Фантастика и физика

[Денис II]

Вот, хочу полюбопытствовать у наших физиков, насколько соответствует представления о физике некоторых фантастов современным взглядам этой науки.



Для начала - избитая тема: замедление времени при субсветовом полёте. Итак, берём космический корабль - обычный стальной (титановый, алюминиевый, пластиковый) гробик - и начинаем, безо всяких там супер-пупер полей и гиперпространств, тупо толкать его реактивной струёй (ну, или чем-нибудь в этом роде). Расталкиваем до скорости, хоть как-то сравнимой со световой, и летим на этой хрени куда-нибудь - да хотя бы на ту же Альфу Центавра. А потом назад. Действительно ли для летавшего пройдёт меньше времени, чем для остававшегося на Земле?

[Grey]

Насколько я знаю подтвердить или опровергнуть эту теорию нельзя.
Но лично по-моему такое вполне возможно.

[Sovin Nai]

Действительно время замедляется, это даже измерить можно. Где то читал что на каких то спутниках время замедляется на скоко то там наносекунд. Мелочь, но компьютер может за это время выполнить десяток-другой команд, то есть это вполне вообразимое замедление. Кажется это учитывают в системах спутниковой навигации, и т.п.

[No Name]

Наверняка мы об этом узнаем, только когда осуществим такой полет, а достижение световой скорости-так это свободно и возможно, в космосе-то трения нет. Выбираем парсеков 20 свободного от камушков пространства, защищаемся от космической пыли, чтобы не пробила обшивку, и вперед. Можно даже реактивный движок не вставлять...Собрал кораблик сразу в космосе, пхнул его в нужную сторону ручкой...Ускорение допустим 5м/с, без уменьшения результата...Вот и считай, через сколько будет космическая.
Меня больше интересует криогеника/анабиоз. Реально заморозить человека и разбудить его через триста лет? Я считаю-нет. Можно замедлить работу организма, допустим, чтобы сердце работало 1 удар в полчаса. Тогда я думаю в таком режиме человека можно лет сто продержать. А полностью все заморозить-так при разморозке мотор не запустится (то есть мозг с сердцем). Я так думаю.

[Риббонс Альмарк]

Совин Най все правильно сказал. Это эффект специальной теории относительности Эйнштейна, которая никакая не гипотеза, а основа всей физики 20-го века, ее вообще-то в некоторых школах в 11 классе изучают.. Ну не то чтобы изучают, а упоминают о ее существовании. В любом техническом ВУЗе ее должны проходить... Более того, проводились прямые эксперименты по проверке именно этого следствия, и не только с компьютерами на орбитальных станциях, но и с часами в летящем самолете.  

Другое дело, что на современном уровне технологии в принципе невозможно построить ракету, развивающую релятивистские ( т.е. сопоставимые со скоростью света ) скорости. Для сравнения, максимальные скорости, достигаемые современными ракетами порядка 10-20 км/с. Это меньше, чем 0,01% от скорости света.

[Риббонс Альмарк]

Наверняка мы об этом узнаем, только когда осуществим такой полет, а достижение световой скорости-так это свободно и возможно, в космосе-то трения нет. Выбираем парсеков 20 свободного от камушков пространства, защищаемся от космической пыли, чтобы не пробила обшивку, и вперед. Можно даже реактивный движок не вставлять...Собрал кораблик сразу в космосе, пхнул его в нужную сторону ручкой...Ускорение допустим 5м/с, без уменьшения результата...Вот и считай, через сколько будет космическая.

А где ты топлива столько возьмешь? 

Там ведь не только время замедляется, но и масса, которую нужно разгонять, увеличивается, стремясь к бесконечности.

[Денис II]

Совин Най все правильно сказал. Это эффект специальной теории относительности Эйнштейна, которая никакая не гипотеза, а основа всей физики 20-го века, ее вообще-то в некоторых школах в 11 классе изучают.. Ну не то чтобы изучают, а упоминают о ее существовании. В любом техническом ВУЗе ее должны проходить... Более того, проводились прямые эксперименты по проверке именно этого следствия, и не только с компьютерами на орбитальных станциях, но и с часами в летящем самолете.  

У меня глупый вопрос. На уровне школьника. :-[ Насколько я помню, любое движение относительно. То есть два товарища двигались друг относительно друга. Почему же время замедлилось у одного, а не второго? В чём асимметрия ситуации?

