Почему нельзя двигаться быстрее скорости света? Физики начнут объяснять про топологию пространства-времени. То, что мы живём в пространстве Минковского, скорость света в нём представляет собой одну из размерностей. В общем какая-та запутанная хрень, которую понимают только математики и физики. Более того, она не отвечает почему, а лишь придумывает отмазку, потому что (в таком пространстве мы живём).
Давайте попробуем найти ответ в рамках химии. Химическое вещество – это вещество, состоящее из атомов. Атомы состоят из элементарных частиц: электронов, протонов и нейтронов. Протоны и нейтроны образуют ядра химических элементов, вокруг которых перемещаются электроны. Количество электронов в атоме равняется количеству протонов. Атомы способны образовывать молекулы.
Связь между элементарными частицами идёт не непосредственно, а с помощью электромагнитного поля. Многие популязаторы науки любят говорить, мол всё сущее на 99% пустота, это не так, пустоты нет, всё заполнено электромагнитным полем. Само поле состоит из квантов «частичек», которые называются фотонами. Поток фотонов в обыденном смысле и есть свет. Скорость их в вакууме и равняется скорости света, это максимально предельная скорость в природе, в настоящий момент. Почему так? Потому, что фотоны связывают или отталкивают материю (элементарные частицы). А поскольку их скорость конечна, то и двигаться быстрее них нельзя. Отсюда объясняется, почему нужна бесконечная масса, чтобы разогнать частицу с ненулевой массой покоя до скорости света. Рассмотрим на простом примере.
У нас есть робот, толкающий телегу. Без телеги его максимальная скорость 10 км/ч. С телегой она не может быть выше этого значения. Более того, скорость робота с телегой будет всегда меньше. Теперь пусть телегу начнут толкать ещё несколько таких же роботов. Скорость телеги увеличиться, но 10 км/ч она не будет равняться. Теперь добавим миллиарды миллиардов роботов, их скорость будет практически достигать 10 км/ч, но не достигать до какого-то миллиардного знака после запятой. Единственный способ толкнуть телегу со скоростью в 10 км/ч, это использовать бесконечное количество роботов.
Вот примерно тоже самое твориться на ускорителях частиц. Чтобы разогнать материю имеющую массу покоя до скорости света, нужно бесконечное количество энергии.
И что делать? Всё таки хочется долететь до галактики Андромеды? Нужно искать элементарные частицы, которые имеют скорость быстрее скорости света в вакууме и которые при этом могут воздействовать на фотоны, ускоряя их. Когда такие частицы будут найдены, физики начнут говорить об искривлении пространства времени. А хитрые химики про ускорение скорости света.

Типичное второе января 8) Химики уже ищут ускоритель фотонов.

Мне кажется основное отличие физики от химии, что химики считают любой атом неделимым и неким черным ящиком, что имеет один или несколько электронных уровней с разной заселенностью электронами (а значит разной способностями к взаимодействую друг с другом). И подобно зоологам пытаются следить за ними в "естественной среде и обитания" и естественным взаимодействием.

То есть химик, который занялся вивисекцией атомов и исследованием всяких субатомных частиц уже не химик, а физик.

А что делать с "квантовой запутанностью"?
Изменение состояний происходит со скоростью, значительно превосходящей скорость света (можно сказать - мгновенно).
Я бы упомянул бы еще эффект Шарнхноста (скорость света зависит от состояния вакуума).
Ну и гипотетические тахионы.

Может я что-то пропустил, но вроде не слышал про измерение квантовой запутанности и вроде там требуется для удачного фокуса хоть какой-то канал связи между группами. И как везде в квантовом мире хочется задать вопрос, а мы имеем дело там именно с разными группами частиц или получаем два разных пакета состояний одного и того же экземпляра? Возможно на это ответили последнее время следить не получалось, да и компетенций нет =(.

С точки зрения физики мне больше нравится всякие варп-драйвы для перемещений со сверхсветовой.

Для этого в своих рассказиках (которые пока никто не видел ) я даже разделяю "классическую массу" как меру инертности тела и характеристику количества вещества или материи в конкретном теле, и "грави-массу" как меру воздействия объекта на пространство и время.

