#плосконаучное интерпретация СТО #длиннопост
Что, собственно, держит корабль за хвост, всё более тормозя разгон при приближении к скорости света? Первые предположения были: рост массы (довольно абсурдно) или рост некоторой «инерционной массы». На самом деле никакая масса здесь не растёт, силы не ослабевают, а причина чисто геометрическая (в четырёхмерном пространстве – времени). Итак, простая формула, все её помнят:
Δt₀ = Δt / √(1 - v² / c²)
где Δt₀ – промежуток времени в неподвижной системе, Δt – в движущейся.
По-моему, всё ясно, да? Из формулы изначально был сделан половинчатый вывод, что процессы внутри корабля замедляются. Это так, но немного шире. Формула показывает соотношение между двумя системами. Да, время в движущейся системе замедляется. Но ровно так же мы можем сказать (и это будет проще представить), что время в неподвижной системе ускоряется относительно подвижной.
Корабль разгоняется и наше время убыстряется вместе с ним. Что мы увидим? Именно то, что видим, скорость корабля растёт всё медленнее при исправно работающих двигателях, и в конце концов замирает где-то возле скорости света.
А что внутри корабля? Допустим, вдоль звёздной трассы установлены буйки через каждые 300 000 км. Если буйки мелькают чаще чем раз в секунду (а секунда у нас очень длинная), то это должно означать что скорость у нас сверхсветовая. Учёные, правда, такие рассуждения категорически не переносят и отговариваются лоренцевым сжатием: вселенная де сжалась по вектору нашего движения, вот и долетели быстрее. В общем, если мы потратили на полёт два с половиной года вместо пяти, да не пофиг ли?
Насчёт парадокса близнецов. Сколько ни читай эти софизмы, смысл максимально запутан, чтобы не признавать одну вещь: инерциальные системы не совсем чтобы одинаковы. Ноль есть. Находясь внутри инерциальной системы ты действительно не сможешь определить движешься ли ты или покоишься… пока не выглянешь в окно. А за окном куча эффектов от релятивистских скоростей. Хотя бы возьмём реликтовое излучение – из-за доплеровского эффекта оно станет другим.
Почему скорость света одинакова во всех системах отсчёта? Это можно объяснять разными путями от самых скучных научных… Я пойду самым кривым. Если бы мы могли связать инерциальную систему с фотоном (а мы не можем – физикам это очень сильно не понравится), то скорость, определённая по мельканию буйков за окном была бы бесконечной. Из предыдущей (и единственной здесь) формулы можно вывести (а точнее, из фактора Лоренца в ней), какая наблюдаемая скорость будет в нашей системе отсчёта, если сам он видит столько-то промелькнувших буйков в секунду. И для фотона, частота мелькания буйков для которого бесконечна, наблюдаемая во всех системах скорость ожидаемо будет равна скорости света. То есть я бы сказал, что фотон движется бесконечно быстро, но наблюдаемая скорость у него конечна и всегда одинакова (но физики меня осудят за первую часть).
Кстати, учёные не парятся и ввели параметр «быстрота», которая для до релятивистских скоростей практически совпадает со скоростью, а при приближении скорости к скорости света – стремится к бесконечности. Так что всё это вопрос терминологии. Сказать, что быстрота у меня равна двум, и добраться до нужной системы в два раза быстрее (по своим часам), чем туда долетает свет (по часам на Земле).
Можно было бы ещё упомянуть о галактиках, разбегающихся от нас со сверхсветовыми скоростями, но это другое.