בתשובה לeasy, 23/09/11 23:15
 |
|
 |
||
|
||||
 |
איך תורת היחסות אוסרת על העברת מידע במהירות גדולה ממהירות האור? כלומר, מאיזו הנחה זה נובע וכיצד? |  |
 |
 |
|
|
|
||
|
||||
|
כמו שמישהו כבר ציין כאן, זה יכול לגרום להפרת סיבתיות בין מערכות יחוס שונות, כלומר שני ארועים שבמערכת יחוס אחת נצפו קורים בסדר מסויים יצפו במערכת יחוס אחרת בסדר הפוך. עוד נקודה למחשבה, מהירות האור באטמוספירה של כדור הארץ היא 0.9997 ממהירות האור בריק, וזה נגרם מהאינטראקציה בין הפוטונים ובין האלקטרונים של מולקולות האוויר. הנייטרינו לא מקיים אינראקציה עם אלקטרונים ומסת המנוחה שלו אפסית ולכן הוא יכול לנוע במהירות שעולה על 0.9997 ממהירות האור ולהקדים אותו. בריק האור יעבור 730 ק"מ ב-0.00243502 שניות ובאטמוספירה זה יקח לו 0.00243575 שניות. כלומר הבדל של כ-700 ננו-שניות. התופעה הזאת מוכרת במים, שם מהירות האור היא כשלושה רבעים ממהירותו בריק ואז אפילו ניטרונים נעים מהר יותר (ראה קרינת צ'רנקוב [ויקיפדיה]). |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
רגע, אז אם בתנאים מסויימים חלקיקים מסויימים נעים במהירות גבוהה יותר מאור באותם תנאים, האם זה לא יוצר מצב של הפרות סיבתיות בין מערכות יחוס שונות שנמצאות באותם תנאים? האם אין סיבתיות במים, למשל? | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
לא, אין עם זה שום בעיה. המהירות שבה משתמשים במשוואות המעבר בין מערכות יחוס היא תמיד מהירות האור בריק, גם אם מערכת היחוס נמצאת בתווך אחר (ונעה ביחס אליו). | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אם לדייק, בתווך שאינו ריק אין בכלל דבר כזה "מהירות האור" - כל אורך גל מתקדם במהירות משלו (נפיצה [ויקיפדיה]) | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
כלומר, ההנחה היא שיש סיבתיות? למה זו הנחת יסוד? האם זה לא נאיבי לקבוע זאת כהנחת יסוד כמו שנאיבי לקבוע כהנחת יסוד שיש בו-זמניות בכל מערכות הייחוס? בכלל, אוהבים לתת שתי "אקסיומות" ליחסות - שחוקי הפיזיקה קבועים בכל מערכות הייחוס, ושמהירות האור קבועה לכל צופה. האם עניין הסיבתיות נובע מהן או שזו הנחה אחרת? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
נדמה לי שאיסור החזרה בזמן אינו הנחה או מסקנה יחודית של תורת היחסות אלא נובע מהיגיון בסיסי יותר: אם ניתן לשגר אות אחורה בזמן, אזי ניתן להתנות את שיגורו בכך שהוא טרם הגיע - פרדוקס! |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
קל להגיד ''פרדוקס''. יותר מעניין לעשות את הניסוי בפועל ולראות מה קורה. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
נוסטלגיה: נא לא לראות בהודעה זאת תמיכה בביטול פרויקט CERN. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
לאיזה ניסוי אתה מתכוון? | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
לזה שאתה הצעת (''אם ניתן לשגר אות אחורה בזמן, אזי ניתן להתנות את שיגורו בכך שהוא טרם הגיע'') | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
זה בהנחה כמובן שניתן לעשות כן. אני לא יכול להעלות דבר כזה על הדעת ובגלל זה תמהתי אם זוהי באמת כוונתך. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
''אני לא יכול להעלות דבר כזה על הדעת'' הוא לא טיעון טוב כדי להראות שדבר מה הוא בלתי אפשרי (למדמ''חניק כמוני זה סדין אדום, אבל גם לפיזיקאי שרגיל לשבירת אינטואיציות זה כנראה בעייתי). | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
