Одновременность

Физика > Одновременность

 

Изучите коэффициент и относительность одновременности. Читайте примеры и значение понятия одновременности, выводы специальной теории относительности Эйнштейна.

Относительность одновременности говорит о том, что она не выступает абсолютной и зависит от конкретной системы отсчета.

Задача обучения

• Сформулировать выводы из специальной теории относительности Эйнштейна.

Основные пункты

• Если события разделены в пространстве, то в абсолютном смысле нельзя сказать, были ли они одновременными.
• Математическую форму предложили Хендрик Лоренц и Анри Пуанкаре. Концепции основывались на эфире, как системе отсчета.
• Альберт Эйнштейн отказался от абсолютной одновременности из-за принципа относительности и постоянства световой скорости.

Термины

• Эфир – заполняющее пространство вещество или поле, считающееся нужной средой для транспортировки электромагнитных и гравитационных сил.
• Специальная теория относительности: скорость света остается стабильной в любой системе отсчета.

Пример

Рассмотрим пример одновременности. Чтобы разобраться в относительности одновременности, используют популярный эксперимент. У нас есть наблюдатель внутри разгоняющегося поезда и второй человек, размещенный на стабильной платформе. На черте, где установлен датчик, зажигается световая вспышка, когда наблюдатели поравнялись. Сидящий в поезде увидит переднюю и заднюю часть датчика и ему покажется, что свет достиг этих точек одновременно. Второй человек увидит заднюю часть и переднюю. Скорость света конечная и стабильная, поэтому луч, направленный на заднюю часть поезда будет обладать меньшей дистанцией до покрытия, чем направленный вперед. В итоге, лучи поразят датчик в разное время.

Относительность одновременности говорит о том, что она не выступает абсолютной и зависит от конкретной системы отсчета.

Специальная теория относительности объясняет, что в абсолютном смысле нельзя утверждать, произойдут ли два разделенных в пространстве события одновременно (например, катастрофа в Лондоне и Нью-Йорке). То есть, вопрос о том, будут ли эти события одновременными, остается относительным: в одной системе это возможно, а в других – нет. Если они обладают причинно-следственной связью, то сохраняют причинный порядок.

Допустим, наш опорный датчик отмечает одно время у двух событий, расположенных в различных точках пространства. Тогда перемещающийся относительно первого события датчик обычно отмечает два разных времени.

Математическую форму вывел Хендрик Лоренц в 1892 году, а также Анри Пуанкаре в 1900-м (использовал световые сигналы). Но оба в своих концепциях в качестве системы отсчета использовали эфир.

В 1905 году Альберт Эйнштейн отказался от эфира и абсолютной одновременности из-за принципа относительности (законы физики применяются одинаково во всех инерциальных системах) и стабильности скорости света.

Опорная рамка для наблюдателя, размещенного на стабильной платформе

Эксперимент с поездом и платформой, принятых в качестве систем отсчета

---