Отиди на
Форум "Наука"

Митовете и Физиката - Галилей!


ramus

Recommended Posts

  • Потребител
Преди 8 часа, Gravity said:

и?!

И, какво И, някои експерименти не са съгласувани с ТО, намери книгата и я прочети, ще ти се изясни, така не става да се убеждаваме.

Link to comment
Share on other sites

  • Мнения 297
  • Създадено
  • Последно мнение

ПОТРЕБИТЕЛИ С НАЙ-МНОГО ОТГОВОРИ

ПОТРЕБИТЕЛИ С НАЙ-МНОГО ОТГОВОРИ

Posted Images

  • Модератор Инженерни науки
On 1/7/2018 at 11:38, Малоум 2 said:

Точно - иска промяна, защото е "произведение" като величина - произведение е: "маса по скорост" или "сила по време". Задаваме промяна на едната величина и търсим промяна и на другата, ако е възможно. За фотоните - само честотата можем да задаваме. Защото - "силата" е също произведение - даже гадното е, че е с дименсия на енергия. Демек, нужно е енергийно изобразяване при превръщанията на видовете взаимодействия за енергия. Това показва движение на измененията във вълна като пренос на движения по винтова линия около "тръба". Пренася се импулс който има усукващ момент. Затова влияе на всички физични характеристики при поглъщане на фотон.

(За болднотото: Има една легенда за Микеланжело и Леонардо да Винчи - спорели, кой е по-добър в занаята. На стена Микеланжело изрисувал окръжност и казал: "Това е идеална окръжност". Да Винчи взел кредата, отбелязал точка в окръжността и казал:"А това е центърът й!..". Кой е по-велик - трудно е да се каже.:):)  Едва ли някой е седнал да измерва!.. И двамата са велики ...)

Микеланджело е по-велик за мене. Той е 3D CNC, докато Ленаердо е принтер и плотер.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Книгата наистина е интересна. Благодаря ти за сканираните откъси!

Но аз също не разбрах с какво въпросните експерименти са в несъгласие със ОТО... освен може би с не съвсем коректното им тълкуване.

Преди 13 часа, astralopitek said:

 В последната поредна снимка, се чете  :  " Както виждаме общата теория на относителността допринася малко за тълкуването на парадокса на часовниците при липсата на истинско гравитационно поле..."

От една страна се споменава - и признава - принципът на еквивалентност, а от друга страна излиза, че ускорението всъщност не компенсира "липсата на истинско гравитационно поле". И така се стига до истинския парадокс - да се твърди, че ОТО "допринася малко" за тълкуването на тъй наречения парадокс на часовниците, който при правилно тълкуване изобщо не е парадокс.

За мен, като лаик, е най-лесно да си представя ускорението на близнака-космонавт във вид на непрестанно сменящи се инерциални системи. Близнакът на Земята остава в една и съща система през цялото време, за разлика от пътуващия близнак, а точно от тази разлика следват и асиметриите в хода на часовниците им.и съответно различните им възрасти при срещата им.   

 

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 4 часа, Шпага said:

Книгата наистина е интересна. Благодаря ти за сканираните откъси!

Но аз също не разбрах с какво въпросните експерименти са в несъгласие със ОТО... освен може би с не съвсем коректното им тълкуване.

От една страна се споменава - и признава - принципът на еквивалентност, а от друга страна излиза, че ускорението всъщност не компенсира "липсата на истинско гравитационно поле". И така се стига до истинския парадокс - да се твърди, че ОТО "допринася малко" за тълкуването на тъй наречения парадокс на часовниците, който при правилно тълкуване изобщо не е парадокс.

За мен, като лаик, е най-лесно да си представя ускорението на близнака-космонавт във вид на непрестанно сменящи се инерциални системи. Близнакът на Земята остава в една и съща система през цялото време, за разлика от пътуващия близнак, а точно от тази разлика следват и асиметриите в хода на часовниците им.и съответно различните им възрасти при срещата им.   

 

Здравей шпага, правилно се досещаш, най добре намери книгата може да я има и онлайн за прочит, аз я намерих от градската библиотека. В книгата доста обстойно са разгледани различни експерименти по потвърждаването на теорията за асиметричното остаряване на близнаците, например това дето ускоряват мюони не удължава техният живот допълнително, значи ускорението не влияе на някои видове часовници, критиката е върху СТО която разглежда еквивалентни инерциалните системи на двата близнака а същевременно твърди че в едната от системите, тази на близнака космонавт, времето тече по бавно, а това автоматически отхвърля и предположението за еквивалентност и равноправие на двете инерциални системи. От друга страна която засяга ОТО някои релативисти твърдят, че остаряването е асиметрично защото системата на космонавта близнак макар и инерциална в предишен момент е била неинерциална, демек близнака се е ускорил и това ускорение (смяна на координатната система) е причина за изоставането на часовника (по време на неговото инерциално движение а не по времето на ускоряването) Но експеримента с ускорени мюони пък установява че няма допълнително забавяне на времето на живота на мюоните, причинени от ускорението. И парадокса си остава висящ. Друга хипотеза смята че остаряването е симетрично по отношение на някаква система на отчет със собственно време, и т.н най различни хипотези. Така че намери книгата и я прочети, ще те заинтригува :)

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Шпага ето намерих откъде може да се закупи книгата, и не струва скъпо.

