На расстоянии 100 световых лет от Земли вспыхивает звезда. Через 80 лет после этого события на Земле выходит каталог новых звезд. Куда должна быть направлена скорость движущейся системы отсчёта, в которой эти два события произойдут одновременно?

задан 17 Дек '20 11:57

Задача про относительность одновременности. В неподвижной СО свет должен идти ещё 20 лет, но нам нужно, чтобы он уже пришёл к нам, следовательно, для этого нужно двигаться с такой, скоростью, чтобы по нашим меркам прошло 80 лет, а по СО связанной со звездой 100 лет. Подставив данные в формулу t'=t/sqrt(1-(v^2/c^2)), получим скорость - 0,6с,которая направлена по касательной к окружности радиусом 100 св. лет, т.е. мы можем не менять это расстояние (r=const, следовательно движение по окружности (вернее по сфере радиусом r)), при этом сыграв чисто на релятивистском замедлении времени. Или, другой вариант - мы должны двигаться по касательной к окружности радиусом 80 св. лет или напрямую к звезде - такие решения, тоже возможны. Всё зависит от системы отсчёта, т.к. в разных системах отсчета времена будут разные.

А вот если бы расстояние было значительным, то тогда стоило бы учитывать скорость расширение Вселенной. Т.к. можно представить себе плёнку или воздушный шар, и когда мы его увеличиваем в несколько раз, то и расстояние между точками увеличивается в несколько раз, но расстояние расширения между разными парами точек увеличивается неодинаково, т.е. дальние объекты удаляются быстрее, чем ближние - это не противоречит принципу инвариантности скорости света, ведь это не сигнал (не информация). А если быть более точным, то можно учитывать не только то, что она расширяется, но и то, что расширяется с ускорением. Получается, если ускоряющееся расширение Вселенной будет продолжаться бесконечно, то в результате - галактики за пределами нашего Сверхскопления галактик рано или поздно выйдут за горизонт событий и станут для нас невидимыми, поскольку их относительная скорость превысит скорость света. Конечно, на самом деле невозможно определить «относительную скорость» в искривлённом пространстве-времени, т.к. относительная скорость имеет смысл и может быть определена только в плоском пространстве-времени, или на достаточно малом (стремящемся к нулю) участке искривлённого пространства-времени (например, риманово многообразие, в котором касательное пространство в каждой точке является конечномерным евклидовым пространством). Т.е. выходит, что любая форма коммуникации за пределами горизонта событий становится невозможной, и всякий контакт между объектами теряется.

отвечен 17 Дек '20 20:10

изменен 18 Дек '20 13:51

Здравствуйте

Физика - это совместно редактируемый форум вопросов и ответов по естественным наукам для физиков, химиков, астрономов и биологов.

Присоединяйтесь!

отмечен:

×7

задан
17 Дек '20 11:57

показан
189 раз

обновлен
18 Дек '20 13:51

Отслеживать вопрос

по почте:

Зарегистрировавшись, вы сможете подписаться на любые обновления

по RSS:

Ответы

Ответы и Комментарии

Дизайн сайта/логотип © «Сеть Знаний». Контент распространяется под лицензией cc by-sa 3.0 с обязательным указанием авторства.
Рейтинг@Mail.ru