Считается, что ничего не может быть быстрее скорости света. А если источник света одновременно выпустил два фотона в разных направлениях, то какова будет скорость каждого фотона относительно другого?

Спрашивает

John Oakland

#Скорость света

#физика

#фотон

25.11.2023

244 276

Средний вопрос

Анатолий Глянцев

эксперт

Кратко можно ответить так: относительно фотона вообще нельзя измерить скорость чего бы то ни было, в том числе и другого фотона.

А теперь я расскажу об этом подробнее. Тело, относительно которого мы измеряем движение (например, Земля или летящий в космосе корабль), называется телом отсчета. Чтобы понимать, где что находится относительно тела отсчета в тот или иной момент, нам нужна координатная сетка. А чтобы отсчитывать эти самые моменты — часы. Эти три кита — тело отсчета, координаты и часы — составляют систему отсчета.

Теория (подтвержденная бесчисленными экспериментами!), которая «запрещает» разгоняться быстрее света, называется специальной теорией относительности (СТО). СТО рассматривает только инерциальные системы отсчета. Они так называются потому, что в них выполняется закон инерции. Этот закон гласит: если на тело не действуют никакие силы, оно либо покоится, либо движется прямолинейно и равномерно.

Один из постулатов СТО гласит: во всех инерциальных системах отсчета скорость света одна и та же, независимо от того, куда, относительно чего и как быстро движется источник света.

Теперь зададим простой вопрос: какова скорость фотона относительно него самого? Очевидно, она должна быть равна нулю: ведь система отсчета «прибита к фотону гвоздями». Но это противоречит постулату: в инерциальной системе отсчета скорость света не может быть равна нулю!

Единственный возможный вывод заключается в том, что с фотоном нельзя связать инерциальную (а на самом деле вообще никакую) систему отсчета. Другими словами, относительно фотона невозможно измерить скорость ни его самого, ни другого фотона, ни автомобиля — вообще никакую скорость.

Этот запрет выглядит странно, но лишь потому, что в быту мы не имеем дела со световыми скоростями. Вселенная вовсе не обязана подлаживаться под физическую интуицию сообразительных приматов, сформированную задачами вроде «как бросить камень, чтобы он попал в цель».

чушь какая то, спрашивается какова скорость двух фотонов света относительно друг друга, ответ скорость фотона относительно его самого равна нулю так как в каждое мгновение он покоится, ну да и движения не существует

Ответить

Deniross

06.02.2024

Предположим есть два протона, движущиеся навстречу друг другу, каждый со скоростью, близкой к скорости света (как это происходит в адронном коллайдере), пока они не столкнулись, вссе норм, со всех сторон и систем отсчета, как ни посмотри, скорости меньше световых. Но в момент столкновения, как быть? В нашей системе отсчета, не привязанной к частицам, их скорость сближения выше световой, имеет ли это влияние на энергию столкновения, на скорости разлета осколков, и могут ли появиться осколки со сверхсветовыми, даже для нашей системы отсчета, скоростями (которые мы, скорей всего, не сможем зарегистировать, но хотя бы гипотетически)?

Ответить

Михаил Риухкранд

01.02.2024

Может наивный вопрос, но он всегда меня мучал. А почему за константу всегда берут скорость света, а не время. Мы всегда видим (или наблюдаем) отраженное событие. Тоесть чем быстрее отдаляется от нас тело, то тем сильнее замедляется время отраженного события, а не время как таковое. И при достижении скорости удаления тела от наблюдателя равной скорости света останавливается время наблюдаемого события. Но если превысить скорость света? Закрывается горизонт событий. То есть мы перестаем наблюдать это тело. Но энергия и поле этого тела остаются. Не есть ли это та самая темная материя и темная энергия?