https://knizhen-pazar.net/index.php?option=add_book&id=470999&title=Пътешественик във времето и пространството

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 1 час, astralopitek said:

Здравей шпага, правилно се досещаш, най добре намери книгата може да я има и онлайн за прочит, аз я намерих от градската библиотека. В книгата доста обстойно са разгледани различни експерименти по потвърждаването на теорията за асиметричното остаряване на близнаците, например това дето ускоряват мюони не удължава техният живот допълнително, значи ускорението не влияе на някои видове часовници, критиката е върху СТО която разглежда еквивалентни инерциалните системи на двата близнака а същевременно твърди че в едната от системите, тази на близнака космонавт, времето тече по бавно, а това автоматически отхвърля и предположението за еквивалентност и равноправие на двете инерциални системи. От друга страна която засяга ОТО някои релативисти твърдят, че остаряването е асиметрично защото системата на космонавта близнак макар и инерциална в предишен момент е била неинерциална, демек близнака се е ускорил и това ускорение (смяна на координатната система) е причина за изоставането на часовника (по време на неговото инерциално движение а не по времето на ускоряването) Но експеримента с ускорени мюони пък установява че няма допълнително забавяне на времето на живота на мюоните, причинени от ускорението. И парадокса си остава висящ. Друга хипотеза смята че остаряването е симетрично по отношение на някаква система на отчет със собственно време, и т.н най различни хипотези. Така че намери книгата и я прочети, ще те заинтригува :)

При Айнщайн се ползват Лоренц-трансформациите. Значи, при достигане високите скорости, мюонът се скъсява по посока на скоростта. Но скъсяване означава, че все по-къси фотони могат да му променят скоростта, а по-къси фотони - означава, че са с по-висока енергия. Ако пък са още по-къси - ще го разпадат...  Е, в полето на Земята най-къси фотони са с малък интензитет-количествено. Значи - мюонът може да измине по-дълго разстояние, ако скоростта му на падане е висока, вероятността да срещне разпадащ го фотон е малка. А не, че по-дълго е живял от бавния си близнак. Времето на съществуване - не е удачен часовник...:) При отчет на средата, в която се разглежда задачата не е важна Свакуум, а Ссреда и  заради действащите сили не е удачно да се ползва СТО. Затова им се получават асиметриите, както им отърва!:ag:

Освен това - при гравитация (две тела) действа сила на привличане и от едното тяло, и от другото. При ускоряване с външна сила - едностранна е деформацията и с отчет на Ссреда - времето за пренос на деформацията по всички участници е различно, даже е различно и за едно и също тяло, по посока на промяна на скоростта. Така че - принципът на еквивалентност си съществува, но не помага на ОТО.

...

Редактирано от Малоум 2
Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 1 час, Малоум 2 said:

Така че - принципът на еквивалентност си съществува, но не помага на ОТО.

Не мисля че принципът за еквивалентност на системи движещи се праволинейно и равномерно или са в състояние на покой си съществува при ефекта на асиметричното остаряване на близнаците. Защото забавянето на времето само в едната система, прави двете системи неравноправни. Да напомня че принципа на еквивалентност между инерциални системи гласи че всички физични закони са еднакви в такива системи. Ако в системата на близнака космонавт времето тече по бавно то тогава например константата на планк ще бъде с различна стойност в тази система, и тогава някои закони в които фигурира константата на планк, ще са други.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
On 10.01.2018 г. at 19:02, astralopitek said:

Не мисля че принципът за еквивалентност на системи движещи се праволинейно и равномерно или са в състояние на покой си съществува при ефекта на асиметричното остаряване на близнаците. Защото забавянето на времето само в едната система, прави двете системи неравноправни. Да напомня че принципа на еквивалентност между инерциални системи гласи че всички физични закони са еднакви в такива системи. Ако в системата на близнака космонавт времето тече по бавно то тогава например константата на планк ще бъде с различна стойност в тази система, и тогава някои закони в които фигурира константата на планк, ще са други.

Ориентировъчно: https://bg.wikipedia.org/wiki/Принцип_на_еквивалентност

И това, че не се отчита, че силите имат ентропиен произход, вж. до какви грешки води: (принципно - силата я свързват с наличие на "маса", без да отчитат че подреденото състояние - "ентропийно" може да предизвика сила на привличане и сила на отблъскване.)

http://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Ustrojstvo-sazdava-otritcatelna-masa_101037.html

Устройство създава отрицателна маса

image.png.e908e09325904debc9a237083bb5d7f7.png

Ограничената в тези оптични микрокухини светлина взаимодейства с тънък един атом полупроводник като се създават частици с отрицателен маса. Устройството също така "представя начин за генериране на лазерна светлина с постепенно нарастване на малко количество енергия". Michael Osadciw/University of Rochester

Повечето обекти реагират по предвидим начин, когато ги бутнеш, те се придвижват в същата посока, но ако са с  "отрицателна маса", те реагират точно наобратно - в посока на въздействащата им сила.

През 1957 г. Херман Бонди (Hermann Bondi) написва в списание "Reviews of Modern Physics", че масата може да бъде както положителна, така и отрицателна. Той доказва, че това не води нито до логически противоречия, нито до противоречия със законите на физиката. Няма нищо в математиката или физиката, което да подсказва, че масата не може да бъде отрицателна. Може би, защото никога не сме я срещали, не ни е хрумвало, че тя може и да съществува.

