هوپا، انجمن علم ایران

سوالی مغز منو مشغول کرده که اگه دوستان کمک کنن ممنون میشم
همنطور که میدونیم ناظری که با سرعت نور حرکت میکنه زمان براش می ایسته یا میشه گفت که گذر زمان دیگه براش معنی نداره با این تفسیر برای رفتن از نقطه A به نقطه B هیچ زمانی لازم نیست و در ان واحد در دو نقطه وجود داره
سرعت نور از دید ناظر که داره حرکت میکنه چقدره؟ اگه از نقطه A به نقطه B بدون گذشت زمان ميره بايد سرعتش بينهايت باشه! اينو چطور توضيح ميديد؟

هر رابطه ای که در فیزیک وجود داره، بله هر رابطه ای، برای محدوده خاصی تعریف شده و از یه جایی به بعد پاسخگو نیست. طبق روابط نسبیت خاص هیچ جسمی به سرعت نور نمیرسه، هیچ وقت. در نتیجه صحبت از مشاهدات ناظری که با سرعت نور حرکت میکنه، ذاتا نادرست هست.
اما میتونیم فر کنیم ناظرمون با سرعت خیلی خیلی نزدیک به سرعت نور حرکت کنه و حالا سوال شما رو بپرسیم. سرعت نور از دید این ناظر چقدره؟ خب اگر فرض کنیم این ناظر لخت هست، سرعت نور از دید این ناظر c خواهد بود (اصل دوم نسبیت خاص).

اگه از نقطه A به نقطه B بدون گذشت زمان ميره بايد سرعتش بينهايت باشه!

خب این حرفتون به چند دلیل مختلف نادرست هست، ولی بجز این که نادرسته، به نظرم بیانگر یه گیر اساسی مفهومی هم هست. اولا **بدون گذشت زمان** از دید کی؟ از دید خودش؟ از دید مایی که این بیرون نگاهش میکنیم؟ اصلا بدون گذشت زمان یعنی چی؟ خب پاسخ این هستش جسمی که با سرعت نزدیک به نور حرکت میکنه از دید ما که ساکنیم، طی مدت زمان محدودی (و نه آنی) از A به B میره. مثلا نور خورشید 8 دقیقه طول میکشه به زمین برسه. خب پس اتساع زمان چی میشه؟ قضیه اینجاست که از دید ناظری که با این سرعت بالا حرکت میکنه، فاصله بین نقطه A تا B در اثر پدیده ای به اسم انقباض طول لورنتس خیلی خیلی خیلی کم میشه، به شکلی که این جسم مشاهده میکنه نقطه B جلوی پاش هست و با سرعت خیلی بالا بهش نزدیک میشه. عجیب نیست که رسیدن B به این ناظر، از دید این ناظر آنی باشه. (این ناظر از دید خودش ساکن هست، و نقطه B چیزیه که داره به سمتش میاد. برخلاف ما که فکر میکنیم B ساکنه و این ناظر هستش که میره سمت B). پس هیچ نیازی به سرعت بینهایت نیست.

ممنون از توضیحات شما چند تا سوال دارم از دید خود فوتون زمان معنی داره یعنی فوتون از نقطه A به B میره رمان رو حس میکنه یا چون سرعتش نور هست زمان واسش معنی نداره؟ میدونم هیچ جرمی به سرعت نورنمیرسه ولی فوتون چون جرم ساکنش صفر هست میتونه به سرعت نور برسه و در سرعت نور زمان به صفر میرسه با توجه به این نکته نور هیچ وقت از بین نمیره یا تا ابد به حرکتش ادامه میده چون اصلا نمید‌نه زمان چیه؟

ببینید این که "زمانش صفر" میشه جمله خیلی خوبی نیست. توی نسبیت خاص ما همیشه بین دو چارچوب کار میکنیم؛ دوتا ناظر رو باهم مقایسه میکنیم. کمتر پیش میاد در مورد یه ناظر حرف بزنیم. کسی که روی فوتون نشسته، اگه به ساعتش نگاه کنه میبینه ساعتش خیلی معمولی داره تیک تاک میکنه، نه سریع تر شده و نه کندتر. چون اصلا این بابا متوجه حرکتش نیست، این ناظر همیشه خودش رو ساکن در نظر میگیره و میبینه که این دنیاست که با سرعت نزدیک به نور داره به سمتش حرکت میکنه و یا ازش دور میشه. اما اگه یه ناظر دیگه (فرضا ساکن) داشته باشیم که بخواد ساعت خودش رو با ساعت روی فوتون مقایسه کنه، میبینیم که یک اپسیلون ثانیه از ساعت ناظری که روی فوتونه، معادل ده ها قرن ساعت ناظر ساکن میشه. و برعکسشم صادقه؛ یک اپسیلون ثانیه از ناظری که ساکنه، میشه ده ها قرن برای ناظری که روی فوتون نشسته. پیشنهاد میکنم آزمایش ذهنی اتساع زمان رو یه نگاه بندازید؛ چون اصل مفهوم چیزی که دارید ازش سوال میکنید، بر میگرده به اونجا.
البته باز من ترجیح میدم که فرض کنم سرعت اون ناظر خیلی خیلی نزدیک به c هست ولی خود خود c نیست. چون تو خود c ناپیوستگی داریم و معادلات جواب مشخصی نمیدن. با یه مشت کسر تعریف نشده باید سر و کله بزنیم.