Ответить

Андрей Королёв

30.01.2024

Ок. Полетели два космических кораблика, друг от друга на скорости 0.9с. По итогу вроде должны друг от друга удаляться со скоростью на 80% выше скорости света. Что значит выше скорости света? Значит, если включить на одном из них фонарик, направленный в сторону другого, то свет от него никогда не достигнет другого. Не догонит. В реальности догонит еще и как. Только будет иметь место "красное смещение". Это значит, что длина волны света, падающего на второй кораблик будет длиннее. Синусоиду видели? Ну или пружинку? Виток пружинки это длина волны. То есть пружинка растягивается. По итогу свет достигает цели, но краснеет. Буквально. Или даже уходит в инфракрасный, СВЧ и более длинноволновые диапазоны электромагнитных волн. Если же кораблики летят навстречу друг другу, то свет от одного не достигнет другого "быстрее скорости света". Пружина сожмется, то есть длина волны станет меньше. Это синее смещение. Это упрощенно, но в целом верно, как по мне.

Ответить

Антон Мартынов

22.01.2024

Со временем, человечество разобралось со множеством теорий..От земли на трёх китах, до костров инквизиции.Уверен что потомки, отменят ещё немного теорий..

Ответить

Sean Tidie

05.01.2024

Ответ демагогичен. Зачем фантазировать о скорости фотона относительно самого себя, отсутствию точки отсчета или времени и расстояния? Не надо сажать автора на камень/фотон - точка отсчёта это наблюдатель, относительно него в противоположные( или навстречу) стороны летят два фотона. Какова будет скорость в том понимании скорости что в него вкладывается в том числе применительно к самой скорости фотона? Зачем говорить о скорости света и даже измерять её, если по вашему мнению скорость света на свет не распространяется? Если две машины едут от наблюдателя с одинаковыми скоростями, то не надо мне пытаться доказать, что в инерционной системе они будут удаляться быстрее, а в ТО будут стоять на месте только потому, что это не машины/камни, а фотоны, остановилось время или исчезло расстояние или наблюдатель-примат перепрыгивает с одной машины/звезды на другую. Скажите честно, не защищая сомнительной теории Эйнштейна, - если упираться носом что выше скорости света( инерционная система, неинерционная) скорости не бывает, то и ответа на этот вопрос нет у вас нет. И немного по упомянутому - при каких условиях движение по кругу становится непрямолинейным и вы вообще встречали прямолинейное движение? Даже удар ложкой вам полбу будет прямолинейным только для вас и весьма изысканно криволинейным в пространстве с учётом времени и вращения планеты. Эйнштейн с Эвклидом как и вы мыслил с подобными прямолинейными упрощениями, иначе приматам мыслить сложно, а Лобачевского с Риманом в физике ещё не появилось.

Ответить

—

John Oakland

30.01.2024

Sean, вот хорошо написали, но адепты классической физики никак не могут и не хотят предположить, что Эйнштейн в чем-то был не точен. Хотя ученые должны держать разум открытым и постоянно сомневаться, казалось бы …

Ответить

Vova Bugrov

17.12.2023

Чтобы понять скорость, которая S/t, надо определить что такое t (время). Есть определение ?

Ответить

Алексей Эллар

05.12.2023

смешно, но расширение вселенной быстрее скорости света как раз придумали ради того чтобы хоть как то оправдать расхождения между наблюдениями и теорией запрещающей привязывать систему отсчёта к движущимся предметам и фотонам в частности Но факт остаётся фактом Фотон не обладает магией. это обычная частица которая никак не выделяется на фоне остальных, таких как даже электрон. И привязать систему отсчёта к ней можно и сложностей это не создаёт если мы заранее зафиксировали любую длину и скорость, не важно в каких единицах. Да, друг относительно друга фотоны, камни, автомобили будут двигаться со скоростью 200%, точно так же как для наблюдателя. И да, это никак не влияет на их скорость в пространстве. И нет, это не нарушает никаких физических принципов Единственная проблема здесь существует только изза константы света и рассчитанного от неё метра Но этим можно легко пренебречь, так как нарушений из этого никаких не выльется. Зато с расширением вселенной и темной материей все наконец встанет на свои места - потому что они больше не потребуются

Ответить

Станислав Трифонов Черепан...