Сега изследователи от Университета Рочестър са успели да създадат частици с отрицателна маса в тънък един атом полупроводник от молибден диселенид, заставяйки го да взаимодейства със затворена в оптични микрокухини светлина, съобщава phys.org.

Това само по себе е "интересно и вълнуващо от гледна точка на физиката", коментира Ник Вамивакас (Nick Vamivakas), доцент по квантовата оптика и квантова физика в Института по оптика в Рочестър. "Но това също се оказва, че устройството, което сме създали, представя начин за генериране на лазерна светлина с постепенно нарастване на малко количество енергия"

Устройството, описано в Nature Physics, се състои от две огледала, които създават оптични микрокухини, които ограничават светлината на различни цветове на спектъра, в зависимост от това, как са разположени огледалата.

На полупроводника се поставя по такъв начин, че взаимодействието му със затворената светлина води до това, малки частици от полупроводника, наречени екситони, се съчетават с фотоните от затворената светлина като се образуват поларитони.

"Като накарахме екситона да се откаже от част от своята идентичност и заедно с един фотон да създаде поларитон, ние получихме в крайна сметка обект, който има отрицателна маса", обяснява Вамивакас. "Това е своего рода нещо побъркано, защото, ако се опитате да го бутнете или дръпнете, то ще отиде в обратната посока от това, което ви подсказва интуицията".

И други изследователски групи са експериментирали с подобни устройства, но това е първото устройство, което получава частици с отрицателна маса.

Въпреки, че практическото му приложение е още далеч, Вамивакас добавя, че лабораторията му ще продължи да проучва:

  1. Как устройството може да послужи като основа за производство на лазери. "С поларитоните, които създадохме с това устройство, рецептата за получаване на лазер е съвсем различна", коментира Вамивакас. "Системата се активира при  много по-нисък разход на енергия", отколкото сега употребяваните лазери.
  2. Физическите следствия от създаването на отрицателна маса в устройството. "Ние обмисляме начини да се прилага бутане и дърпане - може би като прилагаме електрическо поле в устройството, а след това да проучим как тези поларитони се движат в устройството при прилагането на външна сила".

Хипотетично материята може да има отрицателна маса - както електрическият заряд може да бъде отрицателен или положителен. Хората рядко мислят по този начин, тъй като в ежедневието ни се среща само положителният вариант на втория закон на Нютон, според който силата, предизвикваща ускорение, е равна на масата на обекта, умножена по ускорението му: F = ma.

В случая на отрицателна маса обектът ще има отрицателно ускорение. Въпреки че ни изглежда неестествено, това не означава, че е невъзможно. Предишни теоретични изследвания са показали, че отрицателната маса може да съществува във Вселената, без да пречи на Общата теория на относителността.

Гравитацията в теорията на относителността се визуализира в двуизмерното пространство като опънат каучуков лист, който се деформира под тежестта на телата, които са върху него. И тези деформации биха отклонили по-леки тела и дори светлината биха отклонили от правата линия.(Да не забравяме, че пространство-времето не е двуизмерно, а четири (три пространствени и една времева координата), като и четирите се изкривяват от наличието на маса). В този модел отрицателната маса е от другата страна на листа, създава хълмче, от което по-леки тела биха се "търкулнали" надалеч. Ако се обърнем наопаки това Вселенско одеало, тогава отрицателната маса ще прави вдлъбнатини, а положителната маса - хълмчета. (вж "Отрицателната маса - екзотична, но възможна материя")

Отрицателна маса

...

...

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Има 2 принципа на еквивалентност, единият касае инерциални системи, а другият не-инерциални системи. Първият гласи че всички закони на физиката са еднакви в инерциялни отправни системи, и състоянието на покой не може да се различи от състоянието на равномерно и праволинейно движение. Вторият гласи че няма разлика от гравитационно поле и равномерно ускорително движение.

А за това че може да има отрицателна маса и импулс, да , законите на физиката не го забраняват, при все че S , P  и  Т  симетриите се спазват. Законите на физиката са симетрични по отношение на заряд, пространство и време. А това устройство което създава отрицателна маса, е всъщност само една импровизация, не е реално създадена отрицателна маса.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
On ‎1‎/‎12‎/‎2018 at 17:39, astralopitek said:

Има 2 принципа на еквивалентност, единият касае инерциални системи, а другият не-инерциални системи. Първият гласи че всички закони на физиката са еднакви в инерциялни отправни системи, и състоянието на покой не може да се различи от състоянието на равномерно и праволинейно движение...

Това се нарича принцип на относителността.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 2 часа, Gravity said:

Това се нарича принцип на относителността.

Прав си, но в същност такива системи също са "еквивалентни" по-между си. "Равноправни" също е подходящ синоним.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Така наречените "инерциални системи" , реално не съществуват в природата, има само техни приближения. С никакъв механичен опит не може да се установи дали едно тяло е в състояние на покой или се движи праволинейно и равномерно, но чрез ефекта на доплер може примерно да се установи дали едно тяло се движи праволинейно и равномерно спрямо космическият микровълнов фон, или е в състояние на покой, т.е спрямо онази точка на сингулярност от преди големият взрив.

Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки
On 1/12/2018 at 17:43, Малоум 2 said:

Ориентировъчно: https://bg.wikipedia.org/wiki/Принцип_на_еквивалентност

И това, че не се отчита, че силите имат ентропиен произход, вж. до какви грешки води: (принципно - силата я свързват с наличие на "маса", без да отчитат че подреденото състояние - "ентропийно" може да предизвика сила на привличане и сила на отблъскване.)

http://nauka.offnews.bg/news/Novini_1/Ustrojstvo-sazdava-otritcatelna-masa_101037.html

Устройство създава отрицателна маса

image.png.e908e09325904debc9a237083bb5d7f7.png

Ограничената в тези оптични микрокухини светлина взаимодейства с тънък един атом полупроводник като се създават частици с отрицателен маса. Устройството също така "представя начин за генериране на лазерна светлина с постепенно нарастване на малко количество енергия". Michael Osadciw/University of Rochester

Повечето обекти реагират по предвидим начин, когато ги бутнеш, те се придвижват в същата посока, но ако са с  "отрицателна маса", те реагират точно наобратно - в посока на въздействащата им сила.

През 1957 г. Херман Бонди (Hermann Bondi) написва в списание "Reviews of Modern Physics", че масата може да бъде както положителна, така и отрицателна. Той доказва, че това не води нито до логически противоречия, нито до противоречия със законите на физиката. Няма нищо в математиката или физиката, което да подсказва, че масата не може да бъде отрицателна. Може би, защото никога не сме я срещали, не ни е хрумвало, че тя може и да съществува.

Сега изследователи от Университета Рочестър са успели да създадат частици с отрицателна маса в тънък един атом полупроводник от молибден диселенид, заставяйки го да взаимодейства със затворена в оптични микрокухини светлина, съобщава phys.org.

Това само по себе е "интересно и вълнуващо от гледна точка на физиката", коментира Ник Вамивакас (Nick Vamivakas), доцент по квантовата оптика и квантова физика в Института по оптика в Рочестър. "Но това също се оказва, че устройството, което сме създали, представя начин за генериране на лазерна светлина с постепенно нарастване на малко количество енергия"

Устройството, описано в Nature Physics, се състои от две огледала, които създават оптични микрокухини, които ограничават светлината на различни цветове на спектъра, в зависимост от това, как са разположени огледалата.

На полупроводника се поставя по такъв начин, че взаимодействието му със затворената светлина води до това, малки частици от полупроводника, наречени екситони, се съчетават с фотоните от затворената светлина като се образуват поларитони.

"Като накарахме екситона да се откаже от част от своята идентичност и заедно с един фотон да създаде поларитон, ние получихме в крайна сметка обект, който има отрицателна маса", обяснява Вамивакас. "Това е своего рода нещо побъркано, защото, ако се опитате да го бутнете или дръпнете, то ще отиде в обратната посока от това, което ви подсказва интуицията".

И други изследователски групи са експериментирали с подобни устройства, но това е първото устройство, което получава частици с отрицателна маса.

Въпреки, че практическото му приложение е още далеч, Вамивакас добавя, че лабораторията му ще продължи да проучва:

  1. Как устройството може да послужи като основа за производство на лазери. "С поларитоните, които създадохме с това устройство, рецептата за получаване на лазер е съвсем различна", коментира Вамивакас. "Системата се активира при  много по-нисък разход на енергия", отколкото сега употребяваните лазери.
  2. Физическите следствия от създаването на отрицателна маса в устройството. "Ние обмисляме начини да се прилага бутане и дърпане - може би като прилагаме електрическо поле в устройството, а след това да проучим как тези поларитони се движат в устройството при прилагането на външна сила".

Хипотетично материята може да има отрицателна маса - както електрическият заряд може да бъде отрицателен или положителен. Хората рядко мислят по този начин, тъй като в ежедневието ни се среща само положителният вариант на втория закон на Нютон, според който силата, предизвикваща ускорение, е равна на масата на обекта, умножена по ускорението му: F = ma.

В случая на отрицателна маса обектът ще има отрицателно ускорение. Въпреки че ни изглежда неестествено, това не означава, че е невъзможно. Предишни теоретични изследвания са показали, че отрицателната маса може да съществува във Вселената, без да пречи на Общата теория на относителността.

Гравитацията в теорията на относителността се визуализира в двуизмерното пространство като опънат каучуков лист, който се деформира под тежестта на телата, които са върху него. И тези деформации биха отклонили по-леки тела и дори светлината биха отклонили от правата линия.(Да не забравяме, че пространство-времето не е двуизмерно, а четири (три пространствени и една времева координата), като и четирите се изкривяват от наличието на маса). В този модел отрицателната маса е от другата страна на листа, създава хълмче, от което по-леки тела биха се "търкулнали" надалеч. Ако се обърнем наопаки това Вселенско одеало, тогава отрицателната маса ще прави вдлъбнатини, а положителната маса - хълмчета. (вж "Отрицателната маса - екзотична, но възможна материя")

Отрицателна маса

...

...

WARP drive :) Доколкото гравитацията е изкривяване на "тъканта" на пространството, апаратът ще може да генерира вълни и сила, която да го движи в прстранството без да се налага да изхвърля вещество (без всаимодействие с друго тяло). Като  емдрайв. Нютон ао можеше да ги водо тези неща...

Дали? За Гравитационното фундаментално взаимодействие се знае, че няма отблъскване.