[No Name]

А где ты топлива столько возьмешь? 
Там ведь не только время замедляется, но и масса, которую нужно разгонять, увеличивается, стремясь к бесконечности.

Однако! Я надеюсь, что вы не штудировали перед тем как ответить учебники, и ответили сами. И в этом случае, вы должны понимать, что на всякое правило есть исключение. То, что являлось непреложной истиной вчера, может стать лишь шагом к новой истине завтра. Если вы знаете о попытках человека преодолеть световую скорость (а для этого нужно больше времени, чем те 6о лет как началось освоение космоса), то покажите нам пожалуйста информацию об этом. А пока мы не можем в точности гоорить об этом, а можем лишь предполагать.

[julik]

Даже если замедление времени для одного из товарищей будет, то все компенсируется периодами ускорения и торможения. Они выравняют показания часов и возраст. А так как разогнать ракету без ускорений не получится, то и проверить экспериментально парадокс близнецов нет никакой возможности, и в ближайшее время вряд ли будет.
А насчет того, что СТО основа современной физики...
В науке грядет крупная научная революция, и что после нее будет со СТО и ОТО, вопрос очень интерсный. Поживем - увидим.

[Sovin Nai]

Однако! Я надеюсь, что вы не штудировали перед тем как ответить учебники, и ответили сами. И в этом случае, вы должны понимать, что на всякое правило есть исключение. То, что являлось непреложной истиной вчера, может стать лишь шагом к новой истине завтра.

А насчет того, что СТО основа современной физики...
В науке грядет крупная научная революция, и что после нее будет со СТО и ОТО, вопрос очень интерсный. Поживем - увидим.

Ага, вполне может выясниться что Земля плоская, и мало того, у нее четыре угла 

Но несмотря на это, видимо ньютонова механика все равно будет пригодной к использованию,  разве нет? 

Если вы знаете о попытках человека преодолеть световую скорость (а для этого нужно больше времени, чем те 6о лет как началось освоение космоса), то покажите нам пожалуйста информацию об этом. А пока мы не можем в точности гоорить об этом, а можем лишь предполагать.

Так можно рассчитать что будет, не обязательно же пробовать.

[julik]

Ньютоновская механика после предыдущей научной революции вполне ничего применяется и область ее применения (малые скорости и макрообъекты) никуда не делась.
И вообще, есть принцип соотвествия, согласно которому любая более ранняя теория сохраняет свое значение как часть более совершенной теории (ньютоновская концепция и СТО).

[Sovin Nai]

Не любая, бывают и полностью ошибочные теории, однако наука находит истины несмотря на случающиеся заблуждения.

[Риббонс Альмарк]

У меня глупый вопрос. На уровне школьника. :-[ Насколько я помню, любое движение относительно. То есть два товарища двигались друг относительно друга. Почему же время замедлилось у одного, а не второго? В чём асимметрия ситуации?

А асимметрия все же есть. Все дело в первом законе Ньютона, который СТО ( специальная теория относительности Эйнштейна ) не отменяла.  Существует такое понятие, как инерциальная система отсчета - далее ИСО. ИСО характерна тем, что тело, на которое не действуют силы находится в такой системе отсчета в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения. Если система А - ИСО, а система Б движется относительно системы А с постоянной скоростью, то система Б - тоже ИСО. Если же Б движется относительно А с переменной скоростью, т.е. с ускорением, то Б - не ИСО. Совершенно не очевидно, что ИСО существуют в природе, их существование постулирует первый закон Ньютона, без доказательства. Хотя на самом деле ИСО - это абстракция, так же абсолютно твердое тело, или точка. В качестве приближения к ИСО можно рассматривать систему отсчета, связанную с Землей, или, с более высокой точностью, с центром Солнечной Системы, т.е. с Солнцем. Кроме того, принцип относительности Эйнштейна постулирует, что все законы физики одинаковы в инерциальных системах отсчета. А в неинерциальных они отличаются. Вот простой пример. Яблоко лежит на столе, в комнате. Пока на яблоко не действуют силы, оно лежит на месте ( или вечно катится по столу, если стол бесконечный, а трения нет ). А вот если яблоко лежит на столике в вагоне поезда, который набирает скорость, то даже если на яблоко силы не действуют, оно начнет само по себе, "безо всякой причины" катиться по сторону, противоположную ходу поезда. А все потому, что комната в доме - ИСО ( приближенно ), а разгоняющийся поезд - не ИСО. Возвращаясь к парадоксу с близнецами. Один находится на Земле, т.е. в ИСО ( приближенно ), другой в ракете - которая сначала разгоняется до скорости света, потом тормозит, потом снова разгоняется, на пути назад, и наконец снова тормозит. Т.е. второй близнец находится не в ИСО. Именно в этом проявляется ассиметрия ситуации, именно по этому время замедляется у близнеца на ракете, а не у того, который на Земле. Вот так вот. И никаких парадоксов. 