04.12.2023

Хм... С каждым пониманием задача становится всё сложнее...наверное с этим и связано : парадокс расширения вселенной и бесконечное "убегание галактик"... Чтобы запустить два фотона в разные стороны одновременно, нужен один источник света... Если эти два фотона разлетятся с одной и той же скоростью из одной точки- источника, то скорость убегания будет равна 0... Как так???? Тогда, что, получается, что Солнце- двумерное? Или вот, например, свет из лампочки... Из него два фотона могут вылететь одновременно в противоположных направлениях.... Да, разлетаясь, фотоны оставляют позади себя место, пространство для вычисления... Теперь понятно, почему придумана ТБВ ( теория большого взрыва)

Ответить

John Oakland

01.12.2023

Интересный момент возник здесь в обсуждении. Люди, которые по всей видимости относят себя к научной среде, равно, как и ответивший эксперт, заявляют примерно следующее : скорость не может быть выше скорости света, потому что есть СТО… но при этом авторитетнейшие ученые, Семихатов и Сурдин позволяют себе выйти в рассуждениях за рамки СТО и не видят в этом ничего зазорного. Господа эксперты, которые тут всем советуют почитать учебники физики, мы не на уроке и вы не менторы, тут собрались люди порассуждать и попытаться найти истину, а не исступленно кланяться иконе Эйнштейна. Если вы знаете больше остальных, делитесь информацией корректно, а не занимайтесь нравоучениями. Если вы в чем-то убеждены, например в неопровержимости СТО, донесите свое убеждение корректно и в простой форме. Это научпоп, а не научсовет.<a href="<a href=" В ютубе наберите : Семихатов и Сурдин против теории относительности и Эйнштейна. Послушайте, вам точно будет интересно.<a href="<a href="

Семихатов и Сурдин ПРОТИВ теории относительности и Эйнштейна. Вселенная Плюс

Физик Алексей Семихатов и астроном Владимир Сурдин – о теории относительности, времени, парадоксе близнецов, гравитации, скорости света и астероиде Оумуамуа....

youtu.be

https://i.ytimg.com/vi/KF_Nt-aWgs8/maxresdefault.jpg

Ответить

Виктор Семенов

29.11.2023

Фотон имеет волновую природу, он может находиться в разных местах одновременно, поэтому нельзя отследить его местоположение относительно другого фотона.

Ответить

Жанна Коркина

29.11.2023

Пишут же (ибо осознать это плохо получается), что фотон сам себе свет. Он всегда там, где ему нужно, одновременно в любой точке. Поэтому они всегда вместе :) блин, как сложно всё...

Ответить

Николай Ильинский

29.11.2023

Чо вы фигнёй маетесь!

Ответить

Alex Fil

29.11.2023

Да, очень "сообразительные приматы" придумали эту хрень

Ответить

Равиль Садыков

29.11.2023

Вопрос: с Земли на Плутон улетела ракета со скоростью близкой к "с". Через 10 минут, с ракеты в сторону Земли направили лазерный луч. Увидят ли на Земле этот луч? Второй вопрос: если лазер включат по курсу ракеты в сторону Плутона, увидят ли на Плутоне этот луч?

Ответить

—

kpi

29.11.2023

Равиль Садыков, В каждом случае однозначный ответ "ДА". И на Земле и На Плутоне увидят световой луч, распространяющийся со скорость "С". Между прочим, абсолютно правильный, внятный вопрос, ответ на который необходимо знать.

Ответить

ещё комментарии

smile1986777

29.11.2023

Только в первом случае это будет радио диапазон, а во втором гамма.

Ответить

Марат Абилов

29.11.2023

Любит у нас народ рассуждать на научные темы, не имея специального образования по теме. Прямо как у Чехова А.П. "Письмо ученому соседу".

Ответить

Педро Зурита

29.11.2023

Этот бред физиков о постоянной и максимальной скорости света, искривлении пространства и разном течении времени слышу с детства. И не верю. Как оказалось не зря. Признаны ошибки в теории относительности. Более того, многие современные физики перестали обращать на неё внимание, т.к. там полно ошибок и просто вымысла. Невозможно искривить то, чего нет, ведь пространство не материально, как и время. А если нам не известна скорость выше скорости света, это не значит, что её не существует.

