Yürgen trenden topnı ögge atsañız, platformadaki közetiçi trenniñ areketini de esapqa alır. Yürgen fenerniñ ışığı da öyle daa tez uçmalı kibi körüne. Amma vakuumda bu beklenti doğru çıqmay.
Vakuumda ışıq sürati c hususiydir: nisbiylik nazariyesinde o, bütün inertsial közetiçiler içün aynıdır ve sebep tesirini, o cümleden yañı malümatnı, yollavnıñ yerli sıñırını belgiley. Bu, yalnız eñ tez lampanıñ rekordı degil. Söz mekân, vaqıt ve mümkün signallar arasındaki bağ aqqındadır.
Menba areket ete, amma vakuum c deñişmey
İnertsial közetiçi tezleşmegen sistemanı qullana: onda serbest cisim tıp-tıqlı ve sabit süratnen areket ete. Bir-biriniñ yanından keçken eki laboratoriyanı tasavur etiñiz. Er biri ışıq impulsınıñ yolunı ve vaqıtını öz cetveli ve saatı ile ölçe. Vakuum ışığı içün ekisi de c alır; c-ge başqa laboratoriyanıñ sürati qoşulmaz. OpenStax: mahsus nisbiylik postulatları.
Çünki mesafeler, vaqıt aralıqları ve uzaq vaqialarnıñ bir vaqıtta olması bir sistemadan digerine alışqan qaydalarımıznen keçmey. Eski sürat toplavını saqlap, yalnız ışıqnı istisna saymaq olmaz. Bütün ölçevler içün uyğun qayda kerek.
c tam 299 792 458 m/s-ge teñ. SI-de sayınıñ tamlığı metrniñ tarifi ile bağlı: uzunlıq birligi ışıq ve saniye vastasınen belgilene. Bu, birlikler aqqında anlaşmadır; inertsial ölçevlerde c-niñ sabitligi ise tecribeler ile teşkerilgen fizikiy fikirdir. BIPM: metrniñ tarifi.
Budaq · hesapİhtiyariy · keçirmek mümkün
Eki 0,8c sürati ile ne olur?
Ögretici misalde laboratoriya Yerge nisbeten v süratnen, içindeki aparat ise laboratoriyağa nisbeten u süratnen yüre. Areketler bir tıp-tıqlı sızıq boyunca aynı yöndedir. Yerniñ inertsial sistemasında onıñ w sürati:
w = (u + v)/(1 + uv/(c)^(2)).
u = v = 0,8c olsa, pay 1,6c, amma payda 1,64 olur. Netice taqriben 0,976c, 1,6c degil. Bular formulanı teşkermek içün hayaliy süratlerdir, hazır aparatnıñ imkânları degil.
u = c qoysaq, izinli er ∣v∣ < c içün w = c çıqa. Kiçik süratlerde payda bire pek yaqın, alışqan toplav ise yahşı yaqınlaşuvdır. uv/(c)^(2) ölçüsizdir, şunıñ içün w sürat birliklerinde qala. OpenStax: relyativistik sürat deñiştirmesi.
Sıñır ne nege tesir ete bilecegi aqqında
Vaqia — belli yerde ve belli vaqıtta olğan şey: yollayıcı açıldı ya da alıcı işledi. Birinci vaqia ekincisine sebep ola bilemi — aradaki mesafeni signal vaqtında keçer mi, oña bağlı.
Yollayıcı bir ışıq saniyesi uzaqtaki alıcığa yañı emir yollasın. Işıq saniyesi — vakuum ışığı bir saniyede keçken mesafedir. Bu sistemada emir bir saniyeden evel yetişalmaz. Daa yavaş taşıyıcı ya da cihazdaki keçikme vaqıtnı arttırır; yahşı motor aşağı sıñırnı ketirmez.
Şemada yatıq yön bir mekân koordinatasını, tik yön ise yuqarığa artqan vaqıtnı köstere. Işıq sızıqları kelecek ışıq konusını, başlanğıçtan signal yetişe bilecek vaqialar bölgesini sıñırlay. Bir mekân koordinatası ile biz tek üçköşeli kesitni köremiz. Max Planck: mekân-vaqıt ve sebep quruluşı.
O vaqiasından signal vaqtında yetişirmi?
Vaqıt t yuqarığa, koordinata x oñğa arta.
