Наверняка, у Владимира Георгиевича, как у представителя настоящей элиты и интеллигенции поток подобных писем, и если не дойдёт письмо из почтового ящика, может быть дойдет через эту публикацию. Если ответ последует, обязательно опубликую здесь.
Заголовок: Парадокс со скоростью света.
Здравствуйте, Владимир Георгиевич. Меня зовут Михаил Пашков. Я выпускник Южного Федерального Университета. Теле-журналист по специальности. Ныне сотрудник (моушн-дизайнер) телеканала RT.
Свой вопрос начну с низкого поклона в вашу сторону за то, что вы делаете. Мне долго рекомендовали ваш научно-образовательный контент, но я смотрел упрямо американских популяризаторов науки, пока случайно не наткнулся на вас и не понял, что лучший популяризатор астрономии и физики живёт в России.
Пишу вам не от имени университета и уж тем более не от имени телеканала. Пишу вам лично от себя. Меня давно интересует один вопрос, который вы, вероятно, охотно бы использовали в рамках своей научно-популяризаторской деятельности, чтобы ответить мне и создать увлекательный контент для своих фанатов.
Меня триггернуло на написание этого письма ваше видео про путешествия со скоростью света. А конкретно вы со своим коллегой в видео, упомянули, бесспорно научный, факт, о том, что скорость света для любой точки отчёта (даже движущейся со скоростью близкой к скорости света) постоянна. Так же вы оба признали то, что это знание контр-интуитивно.
Это безусловно так! И для того чтобы это проиллюстрировать я придумал парадокс кота Эйнштейна. И даже используя, свои навыки по компьютерной анимации сделал об этом мультфильм: https://www.youtube.com/watch?v=zPcfNjRlG7w
Сразу прощу прощения за немного вульгарную стилистику самого мультфильма. Я пытался максимально расширить аудиторию, чтобы на найти ответ на свой вопрос и прогадал. Видео собрало всего тысячу просмотров.
Сейчас же я понимаю, что мой парадокс неверно сформулирован. Преобразование Лоренса уравновешивает обе точки отчета в моём видео.
А сформулировать его нужно иначе: на 13-ой минут известный американский популяризатор «Веритасиум» в этом видео: https://www.youtube.com/watch?v=wKXsHqExLGQ предлагает мысленный эксперимент, где луч лазера направлены в бок космического корабля, для разных точек отчета ведёт себя по разному и попадает на разные точки на линейке для двух разных наблюдателей из разных точек отчёта.
Если, допустим, этот лазер на столько горяч, что смертоносен, а на на линейке есть сквозное отверстие в соседний отсек, то Лазер убьёт кота Эйнштейна. Но для другой системы отчета, кот Эйнштейна будет жив! Обе системы отчёта могу затормозить относительно друг друга и встретиться. Для одной кот будет жив, а для другой — мёртв. Когда учёный из второй системы отчёта передаст первой живого кота и предложит погладить, что случится?
Я не хочу славы, или типа того… меня правда двигает живое любопытство и попытка достоить картину мира. Скорее всего не прав я и одновременно со мной ошибся Веритасиум. Но так это же повод изобличить ошибку Веритасиума! Так ведь? Очень надеюсь, что вы мне разрешите мою дилемму.
Всем привет! Решил выпустить вторую часть упоротых расчетов.
Цель данных расчетов - еще раз попробовать уместить в нашей маленькой голове разницу размеров и расстояний.
В прошлый раз мы уменьшили некоторые космические тела в 12 756 000 000 раз, сравнив их размеры в этом масштабе между собой. При этом размер Земли уменьшился до 1 мм.
В этот раз попробуем скукожить в этом масштабе всю Вселенную!
Заранее оговорюсь, что это мысленный эксперимент. Не надо писать что это невозможно и т.д. Достаем наш скукоживатель.
Из прошлого поста помним что в таком масштабе наше Солнце будет размером с небольшой мячик, диаметром 11 см. Положим его у входа в Центр космонавтики на ВДНХ.