Ответить

—

kpi

29.11.2023

Педро Зурита, Если Вам что-то не понятно, то это не аргумент. А физика - это не предмет веры, это предмет изучения. Что же касается "ошибок" и "вымыслов", то их лучше обсуждать на YouTube. Найдите там очередного автора, готового ради хайпа на все. Это проще, быстрее и веселее чем разбираться в учебниках физики.

Ответить

Nikolay Park

29.11.2023

Можно проще ответить, человеческая наука не может рассчитать, замерить или как то определить скорости выше скорости света.

Ответить

—

kpi

29.11.2023

Nikolay Park, Добавьте еще слова "зафиксировать" и "наблюдать" и все будет верно. Что сову об пень, что пень об сову - все одно сове конец.))

Ответить

Максим Власенко

30.11.2023

Nikolay Park, согласен))) это например, как боты в контерстрайке пытались бы выглянуть из монитора и оглядеться)))) Хотя, ходят слухи, что некоторым это удается

Ответить

Sergej

29.11.2023

А если скорость света не имеет скорости. А мгновенна.

Ответить

—

kpi

29.11.2023

Sergej, Да может быть могло бы и так быть... Но это не так. Скорость то измерена и ее величина влияет на очень много физических эффектов.

Ответить

ещё комментарии

Sergej

30.11.2023

Скорость света в одном направлении измерить невозможно. Её измеряют когда свет отражается. Может тогда он замедляется?

Ответить

—

kpi

30.11.2023

Sergej, Нет такого эффекта как замедление при отражении! А по поводу "скорость разная в разных направления" не поленюсь повторить то, что уже один раз здесь написал. Есть в YouTube бездарный и безграмотный блогер, продвигающий идею о том, что скорость света может зависеть от направления. Так вот это "бред сивой кобылы". Изотропия пространства и законов физики (одинаковость во всех направлениях) одно из фундаментальных свойств нашего мира и оно (это свойство) подтверждено экспериментами на наблюдениями на фантастически высоком уровне. Изотропия мира и законов физики (одинаковость по всем направлениям) жестко связана с законом сохранения момента импульса - по сути это одно и тоже. Если пространство не изотропно, то момент импульса не сохраняется. Закон сохранения момента импульса является одной из основ небесной механики и без в соответствии с эти законом несколько сот лет рассчитывают с фантастической точностью движение планет, естественных и искусственных спутников, комет, астероидов и баллистических ракет. Так что, друг мой, не надо увлекаться роликами недоучившихся хайповщиков. Скорость света одинакова во всех направлениях! Ну и еще раз: скорость света является важнейшим параметром и используется в очень многих случаях. Если бы со значением скорости света были проблемы, то это проявилось бы во многих экспериментах и наблюдениях.

Ответить

Sergej

30.11.2023

Что есть свет? Видимый спектр .невидимый. тепло? А может волны? Что двигается со скоростью 30000000000 км. В сек.?

Ответить

—

kpi

30.11.2023

Sergej, А вот тут "учебники тебе в руки"! Читай, разбирайся. Ты не первый, что задался этим вопросом. И это не настолько просто, чтобы объяснять здесь.

Ответить

Начало моего

29.11.2023

Решается всё проще. Кванты света - это частица и волна, обладающие квантовым дуализмом. Измерив их импульс, нельзя определить их положение в пространстве, определив их положение в пространстве - нельзя определить их импульс, иначе говоря скорость на массу, или же скорость. Поэтому систему отчёта относительно кванта света пока что невозможно построить, как и узнать что получится) Мы не сможем определить и узнать скорости и положения фотонов относительно друг друга в пространстве единовременно. Возможно в чём-то я ошибаюсь, подправите. Поэтому ответ на этот вопрос мы узнаем ещё не скоро)

Ответить

—

Максим Власенко

30.11.2023

Начало моего, в 2016 я наткнулся на одну статью в инете. В статье рассказывали про небольшую группу японских ученых, которые используя лазер, зеркальные отражатели и специальную систему закрытых труб с датчиками, провели эксперимент. По результатам этого эксперимента они заявили, что наша вселенная это "оптическая" Голограмма. Причем они отметили, что кристалл (из которого происходит голограмма) размером 1.5 на 2 метра. Естественно их осмеяли все ученые мужи. А по мне - это очень реальные данные.

