Questão:
Hipotético: Posso determinar se minha sala está se movendo medindo o tempo que leva para um fóton atingir a parede oposta?
Sergio
2020-09-04 01:08:24 UTC
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Problem Estou trancado em uma sala sem janelas e preciso saber se a sala está se movendo, só tenho uma lâmpada. De acordo com meu professor, não posso dizer se a sala está se movendo por causa da Teoria da Relatividade Especial.

My pensamento E se a sala se mover a uma velocidade muito próxima da velocidade da luz e eu puder ver que o feixe de luz leva mais tempo para alcançar a parede na direção em que a sala está se movendo.A velocidade da luz é sempre a mesma, não importa o quadro de referência inicial. Posso saber se a sala está se movendo?

Acho que minha ideia não funciona porque a Teoria da Relatividade de Galileu, mas ainda não entendo

Todos os átomos do seu corpo também demoram mais porque estão se movendo.Seu cérebro demora mais para processar a medição do fóton, então você acha que não está mais lento.Seu relógio passa mais devagar porque todos os seus átomos estão lutando para acompanhar a velocidade - já que eles estão se movendo tão rápido em uma direção, não há muita velocidade para movê-los para os lados.Isso é o que um observador estacionário vê.
Em princípio, sim, e certo por causa da SR.Mas você deve saber o resultado na sala parada.Se eu estiver errado, certamente alguém corrigirá muito em breve.É semelhante às observações astronômicas.
Antes que você possa usar isso para saber que está se movendo, terá que resolver o problema de medição unilateral da velocidade da luz.
Cinco respostas:
TimWescott
2020-09-04 01:52:23 UTC
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Você supõe que a sala está se movendo perto da velocidade da luz em relação a algum referencial absoluto (este seria o referencial da Galiléia) e, portanto, que a luz pareceria para você se mover mais lentamente em uma direção do que o outro.

Esta é a suposição que foi provada como falsa pelo experimento de Michelson-Morley . Esse experimento deveria marcar um dos últimos 'i's da física, para que a ciência pudesse encerrar o livro sobre ele antes do final do século 19 e prosseguir para coisas mais interessantes. Em vez disso, quebrou totalmente a física da época. Ele refutou totalmente a existência de um quadro de referência galileu, bem como do éter luminífero.

Para você, a luz sempre viaja na mesma velocidade. Você está sempre em repouso em relação a si mesmo - é apenas em relação a outras coisas no universo que você está movendo.

Portanto, o todo ponto of Special Relativity é que, se a velocidade da luz é constante, o tempo e o espaço devem ser variáveis. Então você e seu quarto estão passando por mim quase na velocidade da luz, parece-me que seu quarto está encurtado na direção de nossa viagem relativa e que seu relógio está lento - e parece você gosta de I estou encurtado e que meu relógio está lento.

Todas as outras coisas da Relatividade Especial existem para fazer a matemática funcionar e torná-la consistente com a medição física.

Essa é uma das melhores explicações sobre essas coisas que li há algum tempo.Obrigado.
E essas coisas REALMENTE "bagunçam sua mente" quando você faz a pergunta "De quem são as observações corretas?", E você percebe que, ao comparar observações de diferentes referenciais, não existe simultaneidade.
Não é certo porque c é constante que vai demorar mais para chegar à parede?Ele não precisa voltar porque um detector pode corrigir a leitura.Meu raciocínio é apenas, em princípio, qualquer pequeno efeito.Eu vejo isso como a luz tendo que atingir um alvo em movimento, uma caixa não necessária.Isso me parece igual à luz que chega até nós do objeto que está se afastando de nós apropriadamente, ou nos afastando da fonte.O que estou fazendo errado?
Esqueço.Vejo em uma caixa * d * é o mesmo :)
@Alchimista Você certamente quis dizer que * c * é o mesmo na caixa "móvel" :-), que é todo o ponto da relatividade especial: Não seria surpreendente se * c * fosse o mesmo apenas em um "principal" específico, "repouso "quadro de referência contra o qual medimos todos os movimentos.Em contraste, a relatividade especial significa que a luz se propaga exatamente com a velocidade * c * ** em todos os sistemas inerciais, ** mostrada pelo experimento de Michelson-Morely mencionado.
Sim, os dois termos são iguais.Eu estava negligenciando a caixa na minha primeira afirmação, ou seja, a parede recuando do emissor
Wolphram jonny
2020-09-04 01:52:53 UTC
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Não, você não pode dizer porque a velocidade da luz é a mesma para você e, em seu próprio referencial, a sala não está se movendo.Lembre-se de que não há movimento absoluto, então para o observador dentro da sala é a plataforma que se move (o que não afeta as medições dentro da sala), não a sala.