При этом ближайшая планета к нему, Меркурий, будет на расстоянии 4,5 метра.
Следующая Венера. Она будет на расстоянии 8,4 метра от нашего мини-светила.
Далее идет Земля, которая в таком масштабе размером с песчинку.
Представьте небольшой мячик, от него отступаете 11,7 метров и вот на таком расстоянии наша песчинка - Земля. В 3х сантиметрах от неё будет мелкая пылинка - Луна.
Марс на расстоянии 17 метров.
Чтобы понять насколько мала предельная скорость во Вселенной - скорость света, представьте что он летит от Солнца до Земли 8 минут. В нашем масштабе скорость будет равна примерно 87 метров в час или 1,5 метра в минуту.
Внутренняя Солнечная система поместилась на небольшом пятачке.
Юпитер, размером 1,1 см будет на расстоянии 60 метров.
Сатурн, с его кольцами внешним диаметром 2 см на расстоянии 112 м. Почти в 2 раза дальше чем Юпитер.
Уран и Нептун на расстоянии 219 и 356 м соответственно.
Плутон на расстоянии 463 м.
Граница нашей системы - гелиопауза будет на расстоянии 1,5 км. Расстояние, до входа в метро ВДНХ.
Вояджер 1 на расстоянии почти 2 км. Это примерно как дойти от Центра космонавтики до Музея космонавтики и памятнику Сергею Павловичу Королеву. Вояджер летит это расстояние уже почти 50 лет!
Вся Солнечная система уместилась в микрорайон
Расстояние, которое пролетает свет за 1 год в нашем масштабе будет равно 741 км. Это примерно как от Москвы до Казани. То есть размер Земли по отношению к Световому году такой же как у песчинки и расстоянию от Москвы до Казани.
Расстояние же до ближайшей звезды Альфа Центавра - 3241 км. Это как расстояние от Москвы до Красноярска.
Другие звезды Сириус и Бетельгейзе находятся на расстоянии 6378 и 370845 км соответственно. То есть как расстояние до центра Земли и расстояние до Луны в реальном масштабе.А теперь представьте что ваша максимально-возможная скорость 1,5 метра в минуту. Технически возможный максимум около 1 шага в минуту. Вам нужно добраться до Красноярска пешком со скоростью 1 шаг в минуту. Теперь понятно, почему межзвездные перелеты на досветовых скоростях не имеют смысла?
Просто ради информации, звезды Сириус и Бетельгейзе находятся на расстоянии 6378 и 370845 км соответственно. То есть как расстояние до центра Земли и расстояние до Луны в реальном масштабе. То есть песчинка и расстояние до Луны. Осознаете?
Теперь перейдем к колоссальным цифрам. Дальше визуализировать не буду. Просто попробуем представить.
Диаметр нашей галактики составляет примерно 100 000 световых лет. В нашем масштабе галактика Млечный путь будет размером примерно 74 млн км. и будет чуть больше, чем расстояние между Землей и Марсом во время противостояния (когда расстояние между ними минимально). Где-то в этом пространстве болтаемся мы, на своей голубой песчинке. Рождаемся, любим, воюем, строим "огромные" планы и умираем.
Расстояние до ближайшей галактики Андромеда составит 1854225463 км, если это вам о чем то скажет, дальше, чем до Сатурна в реальном масштабе.
Видимый размер Вселенной около 1,1 светового года в реальном масштабе. Представили? Земля - песчинка, а вся Вселенная это настоящий Световой год, не уменьшенный. У меня на этом закипел мозг. Надеюсь все правильно посчитал. До скорого!
Специальная теория относительности - удивительная теория, которая опровергла многие представления о мире, в которых человечество не сомневалось всю историю своего существования. Многие слышали про волшебства вроде замедления времени, сокращения длины, относительности одновременности, парадокса близнецов и т.д., но мало кто понимает почему так происходит.