ראה תגובה 582683 . יתכן שישנה אפשרות שלא חשבנו עליה שעוקפת את הפרדוקס הנוצר, אך זה נראה כאילו שיגור אחורה בזמן על אותה יריעת מרחב-זמן דומה למשולש עם ארבע צלעות - אין דבר כזה. יחסיות הזמן לעומת זאת, שאותה אתה מזכיר למטה, אומנם נראית מוזר, אך עד שלא בונים ממנה פרדוקס אמיתי ומפורט הנותן תוצאה והיפוכה, היא עדיין, רק מוזרה. כל זאת כאמור בהסתייגות שבפיסיקה ישנו יותר מקום ל"אפשרות שלא חשבנו עליה" מאשר במתמטיקה טהורה1. מאידך גיסא, ככל שעובר הזמן אנו יודעים "לעשות" מתמטיקה ופיסיקה טוב יותר - כלומר להבחין טוב יותר בין מה שאנו יודעים ועד כמה זה מבוסס, לבין מה שאיננו יודעים עדיין. זה גם כולל הבחנה טובה יותר (אך עדיין לא מלאה) בין פרדוקסים פיסיקליים אמיתיים - מתמטיים, לבין סתם התנגשויות עם האינטואיציה או עם הנחות יסוד על העולם, שאולי שגויות. 1 דוגמא מתמטית שהיתה מוזרה מאוד עבורי - שאלת קיומה של עוצמה נוספת בין א1 לא0. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
כאמור, זה לא מספק אותי. אולי הדרישה שלי מ"פרדוקס" היא שונה; אני מאוד סקרן לדעת מה יעלה בגורל החלקיק שחוזר אחורה בזמן כדי למנוע את שיגורו, אבל למרות שאין לי מושג מה תהיה התוצאה של ניסוי שכזה אני גם לא בטוח שאי אפשר לערוך אותו, ושאי אפשר לערוך אותו בגלל שחלקיקים לא יכולים לנוע מעלה ממהירות האור. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
יש כאן שני עניינים: חזרה בזמן (על אותה יריעת מ"ז) ותנועה במהירות על-אורית. בעוד שהראשון מוביל ככל הנראה לפרדוקס ב"ת בידע שלנו על העולם, השני רק סותר ידע שלנו על העולם (תורת היחסות), ידע שעשוי להיות שגוי. אגב, מאוד נהניתי מן הספר "אשתו של הנוסע בזמן". אבל אם ניתן היה לחזור אחורנית בזמן, הייתי מונע את הפצת הסרט שהכניס לך לראש שניתן לחזור אחורנית בזמן וכל הפתיל הזה היה נחסך - מש"ל. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
הפסקה השניה נכתבה כמובן בבדיחות הדעת. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
האם הטיעון הוא "אם תורת היחסות נכונה, אז מי שנע מעל למהירות האור יחזור בזמן וזו סתירה ל<שקר כלשהו> ולכן תורת היחסות אוסרת על נסיעה מעבר למהירות האור"? | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני מסכים עם הטיעון הזה אם סופו יהיה: ולכן מתורת היחסות נובע שלא ניתן להעביר מידע מעבר למהירות האור. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
מקובל. הבעיה שלי, כפי שניתן להבין, היא עם ה<שקר כלשהו>. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
הסבר לא-פיזיקלי ל<שקר כלשהו>: ניתן לצפות בעולם תחת מערכות ייחוס שונות. יתכנו שני ארועים (A ו-B) במקומות שונים ובזמנים שונים, כך שתחת מערכת ייחוס אחת יקרו בסדר אחד (A<B), ותחת מערכת ייחוס שנייה יקרו בסדר הפוך (B<A). עד כאן אין בעייה (חשוב על שני פיצוצים במקומות מרוחקים, אתה יכול לשמוע אותם בסדר אחד או הפוך תלוי במהירות וכיוון הנסיעה שלך). בהתאם לתורת היחסות, אם ניתן לנוע מעל מהירות האור, אזי ניתן להעביר מידע כך מאורע B התרחש, כך שיגיע לפני קרות A במערכת הייחוס השנייה, ותחת מערכת הייחוס הזאת למנוע את התרחשות A. אזי במערכת הייחוס הראשונה סיבה עתידית (B) השפיעה על מסובב מההווה (A), ומכאן הדרך לפרדוקס הסבא קצרה מתמיד. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
1 איך אפשר להתעלם מזה: למה? | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
חוץ מזה, בטח התכוונת ל-א, לא א1. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אכן. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