И в моем будущем там научились манипулировать второй массой с помощью чудо гравицапы, вернее грави-ядра...

А на вопрос почему скорость света конечна есть очень простой ответ.

Потому что в текущем виде это всего лишь параметр одной модели с конкретным значением, при котором данная модель не разваливается (то есть не перестает достаточно неплохо отображать реальность на определенных масштабах).

Как только на смену этой модели придет другая мы сможем говорить уже более предметно, а пока это расчитанный коеффициент и глупо говорить о том, почему он такой.

А я очень надеюсь что придет в итоге что-то новое, правда она сейчас слишком хорошо описывает действительность на макро-уровне =(

Измерили.
https://geektimes.ru/post/292361/

Спасибо, если это действительно так, то был бы интересный кандидат на сверхдальную межзвездную связь (в моих рассказиках до это была гравитация, но после того как ее порезали чуток до скорости света, уже не получается).

Только вот вопрос, как запутать на заводе и хранить в полете наши объекты и как многоразово менять их состояние =( (вроде как на текущий момент как понимаю все эти запутанные частицы одноразовые до первого измерения)

Дочитал до конца статьи про невозможность передачи информации...

Bazil.BF
А вот вам ещё один парадокс: вращающийся лазер.
Представьте себе мощный лазер, который вращается - луч описывает окружность. Луч проецируется на очень далёкую и длинную стену. С какой скоростью будет перемещаться по стене проекция луча, если лазер вращается со скоростью, близкой к световой?


Что же до идей про движение или передачу информации со скоростью, большей скорости света, то это нарушает принцип причинности и ведёт к хаосу.

Тут парадокса по идее нет. Мы можем рассматривать лазер как пушку, которая стреляет фотонами вместо снарядов. после выпуска из пушки ему абсолютно все равно с какой скоростью движется ствол (при этом у фотона нет массы, чтобы движение ствола сообщало какую-то дополнительную скорость вдоль вращения) до цели фотон долетит за время равное расстоянию до участка стены, куда направлена пушка/лазер, деленное на скорость света в данной среде.

Другое дело, что меньше фотонов будет приходится на единицу длины покрываемую лазером.

Для стороннего наблюдателя полет одного фотона будет по-прежнему по прямой, а "луч" лазера уже будет некоторой дугой.

Возможно правда там будут дополнительные веселые эффекты релятивисткие к самоей пушке если он вращается со скоростью света. Я численно все это плохо знаю, поэтому не могу сказать насколько ими можно пренбречь

Bazil.BF
В том и дело, что пятно будет перемещаться по стене со скоростью, большей скорости света...

Принцип причинности - вроде одно из следствий модели, в которой есть вычисленная скорость света в вакууме. Принцип причинности на микро-уровне не нарушается.

В любом случае если мы мечтаем о межзвездных путешествиях и межзвездном социуме мы должны сменить данную модель на другую, если не в реальности, так хотя бы в фантастике. Без возможности связи и перемещений в разумные сроки между различными системами и местами любое такое путешествие это либо прыжок веры для всего человечества, либо убежище для романтиков-одиночек с оттенком самоубийства никак не влияющее на остальных людей и потому полностью бессмысленное.

А это детектив правильный вопрос.

Вроде как пятно не физический объект, а места попадания фотонов/групп фотонов, что вылетели одновременно. По идее будет увеличиваться расстояние между группами с ростом скорости, будет больше рассеиваться энергия на само расстояние и будет менятся форма самого пятна. при этом тут не совсем корректно поставлена задача, боюсь релятивисткими эффектами тут не сможем пренебречь и очень напоминает эксперемент энштейна с зеркалом

https://www.popmech.ru/science/14110-svet-m...st-otrazheniya/ эффект получатся там далеко не ожидаемым логически.

Cолнечный зайчик не несет информации, это скорее оптическая иллюзия, чем реальное движение материи.

Принцип причинности не нарушается, его ввели затем чтобы объяснить ущербность математического описания для сверхсветового движения.