Я потратил много времени на чтение статей и просмотр видеороликов, но все это не давало мне понимания, а лишь запутывало и вызывало новые вопросы. Многие материалы противоречат друг другу, некоторые вообще транслируют откровенную дезинформацию. Да, можно придерживаться принципа “Shut up and calculate” и просто пользоваться формулами преобразования координат из учебников, но мне хотелось получить более интуитивное понимание процессов. Все же теория относительности - не квантовая механика, ее должно быть возможно понять.
После долгого изучения, я смог отфильтровать и объединить разрозненную информацию в единую картину. Оказалось, все не так сложно, и сейчас я хочу поделиться результатом в формате видео.
Все цитаты ученых и исторические события намеренно искажены для упрощения повествования.
Для иллюстраций я написал интерактивный визуализатор СТО, работающий в браузере.
Человечество уже многие тысячи лет смотрит на небо и задается вопросом путешествия в космическом пространстве. Конечно, околоземную орбиту мы уже, потихоньку, осваиваем и, даже, имеем орбитальную станцию. Но на этом всё. В прямом смысле этого слова: "Всё". Дальше человек так и не смог добраться, не считая лунных миссий американцев полвека назад. Конечно, люди научились строить автоматические станции и спускаемые аппараты, которые позволили заглянуть в глубины Солнечной системы. Но и на это, тоже "всё". И как бы это не звучало страшно, но похоже, что люди никогда не сумеют выбраться дальше своей системы, в которой есть одна единственная звезда - Солнце.
И на такие слова есть очень веские аргументы. Как бы человек не хотел вырваться дальше, хотя бы к ближайшим к нам звездам, таким как Альфа Центавра или Сириус, сделать это может помешать один фактор. В общем, как говорится в заголовке данного материала: "проблема пришла оттуда, откуда её не ждали. Мы - люди, думаем, что в космическом пространстве действуют определенные законы физики, которые были открыты учеными, но на самом деле, вырвавшись в межзвездное пространство, космический корабль землян может столкнуться с целым рядом проблем, в том числе, вплоть до того, что на корабль начнут действовать неизвестные ранее физические законы, которые существуют, именно, в пространстве, которое расположено между звездными системами.
Как говорится, одно дело наблюдать за далекими звездами в телескоп, а другое - столкнуться с силами и законами физики, о которых не знал и не мог знать в принципе. Допустим, известно, что когда американский межпланетный космический аппарат "Пионер-10" вышел за пределы планеты Плутон далее к границам Солнечной системы, то на него начали действовать неизвестные силы, которые вызывают слабое торможение. У ученых однозначных ответов нет, так как о таком воздействии не могли знать. Есть мнение, что это может быть как неизвестные эффекты инерции, так и эффекты времени. Но возможно и такое, что просто произошла утечка газа и на аппарат стала действовать реактивная сила, которая и вызвала эффект слабого торможения аппарата.
Планетарная туманность Небула Ic 4406. Снимок сделан космическим телескопом Хаббл
Но и на этом не всё. Например, американский аппарат "Вояджер-1", также зафиксировал интересные свойства космического пространства вдали от Земли в глубинах Солнечной системы, а вернее, ближе к её границам. Данный аппарат зафиксировал, что на границе Солнечной системы находится область, в которой очень сильное магнитное поле и весь смысл в том, что в данной области давление заряженных частиц со стороны межзвездного пространства (то есть оттуда, куда мы хотим лететь), как бы, "заставляет" поле, которое создается Солнцем, уплотняться. То есть, тут мы можем точно сказать, что межзвездное пространство, отнюдь, не пустое, как казалось бы, а очень даже заполнено межзвездным веществом.
Кстати, "Вояджер-1" зарегистрировал своей научной аппаратурой, что количество высокоэнергетических электронов, которые проникают в Солнечную систему из межзвездного пространства в 100 раз выше, чем то количество высокоэнергетических электронов, которое располагается в пределах Солнечной системы. То есть, в межзвездном пространстве очень огромный уровень галактических космических лучей, тех самых, как было сказано выше, высокоэнергетических заряженных частиц. Но вы думаете, что на этом всё? На самом деле, это только начало тех проблем, которые встретятся путешественникам с планеты Земля.
