Парадоксът на въртящия се вал

[scaner]

  On 20.07.2023 г. at 15:15, Kоко said:

Лъча няма да минава по оста на тръбичката, защото тя се движи неинерциално ли? 

Expand  

Да, това е.  Всяка точка от оста на тръбичката описва окръжност (в ИОС), равномерно движещ се обект по тази ос ще описва спирала. Светлината не може да се движи така.

[gmladenov]

  On 20.07.2023 г. at 17:25, Kоко said:

Мисля че лъчът не може да поддържа траектория по оста на тръбичката в нито една ОС. Лъчът ще осцилира около оста докато се върти вала

Expand  

Сега като се замисля ти повдигаш много интересен въпрос.

Не знам дали лъчът ще осцилира, но е много интересно дали той ще достигне от единия край на
тръбичката до другия в стационарната система.

Моето разбиране за тръбичката е, че тя е прикрепена към въшната страна на вала и е успоредна
на оста на вала. Така тя се простира от единият му край до другия и се върти заедно се него.

Да кажем, че импулс светлина се излъчи в момент t₀ в левия край на тръбичката. Докато импулсът
стигне до десния край на тръбичката, тя ще се е завъртяла заедно с вала. Така импулсът би могъл
да достигне до десния край само ако във всеки едни момент той се движи по оста на тръбичката.
Това изисква, обаче, импулсът да следва въртенето на вала. Тоест, той също да има въртеливо
движение.

Аз в същност не знам какъв е правилният отговор на тази задача.

Редактирано Юли 20, 2023 от gmladenov

[gmladenov]

  On 20.07.2023 г. at 17:42, scaner said:

Да, това е.  Всяка точка от оста на тръбичката описва окръжност (в ИОС), равномерно движещ се обект по тази ос ще описва спирала. Светлината не може да се движи така.

Expand  

В случая (май) си прав.

[Kоко]

  On 20.07.2023 г. at 17:44, gmladenov said:

Моето разбиране за тръбичката е, че тя е прикрепена към въшната страна на вала и е успоредна

на оста на вала. Така тя се простира от единият му край до другия и се върти заедно се него.

Expand  

Да, това е схемата

  On 20.07.2023 г. at 17:44, gmladenov said:

Сега като се замисля ти повдигаш много интересен въпрос.

Не знам дали лъчът ще осцилира, но е много интересно дали той ще достигне от единия край на
тръбичката до другия в стационарната система.

Expand  

Ако настроим лъча да следва оста на тръбичката при спрян (невъртящ се вал), то когато започне да се върти вала, с увеличаване на оборотите, лъча ще напусне оста, най-осезаемо в далечния край на тръбичката и ще започне да осцилира около оста на тръбичката и никога няма да се върне на оста, доката не спре да се върти вала. И това трябва да се случва и в стационарната ОС. А дали ще стигне до другия край, зависи от диаметъра на тръбичката. А тази осцилация как ще се проектира в другата ОС, където тръбичката е усукана като пружина, ми е бедна фантазията

[gmladenov]

  On 20.07.2023 г. at 18:56, Kоко said:

Ако настроим лъча да следва оста на тръбичката при спрян (невъртящ се вал), то когато започне да се върти вала, с увеличаване на оборотите, лъча ще напусне оста ...

Expand  

Точно това в същност не е доказано с експеримент и затова не съм сигурен какво точно ще стане.

Има две възможности:
Ако ти си прав, значи светлината не се увлича от тръбичката и лъчът ще напусне оста, както ти казваш.
Но има и вариант, според който светлината в същност се увлича от тръбичката. При това положение
светлината ще има въртеливо движение заедно с тръбичката и ще достигне до другия край.

Последното звучи налуднчаво, но експериментите със светлината дават противоречиви резултати:
от една страна има опити, които показват увличане не светлината от материя ... но има и опити, които
отхвърлят подобно увличане.

Затова аз не съм много сигурен какво точно ще стане.

[scaner]

  On 20.07.2023 г. at 19:07, gmladenov said:

Но има и вариант, според който светлината в същност се увлича от тръбичката. При това положение
светлината ще има въртеливо движение заедно с тръбичката и ще достигне до другия край.

Expand  

Няма такъв вариант. Светлината се увлича само от материя. В сслучая на вакуум в тръбата, никакво увличане няма. А и да не е вакуум, проста оптика и стигаме до същият извод.