Даже если замедление времени для одного из товарищей будет, то все компенсируется периодами ускорения и торможения. Они выравняют показания часов и возраст.

А вот с этого места пожалуйста поподробней. Откуда такой вывод?  Очень желательно с формулами и вычислениями, если они вам, конечно, известны. Мне вот, например, не известны.  :-[ Тем не менее, насколько известно мне, студенту 3 курса, и любителю-непрофессионалу фундаментальной физики здесь, т.к. мы имеем дело с неинерциальными системами отсчета нужно учитывать уже ОТО ( общую теорию относительности Эйнштейна ). А принцип эквивалентности, постулируемый в ОТО, гласит, что действие так называемых "сил инерции" ( т.е. проявлений неинерциальности системы отсчета ) эквивалентно действию гравитационного поля. Как известно из ОТО время замедляется не только при высоких скоростях, но и в сильных гравитационных полях. Причем замедление времени не зависит от направления поля. В силу принципа эквивалентности это должно означать, что в случае неинерциальных систем также должно иметь место замедление времени, причем также не зависимо от направления ускорения, т.е. независимо от того, замедляется ракета или ускоряется. Т.о. наличие ускоренного/замедленного движения только усугубляет эффект замедления времени для близнеца на ракете. 

А насчет того, что СТО основа современной физики...
В науке грядет крупная научная революция, и что после нее будет со СТО и ОТО, вопрос очень интерсный. Поживем - увидим.

Ага, грядет она... уже 70 лет как грядет, с тех самых пор как квантовую механику разработали и поняли, что она не стыкуется с ОТО. Вот с тех пор все сидим и ждем новой революции, все единою теорию поля ждем. Только на теорию суперструн все надежды. Вот только над ней уже 35 лет по всему миру тысячи математиков и физиков работают, и ни конца, ни края не видно... 

[Джулин Моерад]

Ага, грядет она... уже 70 лет как грядет, с тех самых пор как квантовую механику разработали и поняли, что она не стыкуется с ОТО. Вот с тех пор все сидим и ждем новой революции, все единою теорию поля ждем. Только на теорию суперструн все надежды. Вот только над ней уже 35 лет по всему миру тысячи математиков и физиков работают, и ни конца, ни края не видно... 

    Да будет она, революция эта, куда денется, мир ведь как-то устроен
Однако меня, новичка, удивило то, насколько далеко обсуждение ушло от задекларированной темы. А ведь это бешено интересно: и не только выявление "ляпов" в фантастике, былой и нынешней, но и попытка предсказать, что из предсказаний фантастов действительно сбудется в грядущем.
     [rus] А в качестве "перца" к обсуждению приведу известные законы Артура Кларка:

   1. Когда уважаемый, но пожилой учёный утверждает что что-то возможно — он почти наверняка прав. Когда он утверждает, что что-то невозможно — он, весьма вероятно, ошибается.
   2. Единственный способ обнаружения пределов возможного состоит в том, чтобы отважиться сделать шаг в невозможное.
   3. Любая достаточно развитая технология неотличима от магии.

[KerrXIII]

Извините за некропостинг, просто это единственная тема, пригодная для моей находки.
Искал свежую информацию о достижениях в изучении гравитации и опять все свелось к куче недоказанных теорий, о которых последние лет 80 ооочень немодно говорить.
Одна из таких теорий красиво описывается в книге Астровитянка (книга написана Шелдонами, поэтому персонажи в ней отстойные, зато теории красивые)
И вот сегодня натолкнулся на очень интересную свежую сборку фактов с некоторыми выводами, которые так же ложаться на многие мои вопросы о физике окружающего мира - к сожалению не нашел где можно скачать, зато гуглится на нескольких ресурсах для онлайн чтения:
Честная физика, статьи и эссе. - дает много информации к дополнительному размышлению.