Ответить

Vova Bugrov

17.12.2023

Чтобы понять скорость, которая S/t, надо определить что такое t (время). Есть определение ?

Ответить

Антон Мартынов

22.01.2024

Ответить

Deniross

06.02.2024

Ответить

Раф Рафоныч

24.04.2024

Ответить

Andrey Kholin

26.11.2023

-2

Еще одно соображение для размысляющих и сомневающихся: В системе отсчета связанной с фотоном время между излучением и поглощением равно 0.

Ответить

Александр Торощин

27.11.2023

-2

В огороде бузина, а в киеве дядька. Нагородил тень на плетень, а разгораживать свинтил подальше. Сочинение на тему "птичка прыгает в кусте с дребезделкой на хвосте".

Ответить

Александр Евсеев

25.11.2023

-1

И ещё момент: - У фотона нет «фазы разгона», то есть он из фонарика уже и сразу вылетает на скорости света - Так как фотон движется со скоростью света, а на скорости света замирает время и не происходят "события", то получается, что относительно фотона вокруг его всё замирает Но если всё замирает, то в чём он движется, если всё замерло ? Скорее всего я добавлю вот что и так отвечу: Так как фотон одновременно и частица и волна, то мы рассмотрим его сейчас как волну Что если фотон — есть волна определенной частоты и длины (синусоида, например) и именно определенной частоты и определенной длины он является частичкой-фотоном (а свет это электромагнитная волна), который именно и проявляется как фотон Тот есть, мы светим налево со скоростью света и направо со скоростью света, но относительно друг друга они, находясь в рамках «длин волны-частот волны», чтобы являться фотонами, а не чем-то другим, будут одночастотны и однодлинны; тот есть как бы волна "звучит" на одной и той же частоте/длине/скорости, чтобы являться фотоном. П.с. так же принято считать, что электромагнитные волны (например, видимого спектра) в вакууме распространяются со скоростью света (С) без фаз разгона и замедления, то есть сразу и всегда со скоростью света, о чём говорил выше. Так как скорость существует относительно чего-то, введем в относительность нашу Землю Но, возник вопрос. Вот смотрите, Солнце шарообразное, так ? Свет от Солнца до Земли идёт около 8 минут. Хорошо. От Солнца на Землю вылетел фотон со скоростью С к нам и достиг Земли через 8 минут. В момент вылета фотона на Землю, так же вылетел фотон от Солнца в противоположную сторону от Земли.

Ответить

—

Александр Евсеев

25.11.2023

-2

Александр Евсеев, В момент достижения первым фотоном Земли, через 8 минут после вылета от Солнца, второй фотон проделал равное первому фотону расстояние, то есть 2 расстояния до Земли (а оно равно 149 597 870 700 м. или 1 а.е.) или 2 а.е. То есть за 8 минут, эти фотоны, с относительностью к Земле и относительно друг друга, двигались со скоростью 2С, то есть в две скорости света.

Ответить

Igor

26.11.2023

-4

Интересно, когда человечество догадается, что не существует никаких выпускаемых фотонов, а атом излучает бесконечно расширяющееся поле

Ответить

—

Илья Дубовик

26.11.2023

Igor, теперь, благодаря тебе, узнаем. Спасибо большое, ты внёс великий вклад в будущее.

Ответить

Крехта Виталий

26.11.2023

-3

И да.. чушь про инерциальную систему. Согласно вашей логике ничто в нашем мире не может являться точкой отсчета. Любой объект движется. А значит относительно себя его скорость нулевая, значит прочитал, в голове хрень, пишу хрень...