К слову эффекты замедления времени не существует. Материя просто движется медленее на сверхсветовой скорости. Поскольку фотонам надо догонять движующие частички.

Это фазовая скорость. Она не связана с переносом материи и ничем не ограничена. И никаких парадоксов там нет, в том числе и с мнимым сверхсветовым переносом информации.

А так согласен, Эйнштейн козёл и всем хана.

Вообще-то все эти теории туфта. Это математический аппарат, который придуман для конкретных задач и вполне для этих задач подходит.
Есть много вещей, которые ТО и ОТО объяснить не могут даже приблизительно. Например два тела параллельно движутся со скоростью света, т.е. относительно друг друга с нулевой скоростью. Одно из тел начинает ускоряться (нет никаких запретов, чтобы это сделать, скорость понятие относительное!), какова будет скорость этого тела?
Чтобы обойти подобные парадоксы, было предложено объявить скорость света абсолютной. Поскольку это невозможно из самого понятия скорости, было предпринято множество попыток найти абсолютную систему координат, т.е. объявить что скорость света надо исчислять именно относительно этой системы координат, тогда все парадоксы относительных скоростей отпадут сами собой, но все эти попытки уже парадоксальны сами по себе.
Один и вариантов объявить началом мира, нулевой системой координат и т.д., точку большого взрыва. Т.е. смысл сводится к тому, что первичные фотоны движутся с максимально возможной скоростью и ничто не может двигаться быстрее их. Но! Первичные фотоны летят во все стороны. И какова скорость разлёта двух первичных фотонов, летящих в противоположные стороны?

Ну типа Я
Дайте определение понятия скорости?

ds/dt

Именно. Изменение расстояния между телами с течением времени.

Все недоразумения с ТО возникают от того, что люди не знают или не задумываются для чего и как создавалась эта теория.
В конце 19 начале 20 века сложилась ситуация, когда наблюдаемые явления не всегда соответствовали действительности. Ну скажем, глядит астроном в телескоп и видит коллективную оргию на Марсе. Он, естессно, быстренько туда, а там вместо оргии полиция нравов. Штраф неважная замена девочкам легкого поведения, ну и все стали задумываться отчего так, видят одно, а на деле другое.
Вот эти задумки и легли в основу ТО. Она изначально задумывалась как механизм, объясняющий что именно и почему видит сторонний наблюдатель и позволяющий вычислить соответствующие корректировки. Именно под эти цели закладывались те принципы и ограничения, которые легли в основу ТО.
В итоге получился неплохой механизм. Например, ракетчики не промахнутся по быстро летящей цели и астроном найдёт звезду на небе там, где ожидал. Дальнейшие разработки дали ещё больше результатов, но они не отменили начальных условий. Как это была теория, описывающая наблюдения стороннего наблюдателя, так и осталась. Она не описывает ничего, кроме того, что увидит и измеряет сторонний наблюдатель, глядя на тело, движущееся на около световых скоростях. ТО не описывает устройство мира, это лишь математический аппарат для вполне конкретных начальных условий.
Может когда-то ТО станет частью более сложной теории, может её используют как стартовую базу для новой теории, но в любом случае ТО не приговор и отнюдь не претендуют на финальную точку в познании мира.

Давайте, все же называть результат ТО не механизмом, а моделью (совокупностью параметров, взаимоотношений этих параметров и значений параметров, при которых модель выдает ожидаемые результаты). Механизм все же подразумевает более осознанные вещи.

Модели с использование ТО всё же появились позже, а сама ТО давала именно механизм вычислений. Требовалось время, чтобы осмыслить и понять, что же собственно она даёт и как это можно использовать. Но в принципе я не возражаю, потому как это уже будет скорее схоластика, чем поиски истины)

Ну вот известный пример - родились два близнеца.
Один сел в космический корабль и гоняет с околосветовой скоростью.
Когда он сойдет на землю, ему будет 20 лет, а его близнецу - 40 лет.
Как следствие, время все-таки течет иначе.

Если это людям с наглядным типом сознания непонятно, можно сказать иначе: при околосветовой скорости замедляются все процессы, что и выглядит со стороны как замедление времени.