[gmladenov]

  On 20.07.2023 г. at 19:13, scaner said:

Няма такъв вариант. Светлината се увлича само от материя. В сслучая на вакуум в тръбата, никакво увличане няма. А и да не е вакуум, проста оптика и стигаме до същият извод.

Expand  

Светлината вътре във вакуумните тунели на LIGO очевидно се увлича заедно с тунелите ... докато
земята се върти около оста си и около слънцето. Но не се знае дали увличането е причинено от
самите тунели или от нещо друго.

Редактирано Юли 20, 2023 от gmladenov

[scaner]

  On 20.07.2023 г. at 19:20, gmladenov said:

Светлината вътре във вакуумните тунели на LIGO очевидно се увлича заедно с тунелите ... докато
земята се върти около оста си и около слънцето.

Expand  

Няма такива нещо. Докато светлината обиколи пътя си в интерферометъра, преместването около оста на земята и слънцето е нищожно.

За това кратко време движението около слънцето се апроксимира с права линия. И съответно при настройкаа светлината се насочва под малък ъгъл така, че за времето на пътешествието си вътре да се отмести на дадена отсечка. Идеята е 100% съвпдаща с идеята на аберацията, и това не се изчислява, а се настройва чисто технически. Ако си настройвал някаква лазерна оптическа система, ще ти е ясно за какво става дума.

[Kоко]

  On 20.07.2023 г. at 19:07, gmladenov said:

  On 20.07.2023 г. at 18:56, Kоко said:

Ако настроим лъча да следва оста на тръбичката при спрян (невъртящ се вал), то когато започне да се върти вала, с увеличаване на оборотите, лъча ще напусне оста ...

Expand  

Точно това в същност не е доказано с експеримент и затова не съм сигурен какво точно ще стане.

Expand  

Това е следствие от "принципа на еквивалентност"   https://bg.wikipedia.org/wiki/Принцип_на_еквивалентност

  On 20.07.2023 г. at 19:07, gmladenov said:

Ако ти си прав, значи светлината не се увлича от тръбичката и лъчът ще напусне оста, както ти казваш.
Но има и вариант, според който светлината в същност се увлича от тръбичката. При това положение
светлината ще има въртеливо движение заедно с тръбичката и ще достигне до другия край.

Expand  

Аз не говоря за увличане на светлината. Отклонението на лъча от оста на тръбичката ще се получи от появилото се ускорение в следствие на въртенето, също като отклонението на светлината от гравитацията 

[scaner]

  On 21.07.2023 г. at 5:48, Kоко said:

Аз не говоря за увличане на светлината. Отклонението на лъча от оста на тръбичката ще се получи от появилото се ускорение в следствие на въртенето, също като отклонението на светлината от гравитацията 

Expand  

Лъча не контактува с тръбичката, и няма как да му се предава ускирение. Ускорението при светлината се изразява само в промяна на посоката, и за да следва тръбата, светлината трябва многократно да се отразява от нейните стени, подобно движението в оптичен кабел.  А идеята не е такава.

Пък и ускорението при разглежданата ситуация е насочено не към оста на тръбата, а към оста на вала.

[Kоко]

  On 21.07.2023 г. at 6:27, scaner said:

Лъча не контактува с тръбичката, и няма как да му се предава ускирение. Ускорението при светлината се изразява само в промяна на посоката, и за да следва тръбата, светлината трябва многократно да се отразява от нейните стени, подобно движението в оптичен кабел.  А идеята не е такава.

Пък и ускорението при разглежданата ситуация е насочено не към оста на тръбата, а към оста на вала.

Expand  

Ако сме в асансьор, в покой и пуснем лъч светлина от едната стена към другата, този лъч ще попадне в определена точка в отсрещната стена. Ако асансьора започне да се ускорява перпендикулярно на лъча, няма ли светлинния лъч да си смени точката на попадение в стената? Също както би му подействала гравитацията

[Tomata]

Визуализиране на вълновите свойства на фотоните.