נו, אז למה? | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני מתכוון להגיב מאוחר יותר או מחר. יש עניינים שתרגומם למילים דורש ממני זמן או השראה. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני מתכוון להגיב מאוחר יותר או אתמול. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
זו הבעייה: יש לך קבוצה (המספרים הטבעיים) בגודל1 מסויים וקבוצה אחרת (הממשיים) שגדולה ממנה. נשאלת השאלה אם קיימת קבוצה שלישית כלשהי, בעלת גודל ביניים. והתשובה של גדל וכהן? איך שבא לך! היעלה על הדעת? הרי אם אין כזו קבוצה שיגידו. כבר עברתי דבר או שניים בחיים ואדע להתמודד. אם ישנה קבוצה כזו, או לפחות אם ניתן להוסיפה לצרמלו-פרנקל, שיציגו אותה, איבר אחרי איבר, אני לא ממהר לשום מקום, או שידומו לעד. האם לא אחזה גם בך פליאה כשהתוודעת למצב עניינים זה? 1 הכוונה לעוצמה כמובן. גם בשאר המקומות בהם איני מדייק או טועה צ"ל להיות דבר מה נכון. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
זו הבנה לא נכונה של משמעות המשפט. נתחיל מכך שבכלל לא ברור מה זו "קבוצה" ואיך מגדירים אותה. הגדרות נאיביות פשוט לא עובדות ("הפרדוקס של ראסל" ועוד כמה דברים דומים). כשאתה הולך להגדרות אקסיומטיות אתה מראש מסתכן בכך שלא תתפוס כל מה שאתה חושב עליו כ"קבוצה" אלא רק דברים שמצייתים לאקסיומות שלך. עניין השערת הרצף מראה שהאקסיומות ה"סטנדרטיות" לא מסוגלות לתאר קבוצה מהגודל המתאים, אבל גם לא לפסול את קיומה (כלומר, אם יש יצור מהגודל המתאים, אי אפשר להגיד "הוא לא קבוצה"). הסיפור מסתבך עוד יותר כשאתה מנסה להבין איך מגדירים גודל של קבוצה אינסופית ופתאום מבין שזה לא ממש מובן מאליו - היכולת שלך להגדיר מה זה גודל חוקי בכלל תלויה באופן שבו אתה מגדיר קבוצות. לכן ייתכן שב"עולם" שאתה מתאר, פשוט אי אפשר לתת משמעות לגודל ביניים שכזה. אז לסיכום, מה שקורה הוא שזה לא "איך שבא לך" אלא "תלוי איך אתה מגדיר קבוצה, ועם ההגדרה הפשוטה הרגילה לא תקבל תשובה" 1. 1 בכפוף כמובן לתיקונים שמתמטיקאי האייל יתקנו בקרוב בהודעה שלי. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
תודה על סיכום מצב העניינים. זה כנראה מסביר את יתכנות המצב אותו תיארתי, אך עדיין לא מעניק מזור לאינטואיציה הפשטנית שלי. אבל כפי שכתבתי בתגובה קודמת, אני מודע לעליונות הפורמליזם המתמטי על האינטואיציה. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני חושב שהאינטואיציה הזו נובעת (עדיין) מתוך חוסר הבנה של מה זה בעצם אומר, שהשערת הרצף לא תלויה ב-ZFC. התחושה שלי היא שאתה "מעניק" ל-ZFC יותר כוח ממה שיש בה, ושאתה עדיין לא מוותר על הרצון לקרוא "קבוצה" לכל אוסף איברים שאתה יכול לחשוב עליו למרות שזה ממש לא מה שמדברים עליו כיום בתורת הקבוצות. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
את כל אלו אני יודע כבר שנים רבות1. אני מניח שאילו הייתי מתעסק בזה מעבר לקורס וחצי שלקחתי, הייתי מפנים. 1 מסוף שנות ה-80, עת למדתי את תורת הקבוצות מפי פרופ' אומן ומתרגלו שהגיב כאן לאחרונה. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
למיטב ידיעתי האקסיומה הראשונה כוללת בתוכה את עקרון הסיבתיות (כחלק מחוקי הפיזיקה). | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
להגיד שחוקי הפיזיקה הם אותו דבר בכל מערכות הייחוס זה לא להגיד מהם חוקי הפיזיקה, אם אני לא טועה. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