А замедляются потому что Эл маг излучение не может догнать молекулы

Нужен умный физик для подсчёта. Вот есть два атома, расстояние между ними пусть один ангстрем. Они обмениваются фотоном для взаимодействия. Пусть они летят в одном направлении со скоростью на 1 м/с меньше, чем скорость Светы. Получается фотон достигнет за 10^(-10) с.

Для сравнения, для атомов летящих в одном направлении со скоростью 1 м/с, время взаимодействия 3,3*10^(-18) с.

Теперь надо посчитать насколько разница сильно влияет на макро объект.

Нужно оценить количество фотонов которыми обменивается вещество массой в 1 кг, пусть брусок железа. И понять во сколько раз он будет медленнее перемещаться (замедлится колебания внутри бруска).

Это все должно совпадать с СТО, а именно преобразованиями Лоренца.

Это ещё чё. Вот в отличной повести Вячеслава Назарова "Синий дым", написанной в далёком 1971 году, герой был на звездолёте, где в отсеках царило временнОе безумие: в одних пролетели столетия в то время как в других - всего лишь минуты. Упоминается об этом вскользь, как тяжёлое воспоминание главного героя - астронавта, но на меня это произвело сильное впечатление.

11 и 12 серия 10 сезона доктора КТо с 12 доктором полностью построен на парадоксе близнецов

Вообще-то строго говоря это не доказано, а следует из уравнений Лоренца. Эксперименты на эту тему весьма двусмысленны и могут толковаться по разному. Классический пример Экспериме́нт Ха́феле — Ки́тинга с цезиевыеми атомными часами. Вот только кто сказал, что часы меряют время? И из чего следует, что изменение частоты процессов, происходящих в этих часах, является следствием изменения времени? Тем более, что точность наших средств измерений пока не позволяет работать со значениями, получаемые в подобных экспериментах. Сами автора пишут об этом так "разности хода часов с высокой доверительной вероятностью отличаются от нуля".
Скорее всего в конечном итоге со временем получится такая же ситуация, как и с релятивистской массой. Т.е. говорится как бы одно, а подразумевается другое.

Почему нельзя? Можно. И физики уже смирились с этим, утверждая, что в результате БВ пространство расширилось до наших видимых размеров практически за секунды.
Выходит, что там где нет этого пространства можно двигаться сколь угодно быстро. По крайней мере в пределах ограничений для того поля.

Теория относительности выросла из опыта, который обобщили в адекватной математической форме и многократно (и надежно) проверили практикой. Кому любопытно – гуглим «Опыты Майкельсона - Морли» и исходную статью Эйнштейна «К электродинамике движущихся…», она вполне доступна, то, что относится в ней к механике, не выходит за рамки школьной математики. ТО (здесь речь, очевидно, идет только о специальной теории относительности, которая не затрагивает тяготения, а относится к электродинамике и механике) описывает устройство мира очень надежно. Вы хотите, чтобы она это делала языком повседневных аналогий? Не выйдет. Ту же претензию можно предъявить едва ли ни ко всему: к квантовой механике, к свойствам зарядов, к магнитным явлениям – нет же, почему-то именно ТО вызывает особый протест.
Почему в природе существует предельная скорость? Наверное, чтобы ответить на этот вопрос, нужно создать теорию, более фундаментальную, чем ТО, в которой сама ТО будет следствием глубоких представлений о природе пространства и времени. Для того, чтобы создать такую теорию, сначала нужно обнаружить явления, выходящие и за рамки ТО, и за рамки КМ. Пока что этого не произошло – а потому ТО остается, по существу, аксиоматической теорией. И мы тут ничего резонного не придумаем.

Никакие сигналы и взаимодействия не могут распространяться быстрее скорости света. В этом плане в физике ничего не изменилось.

Все физические теории вышли из практики. Физика, наверное, сама прагматичная наука - что вижу, то пою.