 

 

[Tomata]

  On 21.07.2023 г. at 7:03, Kоко said:

Ако сме в асансьор, в покой и пуснем лъч светлина от едната стена към другата, този лъч ще попадне в определена точка в отсрещната стена. Ако асансьора започне да се ускорява перпендикулярно на лъча, няма ли светлинния лъч да си смени точката на попадение в стената? Също както би му подействала гравитацията

Expand  

 

[scaner]

  On 21.07.2023 г. at 7:03, Kоко said:

Ако сме в асансьор, в покой и пуснем лъч светлина от едната стена към другата, този лъч ще попадне в определена точка в отсрещната стена. Ако асансьора започне да се ускорява перпендикулярно на лъча, няма ли светлинния лъч да си смени точката на попадение в стената? Също както би му подействала гравитацията

Expand  

Да, така е. Тук е същото, ако сме в неинерциална система свързана с повърхността на винта (описваната тръбичка), то светлината ще тръгне в направление паралелно на оста на тръбата, и по траекторията си ще се отклони от това направление, ще завие към стените. Един вид специфична гравитация, но само в неинерциалната система свързана с тръбата/повърхността на вала.

 

[Kоко]

  On 21.07.2023 г. at 10:17, scaner said:

Да, така е. Тук е същото, ако сме в неинерциална система свързана с повърхността на винта (описваната тръбичка), то светлината ще тръгне в направление паралелно на оста на тръбата, и по траекторията си ще се отклони от това направление, ще завие към стените. Един вид специфична гравитация, но само в неинерциалната система свързана с тръбата/повърхността на вала.

 

Expand  

Да, по мои предположения, когато вала започне да се върти, с увеличаване на оборотите, лъча все повече ще се отклонява радиално навън спрямо оста на въртене на вала и ще се доближава до стената на тръбичката. В такъв случай, може ли да се настрой лъча (завъртайки малко източника), така че при фиксирани обороти на вала, траекторията на лъча да съвпада с оста на тръбичката?

[scaner]

  On 21.07.2023 г. at 10:45, Kоко said:

Да, по мои предположения, когато вала започне да се върти, с увеличаване на оборотите, лъча все повече ще се отклонява радиално навън спрямо оста на въртене на вала и ще се доближава до стената на тръбичката. В такъв случай, може ли да се настрой лъча (завъртайки малко източника), така че при фиксирани обороти на вала, траекторията на лъча да съвпада с оста на тръбичката?

Expand  

Това може, но не с права тръба опъната по валът. Ако тръбата е навита, тогава в зависимост от ъгловата скорост може да докараш ситуация, едно и също състояние на тръбата да се премества със скоростта на светлинатаа (един вид, въртящата се тръба се разглежда като вълна, и разглеждаш разпространението на фиксирана фаза). Нещо като фиксирания наклон при аберацията, но във въртяща се система.

[Kоко]

  On 21.07.2023 г. at 11:25, scaner said:

Това може, но не с права тръба опъната по валът. Ако тръбата е навита, тогава в зависимост от ъгловата скорост може да докараш ситуация, едно и също състояние на тръбата да се премества със скоростта на светлинатаа (един вид, въртящата се тръба се разглежда като вълна, и разглеждаш разпространението на фиксирана фаза). Нещо като фиксирания наклон при аберацията, но във въртяща се система.

Expand  

Само да уточня че източникът е неподвижен с тръбичката

[scaner]

  On 21.07.2023 г. at 11:49, Kоко said:

Само да уточня че източникът е неподвижен с тръбичката

Expand  

Така е, иначе няма нищо да стане, а и задачата става друга.. В нашият случай "сгъвката" на тръбата се премества със скоростта на светлината, запазвайки условието центъра на тръбата там да съвпада с лъча.

Става дума за кратък светлинен импулс, не за непрекъснат лъч. Само импулс може така да премине в такава система.

[Kоко]

  On 21.07.2023 г. at 12:49, scaner said:

Така е, иначе няма нищо да стане, а и задачата става друга.. В нашият случай "сгъвката" на тръбата се премества със скоростта на светлината, запазвайки условието центъра на тръбата там да съвпада с лъча.

Става дума за кратък светлинен импулс, не за непрекъснат лъч. Само импулс може така да премине в такава система.

Expand  

Значи, ако сме неподвижни с правата тръбичка, докато тя се върти с вала, няма да виждаме нищо през нея? 