Но нека помечтаем.. Имаме някъв полупроводник, оформен като плочка (както са ТЕГ, фотоволтаичните панели), пускаме му постоянен ток и той започва да левитира... Ако не му се спре тока/ енергията той би напуснал планетата. Ще се ускорява нагоре. Модулирнан ток (примерно с широчинно импулсна модлация (ШИМ)) може да го накара да зависне неподвижно във въздуха. Или да се движи нагоре и надолу, а с добавяне на две вертикални "плочи" - напред, назад и настрани (или да ротира / завива). Има обаче оюе неюо, което пречи - КПД. Отношението вкарана енергия в двигателя към придуцирания тласък (сила/импулс). Защото на практика Мдрайв прави същото. Но не сме видяли летяюи чинии и коли.

Може да се окаже, че киловат прави няколко микронютона.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 8 минути, Joro-01 said:

WARP drive :) Доколкото гравитацията е изкривяване на "тъканта" на пространството, апаратът ще може да генерира вълни и сила, която да го движи в прстранството без да се налага да изхвърля вещество (без всаимодействие с друго тяло). Като  емдрайв. Нютон ао можеше да ги водо тези неща...

Дали? За Гравитационното фундаментално взаимодействие се знае, че няма отблъскване.

Но нека помечтаем.. Имаме някъв полупроводник, оформен като плочка (както са ТЕГ, фотоволтаичните панели), пускаме му постоянен ток и той започва да левитира... Ако не му се спре тока/ енергията той би напуснал планетата. Ще се ускорява нагоре. Модулирнан ток (примерно с широчинно импулсна модлация (ШИМ)) може да го накара да зависне неподвижно във въздуха. Или да се движи нагоре и надолу, а с добавяне на две вертикални "плочи" - напред, назад и настрани (или да ротира / завива). Има обаче оюе неюо, което пречи - КПД. Отношението вкарана енергия в двигателя към придуцирания тласък (сила/импулс). Защото на практика Мдрайв прави същото. Но не сме видяли летяюи чинии и коли.

  Може да се окаже, че киловат прави няколко микронютона.

Ами да вземат да направят Em Drave поне със стотина киловата, тягата би трябвало да се усилва, нали е пропорционална на микровълновият резонанс

Link to comment
Share on other sites

  • Модератор Инженерни науки
Преди 54 минути, astralopitek said:

Ами да вземат да направят Em Drave поне със стотина киловата, тягата би трябвало да се усилва, нали е пропорционална на микровълновият резонанс

А дано - да стигне примерно 1 Нютон,

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 1 минута, Joro-01 said:

А дано - да стигне примерно 1 Нютон,

Нищо не се знае докато не се експериментира. От НАСА били потвърдили, ами да го направят наново тогава с по голяма мощност, що се услушват :animatedwink:

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Предлагам един експеримент с мазер, който пада свободно в гравитационно поле. С този експеримент може да се докаже или опровергае теорията на относителността. Накратко, нека имаме закрепени неподвижно в гравитационен потенциал два раздалечени приемници  и броячи на честота №1 и №2 ( полуелипсите оцветени в синьо) и един мазер (звездата оцветена в червено по средата) който пада свободно в гравитационно поле. Според общата теория на относителността, часовникът поставен в брояча на честота №2, трябва да се забавя спрямо часовник поставен в брояча №1. Така че честотата пристигаща в двата брояча от падащият мазер, да е различна според локалното време на броячите №2 и №1. Но също се появява ефектът на доплер, който трябва да удвои разликите в честотите отчетени в двата брояча, така ако следствията на теорията на относителността са верни. Ако опита представи не- удвоен ефект на разлика в честотите, тоест има ефект само на доплер, то следователно времето на часовник №2 не се забавя и той върви синхронно в гравитационият потенциал заедно със часовник №1 , и теорията на относителността не е вярна.

 

мазер.png

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

Може да се направи и аналогичен експеримент на показаният, при който мазерът е неподвижен поставен по средата на установката, тогава ефектът на доплер се елиминира, и остава само ефектът предсказан от теорията на относителността. 

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 42 минути, astralopitek said:

Предлагам един експеримент с мазер, който пада свободно в гравитационно поле. С този експеримент може да се докаже или опровергае теорията на относителността. Накратко, нека имаме закрепени неподвижно в гравитационен потенциал два раздалечени приемници  и броячи на честота №1 и №2 ( полуелипсите оцветени в синьо) и един мазер (звездата оцветена в червено по средата) който пада свободно в гравитационно поле. Според общата теория на относителността, часовникът поставен в брояча на честота №2, трябва да се забавя спрямо часовник поставен в брояча №1. Така че честотата пристигаща в двата брояча от падащият мазер, да е различна според локалното време на броячите №2 и №1. Но също се появява ефектът на доплер, който трябва да удвои разликите в честотите отчетени в двата брояча, така ако следствията на теорията на относителността са верни. Ако опита представи не- удвоен ефект на разлика в честотите, тоест има ефект само на доплер, то следователно времето на часовник №2 не се забавя и той върви синхронно в гравитационият потенциал заедно със часовник №1 , и теорията на относителността не е вярна.

И следователно такива неща като GPS-те не работят.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 6 минути, astralopitek said:

Не съм казал това. 

Това следва от казаното от теб.

 

Часовниците на сателита и тези на земята тикат несинхронно. 