Биполярная планетарная туманность NGC 6302 в созвездии Скорпион. Снимок сделан космическим телескопом Хаббл
Надо точно запомнить один факт: межзвездное космическое пространство не пустое, в нем встречаются как остатки газа, всевозможные частицы и просто космическая пыль. Дело в том, что те автоматические аппараты, которые летят в космосе встречаются с атомами всевозможных частиц и при путешествии к тем же планетам Солнечной системы. Но их скорость несоизмеримо мала, со скоростью света, поэтому эффект бомбардировки о корпус аппарата не очень заметен для научной аппаратуры и других систем космического аппарата. А теперь представим, что космический корабль землян разогнался до околосветовой скорости. В этом случае, воздействие на корпус корабля вырастет в сотни и тысячи раз. Проще говоря, бомбардировка элементарными частицами, то есть атомами будет иметь куда больший ударный эффект.
То есть, каждый атом будет иметь такой же эффект, если бы корабль столкнулся с космическим лучом большой энергии. То есть, на корабль начнет действовать очень жесткая радиация, которая станет просто недопустимой для его корпуса, а тем более, для бортовой аппаратуры и систем жизнеобеспечения. Как говорится, бомбардировка частицами будет очень жесткой, даже при путешествии к той же тройной звездной системе Альфа Центавра. Учеными, даже посчитано, что механическое воздействие частиц при скоростях, близким к околосветовой, будет как от эффекта с разрывными пулями. То есть, каждый сантиметр защитного экрана космического корабля будет обстреливаться с частотой 12 выстрелов в минуту. И так будет постоянно, весь полет.
Снимок звезды Альфа Центавра на звездном небе в увеличенном формате
Думаю, что уже понятно, что ни один защитный экран не выдержит такого прямого воздействия на протяжении всего полета. Допустим, только до системы Альфа Центавра при скорости полета, близкой к скорости света, полет составит около 4,5 лет. Здесь поможет только огромная толщина защитного экрана (сотни метров толщиной и весом в сотни тысяч тонн), либо самовосстанавливающийся материал, который сможет избавляться от последствий постоянной бомбардировки элементарными частицами. Теперь представим, что в таком случае, корабль для межзвездных путешествий будет состоять из данного экрана и огромного запаса топлива. Ведь корабль не может нести экран только перед собой, для полный защиты, экран окутает его полностью со всех сторон.
Топлива же для таких путешествий, при современном развитии науки, необходимо миллионами тонн. И это только для путешествия к Альфа Центавра. Чтобы лететь дальше - топлива нужно еще больше. Теперь, представим, что такой корабль удалось построить и снарядить экспедицию, но есть еще одно но. Космос между звездами полон не только атомами, но и объектами покрупнее, допустим, космическая пыль, микрометеориты. А если же кораблю, у которого скорость ближе к световой, на пути встретится астероид, который летит явно не скоростью света, то встреча с ним может быть фатальной. Дело в том, что такой астероид, мало того, что можно не успеть своевременно засечь, так еще и его размеры могут оказаться во много раз крупнее самого корабля.
Поэтому, корабль, разогнанный до светой или околосветовой скорости, может просто не долететь до нужного адреса, так как есть вероятность, что он на огромной скорости врежется в астероид или комету, которые одиноко путешествуют в межзвездном пространстве. Так что, приходим к неутешительному выводу, что межзвездные полеты могут быть реализованы с куда меньшими скоростями - с такими, чтобы, хотя бы, не врезаться по пути в астероид или другой космический объект. В этом же случае, полностью теряется смысл полет к другим звездам, так как для человечества важно, чтобы добраться до звезды в течении одного поколения. Согласитесь, ведь это так и есть. Так что, на данный момент времени, из-за таких вот явных проблем с полетами на скоростях, близкими к скорости света - межзвездные перелёты просто невозможны.
