Inne spojrzenie na fizykę relatywistyczną

[Przybysz z K-PAX]

Witam wszystkich, jestem nowy na forum.

Od wielu lat pasjonuję się astrofizyką oraz fizyką relatywistyczną (na poziomie popularnonaukowym). Uczyłem się od najwybitniejszych: Stephen Hawking, Leon Lederman, Richard Feynman. Moja pasja zaowocowała sformułowaniem kilku hipotez (nie tylko)naukowych. Po prostu muszę się nimi podzielić z kimś mądrzejszym ode mnie :-) ... Czy dobrze trafiłem? Jeśli nie to przepraszam i proszę o wyrozumiałość.

Zacznę od jednej z tych hipotez i zobaczymy jak pójdzie :-) Do rzeczy - wybaczcie łopatologiczny język: "kopiuj-wklej" z mojego dzienniczka:

 

Zgodnie z założeniami Ogólnej Teorii Względności (OTW) żyjemy w 4-wymiarowej czasoprzestrzeni. Jako trójwymiarowe istoty możemy swobodnie* poruszać się tylko w trzech wymiarach – nazywamy je wymiarami przestrzennymi. Czwarty wymiar, na który nie mamy bezpośredniego wpływu, nazywamy czasem.

* nie całkiem swobodnie: obowiązuje ograniczenie prędkości do prędkości światła – nie dlatego że brak nam odpowiedniej technologii tylko dlatego że jest to (fundamentalne) prawo fizyki jaką znamy.

 

Czas nieubłaganie płynie w kierunku przyszłości, jednak mamy niewielki wpływ na jego tempo: zgodnie z założeniami OTW czas jest względny. Podczas poruszania się w jednym z wymiarów przestrzennych doświadczamy zjawiska dylatacji czasu: czas płynie wolniej dla osób / ciał  poruszających się. Spowolnienie to jest pomijanie małe dla niewielkich (nierelatywistycznych) prędkości jednak wtedy też występuje i jest mierzalne!

Całość wyobrażam sobie w następujący sposób: jesteśmy w nieustannym ruchu i w czterowymiarowej czasoprzestrzeni poruszamy się ze stałą i niezmienną prędkością: nazwijmy ją C (celowo użyłem symbolu prędkości światła, jednostkę na razie pomijam). Jeśli nie poruszamy się w żadnym z wymiarów przestrzennych, wtedy „pędzimy” przez wymiar czasowy z prędkością C. Jeśli jednak zaczniemy poruszać się w jednym z trzech wymiarów przestrzennych to będziemy poruszać się jednocześnie w dwóch wymiarach: czasowym i przestrzennym (składowe) ale nasza wypadkowa prędkość nie może się zmienić i wciąż będzie wynosić C, w konsekwencji zmaleje składowa prędkości przez czas – tym bardziej im szybciej będziemy poruszać się w wymiarze przestrzennym.

 

[execve]

Świetnie. Powtórzyłeś kilka zajęć z pierwszego roku na wydziale fizyki uam. Nie wiem czy nie zrozumiałem, ale gdzie jest haczyk? Mógłbyś rozwinąć przekaz?

[Przybysz z K-PAX]

1 minutę temu, execve napisał:

...gdzie jest haczyk?...

Nie ma haczyka: liczyłem się z tym że nic nowego nie wymyśliłem a ponieważ z taką interpretacją OTW nie miałem okazji się spotkać w żadnej publikacji - postanowiłem się podzielić.

Byłbym wdzięczy za wskazanie źródła gdzie jest coś na ten temat. Wszystkiego najlepszego na 2022 rok (oraz rewelacyjnych i przełomowych zdjęć z teleskopu Jamesa Webba :-)

[Krzysztof z Bagien]

Jak znasz angielski, to pooglądaj sobie np. ten kanał:

https://www.youtube.com/c/ScienceClicEN

 

Bardzo fajnie gość tłumaczy te w sumie dość zawiłe, a niby podstawowe aspekty relatywistyki i okolic.

Edytowane 31 Grudnia 2021 przez Krzysztof z Bagien

[Przybysz z K-PAX]

5 minut temu, Krzysztof z Bagien napisał:

Bardzo fajnie gość tłumaczy te w sumie dość zawiłe, a niby podstawowe aspekty relatywistyki i okolic.

Dzięki, ale nie potrzebuję wytłumaczenia relatywistyki (szczególnie na YT ;-). Pytałem o rzetelne źródła które potwierdzą (lub zaprzeczą) moją(?) koncepcję że przez czasoprzestrzeń poruszamy się ze stałą i niezmienną prędkością.