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 18 минути, Gravity said:

Това следва от казаното от теб.

 

Часовниците на сателита и тези на земята тикат несинхронно. 

Само представям опит който ще потвърди разсинхронизацията на часовниците в гравитационнен потенциал, или ще отрече такава разсинхронизачия. Не твърдя че часовници поставени в различен гравитационен потенциал ще тиктакат еднакво.:)

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 7 минути, astralopitek said:

Само представям опит който ще потвърди разсинхронизацията на часовниците в гравитационнен потенциал, или ще отрече такава разсинхронизачия. Не твърдя че часовници поставени в различен гравитационен потенциал ще тиктакат еднакво.:)

След като предлагаш подобно нещо означава, че не си съгласен с това как работи GPS. Ако беше съгласен, тогава защо предлагаш такъв експеримент. Нали GPS показва точно това, че часовниците на земята и на сателитите не тиктакат еднакво.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител
Преди 1 минута, Gravity said:

След като предлагаш подобно нещо означава, че не си съгласен с това как работи GPS. Ако беше съгласен, тогава защо предлагаш такъв експеримент. Нали GPS показва точно това, че часовниците на земята и на сателитите не тиктакат еднакво.

В тази статия http://www.alternativephysics.org/book/GPSmythology.htm е описано как GPS  навигацията работи и без релативистичните корекции.

Link to comment
Share on other sites

  • Потребител

ето и целия превод, за тези които нямат преводачка на компа си :)

 

GPS, относителността и 
поп-науката митология

 

Популярната наука често популяризира идеята, че Глобалната позиционираща система служи не само като средство за определяне на позицията, но и като удобен тест за Айнщайновата теория на относителността. Твърдението е, че ако не бяха направени някои корекции, за да се противодейства на прогнозите на тази теория, изчислените позиции скоро ще станат много неточни. Следователно всеки, който има функциониращ GPS приемник, вече е потвърдил, че теорията е вярна, а човекът за доставка на пица няма да е пристигнал в дома ви, ако не беше за корекциите. 

Твърдението обаче е невярно и научните гуру, които го насърчават, трябва да знаят по-добре, отколкото да го направят. Факт е, че няма значение дали такива корекции са направени или не. Защо? Причината е свързана с основните факти за работата на GPS приемниците.

За да разберем това, първо трябва да разгледаме твърденията по-конкретно. Следните точки са направени по отношение на относителността и работата с GPS [1] :

  1. Теорията за относителността предвижда часовниците на борда на GPS сателитите да се движат по-бързо от часовниците на Земята с около 38 микросекунди на ден.
  2. Часовниците на спътниците се забавят с тази сума, за да съответстват на скоростта на часовниците на Земята
  3. Ако тези корекции не бяха направени, определянето на позицията би било неточно до 11 км дневно
  4. Тази неточност щеше да нараства постоянно всеки ден, например след 10 дни неточността щеше да нарасне до 110 километра.

Ще започнем, като приемем, че първите две точки са абсолютно верни, тъй като това есе не е за оспорване на истината за теорията на относителността, а само за нейното приложение. 

Колкото и странно да звучи, третата и четвъртата точка не са резултат от първите две.

 

Определяне на вашата позиция

Основните положения за работата на GPS приемниците са доста ясни. Множество орбити сателити заобикалят Земята. Всеки сателит притежава един или повече много точни атомни часовници. Тъй като те орбитат, спътник предава сигнала за време (или "таймер") на своя бордов часовник. Тъй като тези сигнали се движат с ограничена скорост - скоростта на светлината - можем да определим колко далеч е всеки сателит от приемника и по този начин да разберем къде се намираме. 

Изчисляването на разстоянието от спътник изисква изваждането на сигнала за времето от спътника от времето на приемника. Чрез изваждане на тези числа и умножаване по скорост на светлината изчисляваме разстоянието, т.е. 

D = (t r - t s ) c

където  t rе времето в приемника,  t s е (забавеният) сигнал от сателита и D е разстоянието. Чрез определяне на разстоянието от най-малко 4 сателита можем да определим нашето местоположение. Това изчисление обикновено се очертава като набор от припокриващи се сфери:

Две сферични повърхности, пресичащи се в кръг

В три измерения нашата позиция ще бъде дадена от пресечната точка на четири такива сфери. 

Сега ето къде се стига до разширяването на времето. Ако часовниците на Земята се движеха с различна скорост от тези на сателитите, тогава горното изчисление щеше да бъде напълно излязло, защото | t r -t s | ще стават все по-големи всеки ден. Можем да изчислим дневната грешка на разстоянието δD, като умножим дневната грешка  δt със скоростта на светлината: 

δD = δt c ~ = 38x10 -6 * 3x10 8 = 11400 m 

Или около 11 км на ден. 

Този аргумент изглежда доста твърд. И така, какво пренебрегваме?

Това, което пренебрегваме, е фразата "време на получателя". Проблемът е, че GPS приемниците не съдържат атомен часовник, защото няма място да се поберат един. Освен това би било много скъпо, дори и да е възможно. Това време в приемника трябва да бъде определено от часовниците на сателитите. Следователно, ако часовниците на сателитите се движеха по-бързо (или по-бавно) от тези на Земята, това "време на приемника" също щеше да се развие по-бързо или по-бавно от точно същата степен. Следователно няма да има грешка в позицията поради дилатацията на времето и със сигурност няма кумулативна грешка в позицията. 