Einstein, em um trem que cruza os Alpes, pergunta ao condutor: "Com licença, Locarno está parando neste trem?"
@Peter-ReinstateMonica O condutor, versado em relatividade, vê a armadilha que Einstein armou e responde: "Não, a aceleração é absoluta, logo você poderá medir que o trem está acelerando para corresponder à velocidade de Locarno, não o contrário."
@JiK devido ao princípio de equivalência, parece que o Locarno está acelerando também (por causa da gravidade da Terra).
md2perpe
2020-09-04 02:22:38 UTC
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De acordo com a teoria da relatividade especial, a velocidade da luz em seu referencial inercial será a mesma que em qualquer outro referencial inercial, então o tempo que leva para o pulso de luz atingir a parede do outro lado éapenas $ d / c, $ onde $ d $ é a distância e $ c $ é a velocidade da luz.

Para uma pessoa que você considera estar em repouso (permanecer na Terra?), o pulso viajará não apenas pelo quarto, mas também na direção de seus movimentos.O tempo que leva de acordo com ele é $ (d / c) / \ sqrt {1-v ^ 2 / c ^ 2} $ .Durante esse tempo, o pulso percorre a distância $ d $ da sala e a distância $ v (d / c) / \ sqrt{1-v ^ 2 / c ^ 2} $ na direção de seu movimento.Segundo ele, seu relógio anda muito lento (dilatação do tempo).

Martin Rosenau
2020-09-04 21:24:34 UTC
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Estou trancado em uma sala sem janelas e preciso saber se a sala está se movendo ...

O problema real é completamente diferente do que você pensa:

O que exatamente significa " mover "?

De acordo com a teoria da relatividade especial, não existe um sistema de coordenadas "fixo" no espaço, mas você always tem que especificar algum sistema de coordenadas relativo a algum objeto ou similar ao falar sobre movimento.

Exemplo:

Você se senta em sua cadeira no jardim. Quão rápido você "se move"?

Se estiver usando um sistema de coordenadas relativo à Terra, você não está "se movendo".

Se você estiver usando outro sistema de coordenadas, pode estar se movendo a uma velocidade de cerca de 1000 km / h (dependendo de onde você mora) devido à rotação da Terra em torno de seu próprio eixo ou mesmo com 100.000 km / h devido à rotação da Terra em torno do Sol.

Portanto, a resposta à sua pergunta é completamente diferente do que você pensa:

Posso determinar se meu quarto está se movendo ...

Se você usar o sistema de coordenadas relativo à sua sala, ela não se move. Portanto, você não precisa fazer nenhuma medição para determinar se sua sala se move: ela não se move!

Se você usar um sistema de coordenadas relativo a algum outro objeto (por exemplo, a Terra), a pergunta " Posso determinar se meu quarto está se movendo? " é a mesma pergunta que " Posso determinar se o outro objeto está se movendo em relação ao meu quarto? "...

Bom ponto que você fez
user253751
2020-09-04 01:32:54 UTC
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E se a sala se mover a uma velocidade muito próxima da velocidade da luz e eu puder ver que o feixe de luz leva mais tempo para alcançar a parede na direção em que a sala está se movendo.

Bem, como você pode medir isso?

Você pode iniciar um cronômetro e enviar um pulso de luz em direção à parede, e parte dela irá refletir na parede e em um sensor de luz, que envia um sinal elétrico para parar o cronômetro.

Os fótons vão demorar mais para chegar à parede, mas também vão demorar mais para voltar ao sensor. Sua medição só pode medir essas coisas somadas.

Além disso, o cronômetro eletrônico fica mais lento. Todos os elétrons no cronômetro estão indo muito rápido na direção do movimento e, como eles não podem ir mais rápido do que a velocidade da luz, isso significa que eles não estão indo muito rápido para os lados.

Esses tipos de efeitos se cancelam, então você obtém a mesma medição que faria se a sala não estivesse se movendo.

(tudo nesta resposta é medido por um observador "estacionário")

A luz vai viajar na mesma velocidade lá e bac no seu quadro de referência
@AdrianHoward No móvel, sim.
O tempo necessário para que os fótons ou outro sinal relatem a chegada de volta ao observador na sala em movimento é totalmente irrelevante para a questão.(Os dois tempos também não se cancelam, como pode ser visto facilmente quando a sala em movimento se aproxima da velocidade da luz: Observados de fora, o tempo que os fótons precisam para chegar à parede oposta se aproxima do infinito. É verdade, o caminho de volta então leva pertotempo zero, mas essa soma não é constante - ela também se aproxima do infinito. O velho enigma com um vôo de volta contra / com o vento.)
@Peter-ReinstateMonica ** Em combinação, todos ** esses efeitos conspiram para fazer com que o observador em movimento pense que eles não estão se movendo.


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