כאמור, למיטב ידיעתי סיבתיות נהנית ממעמד של אקסיומה בין חוקי הפיזיקה (או אולי הפילוסופיה של הפיזיקה). מצד שני זה גם היה המעמד של המקומיות והדטרמיניזם עד להגעת תורת הקוונטים, והן כבר לא איתנו. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
בדיוק. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
בגלל זה אני לא אוהב את הניסוח הזה, שהוא מדוייק ומעורפל כאחד. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני לא יודע לגבי יחסות כללית אבל ביחסות פרטית ההנחה שמהירות האור/מהירות מעבר המידע היא קבועה היא הנחת יסוד | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אין הגבלה פר סה בתורת היחסות על המהירות של חלקיקים, הטענה היא שמהירות האור קבועה עבור כל צופה. חלקיקים חסרי מסה, פוטונים, יכולים לנוע במהירות האור. פיסיקאים שיערו שיתכן שקיימים חלקיקים מסיביים הנעים במהירות גבוהה ממהירות האור (Tachyons) ולמדו מהם התכונות שלהם והאילוצים שחלים עליהם.למותר לציין שטכיונים מעולם לא התגלו. בסדרת מאמרים טען פיסיקאי בשם Chodos כי יתכן שסוגים מסוימים של ניטרינויים הם טכיונים (ראו (Chodos, A. (1992). "Null Experiments for Neutrino Masses". Modern Physics Letters A 7(6) | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
מה ידוע על התכונות הפיסיקליות ניטרינו-טאו ? האם יש לו מסה ? האם יש לו תכונות פיסיקליות נוספות ראויות לציון ? האם התכונות הללו בדוקות _היטב_ ? (טעות במדידת תכונות כאילו יכולה להוביל לטעויות מדידה בניסויים, כמדומני.) |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
ניטרינויים הם החלקיקים החומקניים ביותר בטבע, הם אינם טעונים חשמלית (כפי ששמם מעיד עליהם) ומגיבים רק דרך אינטראקציות חלשות, ואולי גרביטציוניות (מכאן שיתכן שיש להם מסה אבל אם כן היא קטנה ביותר, האמת היא שלא ממש יודעים). גילוי ניוטרונים היא בעיה קשה ביותר ומצריכה תנאים מיוחדים שהרי ניוטרינוים יכולים לעבור דרך כדור הארץ כמו כדור רובה דרך ערפל, בגלל הסיבות הנל הייתי מתיחס לגילוי בחשדנות מסוימת. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
שני תיקונים: 1. למרות שגודל מסת המנוחה של הנייטרינו אינו ידוע, בשנים האחרונות התגלה שהוא חיובי. 2. גם חלקיקים ללא מסת מנוחה מגיבים באופן חלש (בד"כ) לגרביטציה, בהיותם בעלי אנרגייה כלשהי. זוהי הסיבה בשלה למשל אור נמשך לכיוון גופים שמימיים לידם הוא חולף, למרות שהפוטון חסר מסת מנוחה. במקרה של חור שחור הוא אף עשוי להשאב אליו בהשפעת הגרביטציה. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אתה צודק לגמרי בנקודה השניה הניסוח שלי היה לא מדויק בעליל. לגבי הנקודה הראשונה כאשר אני למדתי את המודל הסטנדרטי ההנחה הייתה שלניוטרונים אין מסה, אני מבין שכיום ההנחה המקובלת בעקבות ניסויים שונים שנעשו ב: The Super-Kamiokande Collaboration היא שיש להם מסה (קטנה ביותר), אם יתברר שהם נעים במהירות גבוהה ממהירות האור ולכן הם טכיונים, יפתח לפיסיקאים עולם חדש ומלהיב. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
שני תיקונים (: 1. נייטרינים (ולא ניוטרונים) 2. לא היתה "הנחה" שאין להם מסה אלה הערכה שזהו המצב, כאשר היה ברור שמדובר בשאלה פתוחה. מעניין שמסתם גם מסתדרת עם היותם טכיונים... |
|
|
|
| חזרה לעמוד הראשי | המאמר המלא |
| מערכת האייל הקורא אינה אחראית לתוכן תגובות שנכתבו בידי קוראים | |
 RSS מאמרים |
כתבו למערכת |
אודות האתר |
טרם התעדכנת |
ארכיון |
חיפוש |
עזרה |
תנאי שימוש
|
© כל הזכויות שמורות |