По същество, това, което GPS приемникът се опитва да определи, не е само неговата позиция, но и своето време. За да посочим това математически, той се опитва да определи променливи х , y , zИ т . Това са 4 променливи, които изискват 4 броя данни, за които да се решат, а данните за решаването им идват от времевите марки на 4 спътника. Приемникът изчислява всичките 4 от тези променливи x , y , z , t, но след това може да изхвърли променливата за време ( t ) като несъществена.

 

По-опростен подход

Като оставим настрана каквито и да са методите, които GPS приемниците всъщност използват, има много по-прост подход за изчисляване на позицията, която заобикаля цялото време на въпроса за приемника и обяснява защо скоростта на часовниците по отношение на Земята е незначителна. Това включва сравняване на разликите между получените сигнали.

Да приемем, че сте на неизвестно място на Земята (или в космоса) и получавате два идентични сигнали от различни спътници. Тоест, времевите марки на всеки сателит са точно едни и същи, когато те достигнат до вас. Какво ще заключите от това? Съвсем очевидно: че сте в позиция, еднакво отдалечена от двата спътника. Затова трябва да сте някъде в равнина, която се простира по средата между двата спътника и да се движи в прави ъгли към линия, която ги свързва. Използвайки тази информация сте ограничили местоположението си до двуизмерна равнина. И ти го направи, без да знаеш местното време. Сега, съвсем очевидно, нямаше значение дали тези часовници на сателитите се движеха по-бързо, или и двата тичаха по-бавно от твоите, защото вашият еквивалент прави техните следи от време, когато те стигнат до теб.

Това е много лесно. Така че какво да кажем за ситуация, в която има е премерено разлика между сигнал за време, както обикновено ще се случи? В този случай тя е малко по-сложна, но отново отговорът ще зависи само от разликата между сигналите, а не от времето на местния часовник. 

За да опростим това, предполагаме, че имаме двуизмерна ситуация, съдържаща три спътника: A, B и C. Всички сателити са на известни места, чиито часовници са синхронизирани и вървят с еднакви скорости.

GPSm-locate1.gif

Ние сме някъде в този 2D район и искаме да определим нашата позиция. Получаваме сигнали от А и Б и откриваме, че Б е малко по-напред от А. Изваждаме времевата разлика между тези два сигнала и го наричаме Δt . Това, което ни казва, е, че сме по-близо до B от A и на място, където разликата между нашето разстояние до A и нашето разстояние до B е  c Δt . Като оставим настрана математиката, това ни поставя някъде по линия, която изглежда така:

GPSm-locate2.gif

Линията изглежда малко като парабола, въпреки че не е [2] . След това гледаме сигналите от В и С и намираме, че те са идентични. Както бе обсъдено по-горе, това ни поставя на права линия, преминаваща по средата между B и C така:

GPSm-locate3.gif

Където тези две линии се пресичат, това е нашата позиция! 

Горното е двуизмерна ситуация. Разширяването му на три измерения ще изисква четири спътника и пресичането на три припокриващи се "параболични" шишарки. Малко по-сложен, но методът е същият. 

Важното тук е, че успяхме да определим нашето местоположение, без да се позоваваме на "местно време". При това се изискваше да се знае само различията между сателитните следи от време, а не самите таймификати. Тъй като всички часовници на сателитите се движат със същата скорост, тези разлики във времето ще бъдат независими от действителните тактови честоти. 

Тази последна точка може да е объркваща. В края на краищата, ако удвоя скоростта на два часовника, няма ли това да удвои размера на разликата им?  

Кратък отговор: не. За да демонстрираме лесно, ще вземем два обикновени часовника, означени с А и Б, и ще бъдем 10 минути напред. Ще стартираме нашия експеримент, когато часовникът А прочита 1:00 и часовникът Б чете 1:10. След това ще ги наблюдаваме на всеки 5 минути и ще ги сравним с "реално време", което в този случай ще бъде и времето на часовника А.

 
реално време 01:00 01:05 01:10 01:15
часовник A 01:00 01:05 01:10 01:15
часовник B 01:10 01:15 01:20 01:25


Добре, няма изненади: Б остава винаги на 10 минути напред от А.  

Сега отново правим експеримента, но този път правим корекция и на двата часовника, така че те да се движат на двойно по-висока от нормалната им скорост. Това означава, че за всяка една минута в реално време А и Б се движат напред 2 минути. Ние отново започваме експеримента, когато A = 1:00, B = 1:10 и ги наблюдаваме на всеки 5 минути.

 
реално време 01:00 01:05 01:10 01:15
часовник A 01:00 01:10 01:20 01:30
часовник B 01:10 01:20 01:30 01:40


Така че часовниците се движат с двойно по-голяма скорост в реално време, но запазват същата 10-минутна разлика, както преди.  

Горният експеримент би могъл да се извърши, като А и В бяха зададени към същото време и след това изпратиха Б 10 светлинни минути - почти двойно от разстоянието Земя-Марс. В този случай времевият сигнал от В ще отнеме 10 минути, за да стигне дотук, което означава, че неговият сигнал ще се прочете 10 минути зад А. Използвайки същите мотиви, както по-горе, трябва да е ясно, че удвояването на скоростта и на двата часовника няма да промени наблюдаваното време разлика (от 10 минути) между двете. Същото важи и за сателитите от GPS. Независимо дали те се движат по-бързо или по-бавно от нашите часовници, няма да променят измерените времеви разлики. И така, нашата GPS-изчислена позиция ще бъде същата.