В природе нет предельной скорости. Есть скорость света, которую согласно теории мы превысить не можем никогда и только потому, что ничего более быстрого, чем электромагнитное излучения, нам неизвестно. Но для примера. В первых версиях ТО именно так и говорилось "скорость света", о потом открыли эффект Черенкова (Манул тут его упоминал) и другие подобные и тогда стали уточнять "скорость света в вакууме". Возникает простейший вопрос, а вакуум это пустота, ничто? Почему в воде можно быстрее света двигаться, а в вакууме нельзя?


ТО не описывает устройство мира, она даёт инструмент для вычислений. К другим теориям было не меньше претензий, просто они возникли раньше, их уже уточнили, к ним больше привыкли.

И я нигде не говорил, что ТО неверна, хотя немало физиков её напрочь отрицают. ТО делает свое дело и делает хорошо, вопрос лишь в том где границы её применения. Для сравнения, 3/4 законов электростатики и электродинамики созданы на основе "водопроводной" теории электрического тока, когда ток представлялся в виде потока жидкости с определёнными свойствами. Это правильная теория? Конечно нет, поток заряженных частиц ничем не похож на поток воды, но формулы полученные из неправильной теории прекрасно работают! До известных пределов, конечно. Например полупроводниковые эффекты "водопроводной" теорией уже объяснить и рассчитать нельзя.
Так и ТО. Она исправно работает в рамках заложенных в неё наших представлений о мире и начальных условий, но кто сказал что эти представления и условия полные и конечные? Придёт время и эти рамки придётся менять. Для примера, ТО изначально исходила из того, что фотон неделимая моночастица, но уже сейчас считается что фотон состоит как минимум из двух кварков. Где гарантия, что его ещё не разделят? Где гарантия, что и кварк не поделят на составляющие и разрешат ему существовать самостоятельно?

Кто?

Да есть и немало, но я же не веду хронологию физических дебатов. Можно порыться в интернете и поискать соответствующие дискуссии. Во многом это объясняется тем, что с высоты наших сегодняшних знаний, многие эффекты, в том числе и релятивистские, можно объяснить и рассчитать и без применения ТО. Ну и недовольство теми жесткими ограничениями, которые накладывает ТО.

Да уж!
Подари человеку бесконечность и он тут же начнёт строить забор по её периметру...

Это нормальный процесс познания. Сначала построить дом, потом курятник, потом вкопать огород в сторонке, потом отправиться ловить тушканчиков на соседнем холме... ну т.д.)

А тушканчики то чем провинились?) Скорость бега по полю превышали?

Это кто вам сказал? Есть практические данные, или так - ради красного словца сказано?
Результаты вычислений соответствуют реальному положению вещей? Значит, теория верно соотносится с устройством мира. А вы как хотели? А квантовая механика возникла, кстати, после СТО. Так что привычка тут ни при чем, а есть возмущение против несовпадения с обывательским взглядом на теорию.
В интернете можно нарыть всё что угодно - особенно если порыться в помойках "альтернативщиков". И объяснения можно найти чему угодно без помощи ТО. Но вот беда - все эти "объяснения" годятся для очень ограниченного круга фактов, а гораздо большему числу фактов, в отличие от ТО, противоречат. К тому же их предсказательная сила равна нулю - опять же, в отличие от ТО. Кстати, со ссылкой на Бога можно объяснить всё, что угодно. по объяснительной мощи религия превосходит любую науку. А вот с предсказаниями в религии беда.

Я знаю, что нацисты очень желали Эйнштейна опровергнуть или дискредитировать. Мол, всё у него неправильно, а то что правильно - уже до него арийцы открыли. Даже и в наше время, помню, был тут персонаж на форуме, который это же утверждал (и по той же причине).

Борисыч, вам просто поспорить хочется)


Жизнь даёт эти данные. Всё, что когда-то объявлялось абсолютом, пусть даже самыми крупными авторитетами, рано или поздно становилось частным случаем. Почему теория относительности и её утверждения должны стать исключением из правил?


Я вам привёл пример с электричеством. И это не единственный случай, когда неверные предпосылки дают правильный результат. И кстати обывательского взгляда на СТО нет, слишком специфическая область, чтобы обыватель имел там какое-то мнение. Журналистские бредни - это есть, но им теории до фени, лишь бы шума побольше.