[gmladenov]

  On 21.07.2023 г. at 15:42, Kоко said:

Значи, ако сме неподвижни с правата тръбичка, докато тя се върти с вала, няма да виждаме нищо през нея? 

Expand  

Да, нищо няма да виждаме (стига валът да се върти достатъчно бързо и тръбичката да не увлича светлината със себе си).

[Kоко]

  On 21.07.2023 г. at 15:56, gmladenov said:

Да, нищо няма да виждаме (стига валът да се върти достатъчно бързо и тръбичката да не увлича светлината със себе си).

Expand  

Не мога да се съглася с двама ви, но за сега само заради предрасъдаци. Нямам аргументи

[scaner]

  On 21.07.2023 г. at 17:38, Kоко said:

Не мога да се съглася с двама ви, но за сега само заради предрасъдаци. Нямам аргументи

Expand  

Тъй като тръбата се върти с вала, оста и в един момент ще бъде от ляво на сечението на вала, в друг момент ще бъде отдясно. Тези две сечения на тръбата не се припокриват. Значи, ако искаш светлината да пътува дълго, трябва от едното сечение да попадне (след време) в другото (за да се придвижи светлината напред във времето, а следователно и по дължината на тръбата), трябва да я излъчиш (например от позицията в ляво) под малък ъгъл надясно (тук не отчитам, че подобен проблем има и с позициите отгоре/отдолу на вала). Проблемът е, че ако искаш светлината да продължи още към края на тръбата, тя трябва после да се движи под обратен ъгъл наляво. Няма как това да се случи, ако тя не се отрази от стените на тръбата.

Всеки лъч светлина, пуснат в такава тръба, след достатъчно време достига стена. За да мине светлината, тръбата трябва да е по-къса. В практиката не сме се сблъсквали с такава ситуация, затова ти се струва неестествено.

[Kоко]

  On 21.07.2023 г. at 20:22, scaner said:

Тъй като тръбата се върти с вала, оста и в един момент ще бъде от ляво на сечението на вала, в друг момент ще бъде отдясно. Тези две сечения на тръбата не се припокриват. Значи, ако искаш светлината да пътува дълго, трябва от едното сечение да попадне (след време) в другото (за да се придвижи светлината напред във времето, а следователно и по дължината на тръбата), трябва да я излъчиш (например от позицията в ляво) под малък ъгъл надясно (тук не отчитам, че подобен проблем има и с позициите отгоре/отдолу на вала). Проблемът е, че ако искаш светлината да продължи още към края на тръбата, тя трябва после да се движи под обратен ъгъл наляво. Няма как това да се случи, ако тя не се отрази от стените на тръбата.

Всеки лъч светлина, пуснат в такава тръба, след достатъчно време достига стена. За да мине светлината, тръбата трябва да е по-къса. В практиката не сме се сблъсквали с такава ситуация, затова ти се струва неестествено.

Expand  

Да. В стационарната ОС (както я е кръстил Младенов) звучи логично. Странното е когато сме неподвижни с тръбичката. Това означава, че ако вала не се върти, ще се вижда през тръбичката и ще виждаме тръбичката права, но когато вала започне да се върти (и ние с него) тръбичката визуално ще започне да се усуква около вала с увеличаване на оборотите

Редактирано Юли 22, 2023 от Kоко

[scaner]

  On 22.07.2023 г. at 3:50, Kоко said:

Да. В стационарната ОС (както я е кръстил Младенов) звучи логично. Странното е когато сме неподвижни с тръбичката. Това означава, че ако вала не се върти, ще се вижда през тръбичката и ще виждаме тръбичката права, но когато вала започне да се върти (и ние с него) тръбичката визуално ще започне да се усуква около вала с увеличаване на оборотите

Expand  

Не, когато се въртим с тръбичката, тя не се усуква. Усуква се когато се транслираме спрямо нея. Всичко описано по-горе е валидно и в класическата физика, то е следставие само от крайната скорост на светлината.

[Kоко]

  On 22.07.2023 г. at 6:07, scaner said:

Не, когато се въртим с тръбичката, тя не се усуква. Усуква се когато се транслираме спрямо нея. Всичко описано по-горе е валидно и в класическата физика, то е следставие само от крайната скорост на светлината.

Expand  

Аз казвам, че се усуква само визуално. Няма как да се въртим с тръбичката и да не виждаме през нея ако не е усукана.