[ZbyT]

po pierwsze to nie mówisz o OTW tylko STW

po drugie względność czasu nie jest założeniem STW i OTW ale dylatacja czasu jest konsekwencją stałej prędkości światła i transformacji w czasoprzestrzeni

po trzecie w czasoprzestrzeni można poruszać się tylko z prędkością światła. Im szybciej poruszasz się w przestrzeni tym wolniej w czasie

 

bardziej rzetelne źródło niż filmiki na YT masz poniżej

 

SKRYPT_A_Dragan_NSTW.pdf

 

pozdrawiam

[Przybysz z K-PAX]

16 minut temu, ZbyT napisał:

po pierwsze to nie mówisz o OTW tylko STW

po trzecie w czasoprzestrzeni można poruszać się tylko z prędkością światła. Im szybciej poruszasz się w przestrzeni tym wolniej w czasie

bardziej rzetelne źródło niż filmiki na YT masz poniżej

 

pozdrawiam

Dzięki za rzeczową odpowiedź. Czyli nic nowego nie wymyśliłem (ale sam do tego doszedłem! :-)...

Ze skryptem z pewnością zapoznam się ale w przyszłym roku ;-) Najlepszego na 2022!

[Behlur_Olderys]

20 godzin temu, Przybysz z K-PAX napisał:

Jeśli jednak zaczniemy poruszać się w jednym z trzech wymiarów przestrzennych to będziemy poruszać się jednocześnie w dwóch wymiarach: czasowym i przestrzennym (składowe) ale nasza wypadkowa prędkość nie może się zmienić i wciąż będzie wynosić C, w konsekwencji zmaleje składowa prędkości przez czas – tym bardziej im szybciej będziemy poruszać się w wymiarze przestrzennym.

 

Taka zmiana kierunku wektora bez zmiany jego długości w trzech wymiarach nazywany obrotem o kąt

Składowe wektora są mnożone przez kombinacje sinusów i cosinusów tego kąta.

 

W czterech wymiarach mówimy o wektorze czteroprędkości o składowych (vt, vx, vy, vz). Jego składowe w układzie który nie porusza się w przestrzeni mają wartość (c, 0, 0, 0). Jego długość więc wynosi c. Transformacja do układu w którym ciało się porusza to tzw. "boost". Jest to specyficzny obrót, bo nie odbywa się w euklidesowej przestrzeni trójwymiarowej, tylko w hiperbolicznej czasoprzestrzeni. Jest to więc też obrót, tylko hiperboliczny. Mnożymy składowe przez specjalne, hiperboliczne odpowiedniki sinusa i cosinusa, natomiast kąt jest powiązany z prędkością. Przez co składowe przestrzenne nigdy nie osiągają wartości równej c, ale długość wciąż pozostaje taka sama, liczona wg wzoru d =√( -dv² + dx² + dy² + dz²).

Więcej informacji w temacie np. tutaj:

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Rapidity

Rapidity to właśnie parametr obrotu odpowiadający kątowi w obrotach w zwykłej przestrzeni.

To bardzo ciekawe spostrzeżenie i warto sobie przeliczyć kilka przykładów żeby się z tym oswoić. Niemniej idea wg której nadawanie prędkości jest powiązana z obrotem układu współrzędnych jest bardzo głęboka i na swój sposób piękna.

Pozdrawiam

 

[execve]

3 godziny temu, Behlur_Olderys napisał:

 

Taka zmiana kierunku wektora bez zmiany jego długości w trzech wymiarach nazywany obrotem o kąt

Składowe wektora są mnożone przez kombinacje sinusów i cosinusów tego kąta.

 

W czterech wymiarach mówimy o wektorze czteroprędkości o składowych (vt, vx, vy, vz). Jego składowe w układzie który nie porusza się w przestrzeni mają wartość (c, 0, 0, 0). Jego długość więc wynosi c. Transformacja do układu w którym ciało się porusza to tzw. "boost". Jest to specyficzny obrót, bo nie odbywa się w euklidesowej przestrzeni trójwymiarowej, tylko w hiperbolicznej czasoprzestrzeni. Jest to więc też obrót, tylko hiperboliczny. Mnożymy składowe przez specjalne, hiperboliczne odpowiedniki sinusa i cosinusa, natomiast kąt jest powiązany z prędkością. Przez co składowe przestrzenne nigdy nie osiągają wartości równej c, ale długość wciąż pozostaje taka sama, liczona wg wzoru d =√( -dv² + dx² + dy² + dz²).

Więcej informacji w temacie np. tutaj:

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Rapidity

Rapidity to właśnie parametr obrotu odpowiadający kątowi w obrotach w zwykłej przestrzeni.

To bardzo ciekawe spostrzeżenie i warto sobie przeliczyć kilka przykładów żeby się z tym oswoić. Niemniej idea wg której nadawanie prędkości jest powiązana z obrotem układu współrzędnych jest bardzo głęboka i na swój sposób piękna.

Pozdrawiam

 

Fizyka jest piękna. I dochodzimy do wykładów z drugiego roku fizyki (w sumie dziękuje za przypomnienie po 20 latach @Behlur_Olderys   ).