Если Вам понравилась статья - поставьте лайк. Будем рады вашей подписке на нашу страницу в Пикабу
Это продолжение моей прошлой статьи, которая вызвала знатный срач в комментах. К слову, никаких существенных аргументов против теории товарищи комментаторы так и не родили. Статья была написана с пылу с жару! На эмоциях. Тогда я еще даже не осознавал, что конкретно мне удалось сделать. А сейчас, ознакомившись с последними представлениями о гравитации и десять раз все перепроверив, я понял, что попал в точку.
Книга Семихатова "Всё, что движется: Прогулки по беспокойной Вселенной" вся пронизана диалектикой, но автор не в состоянии выстроить всё это в единую стройную систему только лишь потому, что не осознаёт, что пользуется диалектикой. Он видит антагонизмы и озвучивает их, но не понимает что эти антагонизмы и есть ответ. В корне всего должен быть антагонизм, без которого не возможно движение. И вот он антагонизм: по Эйнштейну масса - это энергия. Я предполагаю, что пространство-время - это гравитация. Гравитация не имеет квантовой природы! Запутанный квант потому и способен передать спин мгновенно на любом расстоянии, что в квантовом мире нет такого понятия как "расстояние". Расстояние - это пространство, а пространство - это гравитация. А гравитация НЕ ИМЕЕТ КВАНТОВОЙ ПРИРОДЫ. Квантовая механика никогда не подружится с теорией относительности, но мы можем изучить природу их противоречия.
Да, масса и гравитация находятся в постоянной борьбе, но при этом и существуют только благодаря друг другу. Единство и борьба противоположностей, короче. Не будь квантового мира (то есть массы), то гравитация бы просто коллапсировала, ведь ей не на что было бы давить и нечего расталкивать. Она бы безмерно расширилась и исчезла, превратившись в ничто. Но и масса без гравитации не способна упорядочиться и сформировать устойчивые соединения. Именно гравитация сжимает звездные системы в галактики, а галактики в туманности. Квантовый хаос без гравитации просто равномерно распределился бы по пустоте. Все по диалектике. В корне бытия лежит фундаментальное противоречие (борьба, антагонизм). В процессе этой борьбы рождается и существует наблюдаемая действительность. Вселенная - это борьба массы и гравитации. Не земля притягивает меня к себе, а гравитация меня к ней прижимает. Я могу писать еще много, но лучше выпущу монографию нормальную.
Концепция такова, что диалектическая логика мракобеса Гегеля - это, своего рода, квантовая механика в философии, а формальная логика в свою очередь, как бы, теория относительности.
Именно квантовая механика позволила эмпирически доказать существование противоречий в базовом устройстве естественной природы вещей, то есть в материальном мире, таким образом обнажив истинность диалектики. В то время как механистические материалисты-математики по сей день считают, что противоречия присущи лишь мышлению, диалектическая логика задолго до физики дошла до естественных противоречий, обобщив и систематизировав всеобщую практику человечества последних столетий.
Но так уж вышло, что буржуазные философы превратили всю современную философию в балтологический фарс позитивизма и субъективного идеализма. В сегодняшнем неолиберальном социокультурном процессе под названием постмодерн, всю философию начисто отменили. И раз вся философия мусор, то уж эта ваша диалектика вообще тупо религия. Мол все, кто исповедуют веру во всемогущую диалектику, состоят в политически ангажированной паранаучной секте и верят на слово неким Гизо, Смиту, Рикардо, Марксу, Энгельсу, Ленину. Ну да, ну да. С нами тут правда в этой секте что-то забыли Эйнштейн, Тесла, Хокинг, Хемингуэй, Лондон, Чаплин, Че Гевара. Им почему-то тоже показалась верной концепция, что стоимость всего что мы используем и портебляем берется не из эфемерного предпринимательского таланта или свободного обмена, а из материального мира, который мы преображаем своим трудом. Вложенный труд придает предмету ценность. А услуги так вообще почти полностью из вложенного труда и состоят! Получается, что все материальные блага должны принадлежать тем, кто трудится, а идейные и предприимчивые просто должны дополнительно поощряться, а не владеть средствами производства и интеллектуальной собственностью. Таковой все эти люди видели научную теорию справедливости. Диалектическую справедливость. Меняющуюся, и развивающуюся, как и весь окружающий мир. Мир движения, а не застывшего механизма позитивистов-либералов или задумки господней у идеалистов. Короче материалистическую диалектику сняли с эфира как не формат. Она же противоречива, а противоречий в мире быть не может. Мир идеален.