Ну там другие причины были. Они просто пытались обср*ть всех, кто уехал из Германии. А уж физиков тем более, потому что создание атомной бомбы было уже вполне реальным делом, а в какой-то момент в Германии катастрофически не хватало физиков именно в этой области. А для наездов на Эйнштейна вообще было множество зацепок начиная от того, что многие из его современников-физиков приняли теории Эйнштейна в штыки, а авторство долгое время оспаривалось.

ТО как раз потому и является ТО, что отказывается от выделенных систем отсчета - благодаря доказанному факту постоянства максимальной скорости передачи сигнала. Есть тьма задач, результаты решения которых одинаковы на все и во все времена. Из трех отрезков прямой можно сложить только одну замкнутую фигуру - треугольник, и никакое развитие науки этого не изменит.
Пример с электричеством неудачен. Да, есть аналогии между гидродинамикой и электричеством - и что? От этого изменился закон Ома? Или закон Кирхгоффа? А может, Джоуля - Ленца? Любая теория уточняется и дополняется, сохраняя основное содержание.
Если бы это было так, то мы с вами тут не спорили бы. И я, и, вероятно, вы никак не относимся к специалистам-физикам.

Но и не обыватели! Обыватели спорят не ради идеи, а ради разговора, а у нас есть определённый интерес)

В нашей вселенной - вероятно так и есть.
Я же говорил о том, что наша вселенная расширялась тоже в каком-то пространстве и если верить в теорию БВ свойства этого пространства весьма отличаются от нашего.

Борисыч обоснуйте почему не может.

Ну, возможно, я несколько погорячился, но:
1) передача взаимодействия со сверхсветовой скоростью никогда и никем не наблюдалась;
2) если такое возможно, то летит к черту здание СТО, ОТО, механики - а эти разделы физики проверены опытом очень хорошо и взаимосвязаны;
3) нарушается принцип причинности ("ружье выстрелило оттого что раненый умер")

А вы уверены, что для расширения пространства необходима еще какое-то пространство, внешнее по отношению к нашему? У Фридмана никакого "внешнего" пространства нет - а вселенная, тем не менее, гравитационно неустойчива

А хотите я вам ещё дам повод для мозгокрутства? Не хотите? А всё равно дам)
Идея, правда , не моя, как-то давно прочитал статейку. В упрощённом виде звучит примерно так.
Представим себе большой взрыв, а новоявленную вселенную в виде некоего пузыря. Сначала появилась что-то вроде точки, внутри неё стали зарождаться частицы, формироваться физические законы. Вроде бы всё хорошо, но точка растёт по мере развития взрыва. Процесс взрыва быстрый но не мгновенный, а материя и законы по идее должны зарождаться в центре новой вселенной, там наиболее подходящие условия: давление, температура ну всё такое. Но и наш пузырь надувается быстро, и процессы на границе пузыря просто обязаны отставать от того, что происходит в центре. Чем больше пузырь, тем больше отставание. Т.е. физические законы (вещество пока оставим в стороне) на границе (стенке) пузыря просто обязаны отличаться от таких же законов в центре, т.к. изменения ещё до них не дошли.
Автор той статьи предполагал, что на границе нашей вселенной есть некоторый слой, в котором физические законы нашей вселенной плавно переходят в законы той вселенной, в которой произошёл наш большой взрыв. Он даже приводил какие-то вычисления, которые я не помню, но из которых следовало, что такая переходная область должна иметь толщину в несколько сотен или тысяч километров.
С подобным сюжетом есть даже какой-то фантастический роман или рассказ, но я и его не помню)

Я тут почитала в интернете то, что написано про теорию относительности, и увидела, что с этим "принципом причинности" носятся как с писаной торбой. Это чуть ли не главный аргумент, почему сверхсветовая скорость невозможна. А кто сказал, что принцип причинности должен обязательно всегда и везде соблюдаться? Мы ведь уже знаем случаи, когда он вроде как нарушается - в квантовой физике.
Да, это парадоксально! Но, как по мне, ничуть не более парадоксально, чем многое другое в физике, с чем мы уже смирились, что оно существует...

Почему принцип причинности нарушается?