Ответить

—

Aleksandr Kulikov

26.11.2023

Вы, когда в поезде или авто перемещаетесь, какую скорость имеете относительно Вашего сиденья?

Ответить

ещё комментарии

Крехта Виталий

26.11.2023

Aleksandr Kulikov, а относительно дороги?

Ответить

—

Aleksandr Kulikov

26.11.2023

Так Вы говорите про скорость объекта относительно его самого, а не относительно других объектов. Относительно дороги скорость будет +/- такая же, как и у авто/поезда.

Ответить

Святослав Фадеев

25.11.2023

-3

Особенно очень интересно эта теория выглядит на фоне тбв, диаметр видимой вселенной и её возраст могут говорить об одном из двух 1) БВ не было 2) СТО неверна. И после снимков Джеймса Уэйба, склоняются к первому. Ещё интересный момент, если скорость света равна во всех инерционных системах, то свет от движущейся звёзды всегда будет иметь одну и ту же скорость относительно звёзды, да и всего остального мира, и соответственно одну длину волны, но откуда тогда берётся доплеровское смещение спектра у вращающихся вокруг друг друга звёзд?! И чем рассмотреть другую теорию или выдвинуть её, учёные действуют, как в анекдоте: "-ваша теория не сходится с фактами! - тем хуже для фактов." А игры со временем, кто вообще придумал его замедлять, его не существует, это выдуманная человеком величина, а не какой то вид поля или часть мироздания. Вместо этого можно было бы рассмотреть влияние магнитного поля земли или гравитационного на объекты быстро движущиеся в нём, может там и выяснилось бы, что все эти парадоксы близнецов всего лишь влияние на процессы полей. Но таких исследований не было.

Ответить

—

Илья Дубовик

26.11.2023

-1

Святослав Фадеев, главное что тебе самому не стыдно за твою писанину. Таких как ты приходится жалеть

Ответить

Vazha Bzikadze

26.11.2023

Святослав Фадеев, доплеровское смещение не является разницей в скоростях. Иначе говоря, скорость света не зависит от его цвета :) Если времени не существует, то не существует и скорости. Ведь что такое скорость? Это расстояние, пройденное за определённое время. Но если времени не существует...

Ответить

ещё комментарии

26.11.2023

-2

Vazha Bzikadze, ну, как ни крути, время существует только для нас, людей. Так как если не будет нас, то и время не будет. Ни время, ни света, ни скорости , ни света.Ничего.

Ответить

—

Aleksandr Kulikov

26.11.2023

Правильно говорите. А еще когда Вы глаза закрываете, то вселенная ненадолго перестает существовать, ведь Вы ничего не видите.

Ответить

kpi

27.11.2023

, Есть и были философы высказывавшие и такое мнение по поводу "что такое время" . Есть мнение, что ангелы живут вне времени и для них принцип причинности не работает. Но есть и другие подходы к этому вопросу.

Ответить

26.11.2023

-1

Святослав Фадеев, 👍🏽👍🏽👍🏽

Ответить

Andrey Kholin

27.11.2023

Святослав Фадеев, Есть ещё ОТО, почитайте, обхихикаетесь, но эксперименты показывают, что работает

Ответить

ещё комментарии

Дмитрий Глебов

27.11.2023

Andrey Kholin, какие эксперименты? Те по которым надо где-то еще искать 80% массы чтобы обьяснить траектории движения звезд?

Ответить

—

Иван Колупаев

27.11.2023

Никто бы не принял столь смехотворную теорию. Но фишка в том что в целом теория работает, а необъясненными являются лишь некоторые аномалии. Так что не надо передергивать. И точка зрения что мы просто не видим 80% массы Вселенной ничуть не удивительна. Если вспомнить о масштабах. Да считай на своем заднем дворе мы не можем обнаружить кометы пока они не приблизятся к Солнцу но с апломбом рассуждаем о том чего не может быть на окраинах Галактики.

Ответить