Yatıqta bir birlik — bir ışıq saniyesi; tikte — bir saniye. Bu miqyaslarda vakuum ışığınıñ sızıqları 45° eğiktir.
O: x = 0, t = 0 — yollav.
- A · x = 0,5 ışıq saniyesi; t = 2 s
İçinde: kerekli orta sürat 0,25c. Sebep alâqasına izin bar.
- B · x = 2 ışıq saniyesi; t = 2 s
Sıñırda: yalnız c süratli yollav vaqtında yetişe.
- C · x = 3 ışıq saniyesi; t = 2 s
Tışında: 1,5c kerek olur edi; O-dan yañı emir vaqtında yetişmez.
Konus içinde ışıqtan yavaş bağ mümkün, sıñırında — ışıq süratli bağ; tışında ise başlanğıçtan izinli yerli yollav vaqtında yetişmez. «Tesir ete bile» — «aqiqaten sebep oldı» degil: yollayıcı iç bir şey yollamağan ola bile.
Niçün tek daa küçlü tezleştirmek olmaz?
Tınçlıq massası sıfır olmağan cisim c-ge yaqınlaşqanda daa çoq energiya istey; soñlu energiya onı c-ge yetiştirmez. Bu, fezadaki sürtülme degil, energiya ile sürat arasındaki relyativistik bağdır. Hesap ve ameliy sıñırlar başqa yıldızlarğa uçuş aqqındaki maqalede bar.
«Vakuumda» sözü müimdir. Cam ya da başqa maddede ışıqnıñ yayılması dalğanıñ madde ile tesirleşüvine bağlı. Camdaki adiy optik signal c-den yavaş yüre. Bu, esas sıñırnı belli bir camdaki ışıq süratine tüşürmey ve camnı sebep alâqasınıñ yañı etalonı etmey.
Budaq · dalğa nüansıİhtiyariy · keçirmek mümkün
Faza, impuls tepe noqtası ve leke — türlü süratler
Faza sürati aynı fazalı yüzniñ, meselâ ideal devriy dalğa töpesiniñ areketini añlata. Bazı şartlarda o, c-den büyük ola bile. Amma soñsuz tekrarlanğan dalğa özü yañı emirniñ keliş anını belgilemey. Rüdiger Paschotta: faza sürati.
Gruppa sürati ekseriy dalğa paketiniñ saran şekliniñ areketini añlata. İmpuls şeklini küçlü deñiştirgen maddede onıñ eñ yüksek noqtasınıñ areketini yañı malümat sürati ile doğrudan teñleştirmek olmaz. Duke araştırıcıları üstün süratli habersiz «tez ışıqnı» añlata.
Başqa misal — burulğan şavle uzaqtaki yüzniñ qısımlarını sıra ile aydınlatqanda peyda olğan leke. Tez deñişken şey aydınlatılğan yerdir; bir cisim ya da haber ilk qısımdan ekincisine yürümez. Fotonlar menbadan er qısımğa öz keçikmesi ile yetişe. Şunıñ içün «c-den büyük» sayısı daa ışıqtan tez alâqanı isbatlamay.
c-den büyük sürat haberinde ne teşkerilmeli?
Umumiy nisbiylikte sıñır yerlidir: bir yer yanında teñeştirgende iç bir sebep signalı vakuum ışığını ozmay. Keñişken Kâinatta pek uzaq galaktikalar arasındaki mesafe deñişüvi başqa türlü belgilene; onıñ sürati böyle yerli ozuvsız c-den büyük ola bile. Max Planck: yerli sıñır, Davis ve Lineweaver: kosmologik uzaqlaşuv.
Özüñizni teşkeriñiz: 3 ışıq saniyesi uzaqtaki alıcı yañı emirni yollanğandan 2 saniye soñ alğan, deyler. Tegiz mekân-vaqıtta, areketsiz yollayıcı/alıcı ve uyğunlaştırılğan saatlar ile bu, mümkün olmağan sebep bağıdır. Işıqqa 3 saniye kerek. Evelden programmalanğan signallarnıñ tesadüfi uyuşuvı yañı emirniñ yollanması degil.
c resimdeki er bir noqtanıñ areketini yasaqlaması ile degil, mümkün tesirniñ umumiy sıñırı olması ile hususiydir. Işıqtan tez sayı körseñiz, ne areket etkenini, vaqıt ve mesafe nasıl ölçengenini ve vaqialar arasında yañı malümat taşılğanını aydınlatıñız.