вот что Эйнштейн писал о том, что такое инерциальная система:
Никаких наблюдателей при этом нет. После того, как в дальнейшем, Эйнштейн вводит своих наблюдателей, то понятие инерциальная система несколько изменяется. Наблюдаттель находящийся внутри инерциальной системы ни коим образом( на основании физических экспериментов) не может определить неподвижна система или находится в движении. Но это возможно только тогда, когда наблюдатель не получает информацию из внешней среды. Проще говоря в вагоне закрыты все окна. Но это не обращают внимания, а это важно. Так как если наблюдатель находящийся внутри системы может определить, перемещается система или нет, да ещё и с какой скоростью, то смысл постулата теряется и возможны ошибки. Например Л. Купер, рассматривая движущуюся платформу, на которой находится наблюдатель, и наблюдатель может определить что платформа перемещается относительно ненодвижной системы со скоростью V, получает выражение: ( С - V), где С -скорость электромагнитного импульса в движущейся системе, а V- скорость системы относительно неподвижной системы. Но это есть нарушение закона о постоянстве скорости света, независимости скорости света от скорости излучателя и того, что ЭМИ не подчиняется закону сложения скоростей. А при чём здесь молнии? Как только наблюдатель в поезде получает возможность наблюдать, что происходит во внешнем пространстве ( в неподвижной системе), то системы становятся информационно объединёнными. Является ж/д платформа инерциальной? С точки зрения её равномерного перемещения да, с точки зрения того, что наблюдатель получает информацию из внешней среды нет. А ведь это присуще многим мысленным экспериментам Эйнштейна. В данном случае происходит одновременный разряд молний в неподвижной системе. Наблюдатель находящийся в данной системе подтверждает данный факт. А наблюдатель на платформе( ну или в вагоне с открытыми окнами)? Эйнштейн пишет: " так как ЭМИ от разряда "передней" молнии, достигнет наблюдателя раньше, чем ЭМИ от разряда "задней" молнии, ведь пплатформа (вагон) движется навстречу импульсу от передней молнии, и "убегает" от импульса задней молнии, то есть он придёт к выводу, что разряды не одновременны. И на этом основании Эйнштейнт пишет о неодновременности событий для наблюдателей находящихся в разных системах. Но:
1. Если наблюдатель имеет возможность наблюдать за тем, что происходит во внешней системе, то это уже не независимые системы. И это нарушает смысл постулата Эйнштейна.
2. Детский пример: пусть к наблюдателю катятся два мяча с одинаковой скоростью, которые в начальный момент находились от него на одинаковом расстоянии. Если наблюдатель неподвижен, то мячи достигнут его одновременно, если же он побежит навстречу одному из мячей, то он достигнет его раньше, чем другой мяч, что очевидно. При этом и наблюдатель и мячи находятся в одной системе. Чем данная ситуация отличается от ситуации с молниями? В общем то ничем. Просто наблюдатель не бежит навстречу разряду от молнии, а перемещается на платформе ( ну или в вагоне). При этом говорить о том, что неподвижный наблюдатель находится в одной системе, а наблюдатель на платформе в другой, не корректно, так как системы информационно объединены. А если неподвижный наблюдатель находящийся в неподвижной системе( в которой происходит разряд молний) побежит в сторону одного из импульсовЭМИ от разряда молний, то он придёт к выводу, что разряды произошли неодновременно? Ведь импульс в сторону которого он бежит, достигнет его раньше, чем другой импульс.
3. А Эйншттейн понимал разницу между событиями и моментом когда он получил информацию о событии? Ведь реальные события могут быть одновременными, а вот инфоормация о событиях может быть получена наблюдателем в разное время. И на этом основании наблюдатель сделает вывод, что события неодновременны?
Все эти рассуждения о наблюдателях и системах содержат массу тонкостей, в которых легко запутаться и сделать неверные выводы. Зато очень удобно использовать понятие наблюдатель( наблюдатели), так как всегда можно использовать наблюдателя, который подтверждает какие то предположения, что придаёт достоверность мысленному эксперименту. Но ведь на самом деле никаких наблюдателей нет, это просто приём. Если наблюдатель видит в окно купе, что состав находящийся на соседнем пути перемещается, но он может сделать два вывода: перемещается состав в котором находится он или перемещается состав напротив, а его состав неподвижен. Поэтому необходима дополнительная информация, без наличия которой можно легко сделать неверный вывод. В данном случае пассажир посмотрел в противоположное окно и увидел, что его состав неподвижен, а двигается состав напротив. Вот такая она, относительность. Если перемещаться со скоростью ЭМИ, то можно увидеть неподвижный импульс и на этом основании говорить о нарушении законов электродинамики? Не неподвижный импульс, а импульс перемещающийся в пространстве с такой же скоростью как и наблюдатель. В чём нарушение законов электродинамики? Так что все эти наблюдатели в одной системе, в другой системе, да и само понятие система , не так просты. А кроме того,, если наблюдатели воспринимают физические явления по разному, то следовательно для каждого наблюдателя физическая реальность различна? Но что в таком случае изучает наука и учёные? Ведь по Эйнштейну, реальность не определима, а есть восприятие её наблюдателем. Но ведь это чистой воды субъективизм. Наука отказалась от субъективизма?.