 

Определяне на позицията на сателита

Разбира се, има един аспект, в който относителността може да стане релевантна. И това е свързано с това, къде е сателитът. 

Горните упражнения приемат, че сателитите са на фиксирани места, което не е така. Сателитите, разбира се, са в орбита, променят позицията си през цялото време и зависи от получателите да определят местоположението си. Това изчисление ще се основава на орбиталните характеристики на спътника (които също се предават) и на неговия времеви маркер. По същество, тайметровата марка ни позволява да определим колко далеч е на сателитна орбита. Следователно, всяка неточност в времевата марка - като релативистично забавяне - ще доведе до изчисляване на неточна позиция.

За щастие подобни неточности ще бъдат леки, защото сателитите се движат много по-бавно от светлината. Сателитите се движат на 3870 m / s и 38.6 микросекунди на ден неточност ще доведе до грешка в позицията само на 15 cm. Естествено, това ще се натрупва с течение на дните, но орбиталните времена се изчисляват спрямо "референтната епоха", която се нулира ежеседмично, а редовното време е с плюс или минус 3,5 дни от това референтно време [3] . Оттук изчислената позиция на спътника може да бъде изминато до 52 см, което все още е в рамките на нормалната GPS неточност от 2-3 метра. И тъй като спътниците се движат в различни посоки дори тази грешка трябва до голяма степен да се отмени; особено когато се осредняват за няколко показания.

 

Географски ширини и височини

Пренебрегвайки всички горепосочени аргументи за момента, има още едно важно внимание, което заслужава внимание. И това е фактът, че такива релативистични ефекти биха направили цялата навигационна система нефункционална, поне в сегашната й конфигурация. Според US-DOD [4] спътниците губят 7200 НЗ на ден поради специалната теория на относителността и получават 45900 НС на ден поради общата теория на относителността. Тези ефекти се съчетават, за да се постигне нетно ускорение от 38600 ns на ден (45900-7200 = 38600) спрямо часовниците на Земята. Часовниците след това се забавят с подходяща степен, за да отхвърлят тази дневна сума и всичко е наред за GPS приемници.

Въпреки това, тъй като Земята се върти, скоростта на спътник спрямо GPS приемник ще бъде различна в различните географски ширини. Следователно размерът на разширението също трябва да бъде различен. Това 7200 ns е изчислено по отношение на полюс, където Земята не се движи и трябва да се има предвид само скоростта на спътника от 3870 m / s. Ако изчислението е направено на екватора, където повърхността се движи с 465 м / с и GPS спътниците се пресичат на 55 градуса, разрастването на времето в SR възлиза на 6300 ns. Това е разлика от 900 н.с. между полюса и екватора, което вероятно ще доведе до все по-неточна определяне на позицията на 270 метра на ден.

След това имаме проблем с надморска височина, тъй като цифрата 45900 ns е изчислена за морското равнище. Тази цифра ще намалее, когато се движим по-високо и изпитваме по-малко гравитация. Например, на 1060 метра над морското равнище, ще има намаление от 10 ns на ден. Това вероятно би довело до неточност от 3 метра на ден, натрупвайки до 1 км годишно. Самолетите, летящи на 10 километра, ще бъдат по-лоши; натрупвайки грешка от 10 км годишно. 

Ако е било необходимо да се приспособи за относителност в различни географски ширини и височини, изчисленията биха били много сложни и би трябвало да се правят в приемника. Но те не са направени там: само фиксирана настройка на времето се прави на сателитите за всички точки на Земята. Само този факт показва, че относителността е без значение за GPS операцията.

 

заключение

Наличието на специални и общи ефекти на относителността няма никакво влияние върху точността на работата на GPS. В обобщение, нямаше значение дали часовниците на GPS сателитите се движеха по-бързо или по-бавно от часовниците на Земята или дори промениха скоростта си всеки ден. Докато часовниците на спътниците останаха синхронизирани един с друг и часовниковата разлика между земните часовници не стана твърде голяма, приемниците на GPS ще продължат да изчисляват правилната си позиция. 

GPS със сигурност е отлична навигационна помощ. Но поне от гледна точка на оперативната гледна точка, тя не служи като тест за относителността. Учените трябва да спрат да го наричат това. 



Следващата глава разглежда "вторични релативистични ефекти": 

Link to comment
Share on other sites

Напиши мнение

Може да публикувате сега и да се регистрирате по-късно. Ако вече имате акаунт, влезте от ТУК , за да публикувате.

Guest
Напиши ново мнение...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Зареждане...

За нас

"Форум Наука" е онлайн и поддържа научни, исторически и любопитни дискусии с учени, експерти, любители, учители и ученици.

За своята близо двайсет годишна история "Форум Наука" се утвърди като мост между тези, които знаят и тези, които искат да знаят. Всеки ден тук влизат хиляди, които търсят своя отговор.  Форумът е богат да информация и безкрайни дискусии по различни въпроси.

Подкрепи съществуването на форумa - направи дарение:

Дари

 

 

За контакти:

×
×
  • Create New...