Скорость света, (тема разделена) Опции

[danis]

Драсти! помогите мне пож-ста разобраться в одной теор. задачке...

знач, так: Если машина будет двигаться со скоростью света, и если она включит свет, то что произойдет со светом?

заранее спасиба![color=#3333FF]

[Lapp]

Раз автор темы молчит и ничего не спрашивает - видимо, ему все стало понятно.
Ну, а лично меня эти вопросы мучат всю жизнь (ну, почти ) и полной ясности пока не видать.. Я добавлю тут некоторый материал по теме (флудить и модераторам негоже ). Само название темы мне очень импонирует (volvo, respect! ).

Вчера читал статью в последнем номере Scientific American. Статья про RHIC (произносится РИК), Relativistic Heavy Ion Collider, который начал работать в 2000 г. в Long Island, штат New York. Образно выражаясь, он двигает человечество вперед, показывая прошлое . А именно, он позволяет экспериментально создать условия, которые существовали примерно в первые микросекунды (!) Большого Взрыва. В это время не было не то, что атомов, или хотя бы их ядер - не было даже протонов и нейтронов - кварки жили сами по себе в глюонном растворе..

Основное отличие этого коллайдера от других в том, что он сталкивает не отдельные частицы (типа протоны), а целые ядра довольно тяжелых элементов (в частности, золота). Благодаря этому, создается очень малый объем с безумно высокой температурой - триллионы (~5*10^12) градусов, в миллионы раз больше, чем в центре Солнца. Конечно, на очень короткое время, но есть доказательства, что кварки действительно высвобождаются из конфайнмента (эффект возрастания притяжения кварков в протоне с расстоянием, делающий невозможным разбиение протона на кварки) и живот самостоятельно, хотя и все равно не имеют возможности убежать из-за чудовищной плотности. Там употреблено такое сравнение: узники все сразу убежали из тюремных камер, но остались в тюремном дворе, не имея возможности бежать дальше, так как толпа получилась очень тесная..

Пресказывать статью я тут не буду, это предмет все же другой темы, так что считайте все, написанное выше, преамбулой. А теперь перехожу к вопросу, который меня заставил вспомнить об этом треде..
Ускоритель этот работает на встречных пучках. Это значительно увеличивает эффективность, так как энергия не тратится на кинетическую энергию движения продуктов реакции как целого. С этим все ясно (достаточно сравнить соударение машины со стоящей машиной и с машиной, двигающейся навстречу ). Но оказывается, что есть еще один интересный эффект, который влияет на соударение. К счастью, как это далеко не всегда бывает, эффект положительный (в смысле достижения поставленной цели).

В предыдущем посте я описал некоторые интересные факты, происходящие с временем при движении с высокими скоростями. Но суть СТО (Специальная Теория Относительности, © А.Эйнштейн) в том и состоит, что пространство и время оказываются увязаны в тесные соотношения. Так что изменяется не только течение времени, но и пространственные координаты. Выражаясь конкретнее, движущийся с большой скоростью объект сжимается (с точки зрения неподвижного наблюдателя) в направлении, параллельном скорости. Сжатие это сначала незначительное, но длина объекта стремится к нулю по мере приближения скорости объекта к скорости света. Формула этого сжатия (Лоренцево сокращение) такова:

l = l0*Sqrt(1-v^2/c^2)

где l0 - длина предмета в покое, а v - скорость его движения.
Так вот, суть в том, что ядро (золота) после разгона сжимается и с точки зрения неподвижного наблюдателя представляет собой некий блин, летящий своей плоскостью перпендикулярно скорости. Соответственно, точно такой же "золотой блин" летит ему навстречу. И когда эти два блина сталкиваются, общий объем занимаемого ими пространства получается гораздо меньше того, что получился бы при столкновении двух шаров! Таким образом плотность результирующей каши (даже плазмой не назовешь ) увеличивается. Ну, не класс, а??

Сначала я не очень поверил в это (много случаев, когда автор статьи - корреспондент - плетет чушь). Но автор этой статьи (как это и принято в этом уважаемом журнале) - не корреспондент, а ученый.. После некоторого размышления, я пришел к выводу, что эффект действительно должен быть, хотя его картина не столь проста.. Нужно учитывать еще и время реакции, которое тоже подвержено аналогичным преобразованиям. Короче, есть, над чем еще подумать. Чтобы продемонстрировать некоторые аспекты этой проблемы, я приведу тут задачку, которую помню еще со школы, а вы ее порешайте .

Задача из класса "парадоксов".
Представим себе тонкую плоскость, а в ней круглое отверстие диаметром D. Еще есть тонкий стержень длиной L, причем L немного больше D. Стержень расположен параллельно плоскости, поворачивать его нельзя. Конечно, просунуть его в отверствие при таких условиях не удается. Тогда поступаем следующим образом..
Разгоняем стержень вдоль плоскости до достаточно большой скорости - так, чтобы его длина сократилась до размера, меньшего D. Затем придаем ему небольшую скорость по направлению к плоскости. Подгадываем момент так, чтобы он подошел к плоскости, как раз пролетая мимо отверствия. Поскольку его длина теперь меньше диаметра - он пройдет в отверстие.
Таким образом - налицо парадокс. Мы протащили черта через игольное ушко. Так ли это на самом деле?

Сообщение отредактировано: lapp - 25.05.2006 3:01