Mikä on ajan nopeus? [suljettu]

Minä uskallan antaa hyvin lyhyen vastauksen, joka ei todennäköisesti ole sitä, mitä useimmat ihmiset odottavat, mutta se juurtuu syvälle kokeiluun:

Ajan nopeus on vain kellonopeus – eli kuinka nopeasti jonkinlainen toistuva sykli voidaan tehdä.

Kelloilla on siis merkitys vain toisiinsa nähden. Voit asettaa yhden vakioksi ja mitata sitten muita sen mukaan, mutta et voi koskaan määritellä aikastandardia.

Se on itse asiassa hyvin Einstein -tapa määritellä aika – toisin sanoen se ”on hyvin Mach tapa määritellä aika, koska Einstein sai suuren osan vaatimuksestaan hyperrealismi määritettäessä fysiikan määriä Machista.

Nyt luulit luultavasti vastaavan, että kohteen akselilla $ t $ on jonkinlainen nopeus, jolla on ”pituus” pitkälti samalla tavalla kuin X, Y tai Z, ei syklien suhteen. Se tulee varmasti mieleeni itse asiassa!

Katsellessani $ t $: ta XYZ-tyylin tavallisena pituuden muutoksena Koska se on uskomattoman hyödyllinen abstraktio, on kokeellisesti vaikeaa saada $ t $ käyttäytymään täysin kuten pituus. Tärkein syy on se, että kello ja sen syklit tarttuvat jatkuvasti nenäänsä ja vaativat, että jossakin vaiheessa ”lainaat” avaruuden kaltaisen akselin XYZ-avaruudesta ja kirjoitat sen avulla kellosyklien sarjan (kutsutaan oikealle aika tai $ \ tau $) paperilla. Tämän seurauksena se ei ole oikeastaan $ t $, jota piirrät näihin kaavioihin. Lainat sen sijaan vähän tavallista tilaa ja kartoitat siihen kellosyklit, jolloin ne näyttävät olevan pitempiä läpi tapa, jolla edustat, tilaa ne kuin heidän todellisessa toiminnassaan.

Onneksi kysymykseen onko aika pitkä, on erilainen ja tyydyttävämpi lähestymistapa, jonka ehdottaa erityissuhteellisuusteoria eli SR. SR sanoo itse asiassa, että XYZ-välilyönti ja $ t $ ovat keskenään vaihdettavissa ja hyvin erityisellä tavalla. Joten vaikka on aina tarpeen kirjoittaa joitain syklejä kaavioissa – oikea aika tapahtuu! – Voit väittää, että on kuitenkin olemassa raja, jolla lähempänä ja lähempänä valon nopeutta liikkuvat kohteet näyttävät yhä enemmän siltä kuin niiden aika-akseli olisi muuttunut staattiseksi pituudeksi normaalia XYZ-ajosuuntaa pitkin.

Joten ajattelemalla tätä raja-arvoa voit rakentaa selkeämmän konseptin $ t $ akselina, jonka pituus on XYZ-tyyli.

Se myös tarjoaa melko hyvän vastauksen kysymykseesi. Koska oikea aika pysähtyy melkein täydellisesti, kun esine lähestyy valon nopeutta, voit sanoa, että olet tosiasiallisesti ”varastanut” kyseisen kohteen tai avaruusaluksen nopeuden ajan (näkökulmastasi tai kehyksestäsi, ei hänen!) Ja muunsi sen kokonaan avaruuden läpi kulkevaksi nopeudeksi (näkökulmastasi).

Joten on vastauksesi: Tämä ”varastettu” nopeus pitkin $ t $ näyttää vastaavan parhaiten valon nopeutta $ c $ sisään tavallinen avaruus, koska se on todellisen avaruuden nopeus, jolla oikea aika $ \ tau $ tulee (rajalla) kokonaan pysähtymään. Ajatus siitä, että objektit ”liikkuvat” valon nopeudella pitkin $ t $ -akselia, on itse asiassa hyvin yleinen olettamus suhteellisuusteoriasta. Se näkyy esimerkiksi aina, kun näet valokartion kaavion, jonka kartion kulma on $ 45 ^ \ circ $. Miksi $ 45 ^ \ circ $? Koska tämä on kulma, jonka saat, jos oletat, että valon ”nopeus” $ t $ -akselilla on identtinen sen nopeuden $ c $ kanssa tavallisessa XYZ-tilassa.

Onko nyt jonkin verran kaltevuutta miten se voitaisiin tulkita? Voit lyödä vetoa! Idea ”nopeudesta” ajoissa on esimerkiksi ongelmallinen monin tavoin – yritä vain kirjoittaa se johdannaiseksi ja näet ”mitä tarkoitan. Mutta tällaisen perspektiivin tarkastelu ainakin siltä osin, miten ajatella asiaa, antaa todella mukavan yksinkertaisuuden mukana oleville yksiköille sekä käsitteellisen yksinkertaisuuden siitä, miten ajatella asiaa.Vielä tärkeämpää on, että jos tällaista yksinkertaisuutta esiintyy jatkuvasti fysiikan esityksissä, se heijastaa melkein varmasti jonkinlaista syvempää todellisuutta, joka todella on siellä.

Kommentit

• Minulla ei ole vastauksessasi mitään ongelmia lukuun ottamatta semanttisen sekaannuksen mahdollisuutta, termit kuten " välilyönti " jne., Jolla on selkeä tekninen merkitys suhteellisuusteollisuudessa, mikä voi hämmentää OP: ta, jos hän lukee sitä syvemmälle. Pidän vielä lyhyemmästä ajanmäärityksestä Misnerissä, Thorne ja Wheeler: " Aika on määritelty tekemään liikkeestä yksinkertainen! " 🙂
• Michael Brown, erinomainen saalis. En vain ajatellut avaruutta- kuten välit, kun sanoin niin. ' muistan selvyyden vuoksi myöhemmin, toivottavasti tänä iltana.
• -1, koska voin vain ' t seuraa tätä vastausta. Se ' on täynnä se, kuviollinen kieli, ja jos ' lla on tässä merkitystä, voin ' kiusata sitä.
• Hei @BenCrowell, anteeksi, nauroin vain ääneen, kun näin tämän – kosketa! Vau, tämä vastaus on niin vanha, että ' unohdin, että kirjoitin sen koskaan! Se on vähän löysä-hanhi, eikö ' ole sitä? Todennäköisesti myöhäinen yö. Er, toivon, että törmäsit vain siihen, koska joku vain muokasi sitä tai jotain? … Kerran eräs kemian tutkija etsii jokaisen vastauksen, jonka minä ' d jokaiselle annoin, vain jotta hän voisi äänestää puolet heistä sen jälkeen kun olen ' d antanut vastauksen, jota hän ei pitänyt jostakin etuyhteydettömästä! Ja pahoillani jousiteorian polkumyynnistä (jälleen) yhden kommenttini yhteydessä, mutta se on vain turhautumista. MITEN ST ennustaa sukupolvia?
• Tämä on kuin Brian Greenen ' selitys aikalaajennuksesta kirjassaan Elegant Universe. ' olemme kilpa-auto, joka kulkee pitkin suoraa tietä suurimmalla nopeuksellamme (valon nopeudella), joka on kuin ajan kulkeminen. Jos haluamme myös mennä radan vasemmalta puolelta oikealle, kun ajamme sen pituutta, meidän on käytettävä jonkin verran suoraa alaspäin kulkevaa (aika) nopeutta siirtyäksesi tässä ylimääräisessä ulottuvuudessa, ja joten kokonaisnopeutemme mitattuna radan pituudella on hieman hitaampi.