И тут бэээээм! Квантовая физика влетает с ноги и такая - противоречия есть! Фотон света одновременно является и волной и частицей, что противоречиво, но при этом истинно! Теория относительности, говорит нам что невозможно преодолеть скорость света, а квантовая запутанность говорит, что возможно! Квантовый мир поимел формальную логику с её догматическим взглядом на познание. Мир - это изменяющиеся процессы, а не статическая устоявшаяся система в которой нет противоречий и всё уравновешено.
Между двумя лежащими рядом камнями нет противоречий исключительно постольку, поскольку ты как позитивист наблюдаешь их только в моменте, фиксируя факт. А что если мыслить эти камни как огромные глыбы породы, сталкиваемые тектоническими процессами и разрушенные впоследствии на мельчайшие частицы миллионами лет воздействия стихии. Ведь именно так эти два камня перед тобой и оказались. Но тебя дурака интересует только то, что они лежат рядом в данный момент времени у тебя перед глазами. Идеальный пример такой глупости, это критика теории эволюции в стиле, “А почему тогда обезьяны не превращаются в человека сейчас? А? Почему мы это не наблюдаем?” Идиоту не в домёк, что эволюционным процессом рулит изменяющийся материальный мир, который сегодня изменился таким образом, что не требует от шимпанзе, горилл и орангутанов именно таких специфических адаптаций, какие он требовал от древних гоминид 2 миллиона лет назад.
Сегодня это уже интеллектуальная неполноценность - видеть мир статичным и идеальным, когда он противоречив и развивается. Там где есть процессы, будут и противоречия, постольку процессы неминуемо сталкиваются, порождая противоборствующие силы. Также, возможно, и квантовый мир сталкиваясь с гравитацией упорядочивается и формирует макромир, но это не точно. Я пока еще не готов это доказывать, потому как, ко всеобщему сожалению, товарищи физики пока не могу сказать однозначно, что такое гравитация. Правда они в массе своей и ищут-то ее не там. Гравитация противоположна квантовой механике, как положительный заряд противоположен отрицательному, как порядок хаосу. Она не обладает квантовой природой. Я не физик, чтобы понять из каких элементарных частиц гравитация состоит и применим ли к ней вообще такой термин как “состоит”? Возможно она неделима и представляет из себя нечто столь гигантское, что мы даже не способны осознать. Пока, конечно же, не способны! Пока! Это осознание станет одной из величайших революций в науке всех времен. Товарищи физики, мы в вас верим! Поднажмите!
Мораль из всего этого проста! Наш способ мышления должен полностью соответствовать законам развивающегося материального мира, чего формальная логика не может дать, поскольку упирается в механицизм и как следствие позитивизм. А материалистическая диалектика описывает логику действительности гораздо более полно, и потому может называться следующей ступенью философии. Философии, позволяющей ученому, погруженному в одну конкретную узкую сферу не иметь убогих заблуждений родом из 18 века в других сферах. Понимающий диалектику человек никогда не назовет историю псевдонаукой, которую пишут победители. Понимающий диалектику человек никогда не примет за чистую монету гомеопатию или чудодейственную силу вселенной. И наконец понимающий диалектику человек никогда не поверит в бога. То есть ученый, не обладающий конкретным научным методом каждой из наук, но имеющий при этом общие знания в купе с диалектической логикой, сможет придерживаться исключительно научного представления во всех дисциплинах. Другими словами, он "всесторонне разовьётся"!
Такая вот гимнастика ума в 4 утра. Всем кто дочитал, спасибо! Всех вас люблю и жду вашу разоблачающую критику в комментариях.