خوب بیشتر هدف من فهمیدن اتفاقات تو همون سرعت c هستش نزدیک به سرعت نور رو میشه فهمید ولی مشکل خود سرعت نور هستش که عملا زمان رو بی معنی میکنه من فکر میکنم ناظر روی فوتون دیگه ساعتی نداره و اصلا نمیدونه زمان چی هستش ایا این ممکنه؟ و چه اتفاقی واسه نور میفته نوری که تو خلع حرکت میکنه هیچوقت از بین میره؟ اگه زمان برای نور معنی نداشته باشه باید تا ابد به راهش ادامه بده درسته؟

نه ممکن نیست. خیلی خوشبینانه، همون چیزایی که برای سرعت خیلی نزدیک به نور گفتم برای نور صادقه.
اگر میگید یک نور داخل خلأ هیچوقت از بین نمیره، منم میگم یک الکترون هم توی خلأ هیچوقت از بین نمیره، هرچند با سرعت نور حرکت نمیکنه.
اینکه نور باید تا ابد به راهش ادامه بده هیچ ربطی به اتساع زمان و این حرفا نداره. پایستگی انرژی اینطور میطلبه.

خوب فرق فوتون با باقی چیزایی که تو خلع کهکشانها حرکت می کنن اینه که سرعت فوتون هیچوقت تغییر نمیکنه حتی اگه وارد جسم شفافی بشه موقع خروج باز برمیگرده به سرعت اولش

اگه زمان برای فوتون معنی داشته باشه ایا احتیاج به انرژی برای رسیدن دوباره به سرعت نور نداره؟الکترون سرعتش میشه کم و زیاد بشه و خوبخود شتاب نمیگیره ولی فوتون اینجوری نیستش؟
(میبخشی من سعی میکنم با سوالات بیشتر رابطه زمان و سرعت نور رو بفهمم )

خب قانون لختی نیوتون هم دقیقا میگه اگه یک الکترون یا هرجسمی در خلاء با سرعت v حرکت کنه؛ تا ابد با همون سرعت به حرکتش ادامه میده مگر با چیزی برهمکنش داشته باشه.

نه نداره. با بیان کلاسیکی، سرعت فوتون داخل ماده، همچنان c هستش. ولی اتفاقاتی مثل برهمنهی، تاخیر توی بازتابش و ... رخ میده که باعث میشه فکر کنیم سرعت نور داخل ماده شده c/n. مثلا گفته میشه که نور با سرعت c حرکت میکنه، ولی توسط اتم های ماده جذب میشه و بازتاب میشه و همین فرایند جذب و بازتاب باعث میشه که تصور کنیم سرعت فوتون کم شده داخل ماده. به محض این که نور پاشو بیرون میزاره از داخل ماده، دیگه این اتفاقات براش نمیوفته و همون c میبینیم. توی این زمینه اینجا تاپیک زیاد زده شده. ساختار تالار هارو بهم زدن؛ نمیدونم کجا در این مورد صحبت کردم. اما گیرش بیارید مفصل در موردش صحبت کردم.

ممنون خیلی چیزا یاد گرفتم فقط یچیزی مونده زمان برای ناظری که روی فوتون هستش چطوری میگزره مثلا مسیر ۱۰۰ ساله از دید ناظر زمینی واسه ناظر روی فوتون چقدر طول میکشه؟

بالاتر گفتم؛ فاصله بین A تا B از دید ناظر روی فوتون به شدت در اثر پدیده ای به نام انقباض لورنتس کوتاه میشه (در مورد فوتون این فاصله به صفر میرسه) و عملا ناظر روی فوتون میبینه که آنی از A به B رسیده.

طبق اخرین کامنت شما من نتیجه میگیرم که برای فوتون نقطه B همون نقطه Aهستش چون فاصلش صفر میشه و اصلا برای ناظر روی فوتون فاصله معنی نداره همه چی توی همون نقطه A هستش درسته؟ یا باید بگیم ناظر روی فوتون فاصله رو میبینه ولی زمانی واسش نمیگزره ؟ یا اصلا زمان و مکان واسه ناظر روی فوتون معنی نداره
کدوم نظریه درسته؟

برای ناظر روی فوتون فاصله معنی نداره همه چی توی همون نقطه A هستش درسته؟

بله؛ فواصلی که ما بین دو نقطه ساکن نسبت به خودمون اندازه میگیریم، برای فوتون معنایی نداره و صفر هستش. اما اگر فوتون در محیط فرضی ای حرکت کنه، که همون محیط خودش با سرعت نور در حرکت باشه؛ اون موقع ناظر روی فوتون فواصل موجود درون محیط رو معمولی مشاهده میکنه؛ چون هرچی نباشه اون محیط خاص، نسبت به فوتون ساکن هستش.

یا باید بگیم ناظر روی فوتون فاصله رو میبینه ولی زمانی واسش نمیگزره ؟

ناظری که همراه با فوتون هست، متوجه کند شدن یا سریع شدن زمان نیست. چون اصلا متوجه حرکتش نیست؛ بالاتر هم گفتم.

ناظري كه روي فوتون قرار داره ايا گذشت زمان رو حس ميكنه ؟(شما گفتي كند شدن و سريع شدن رو نميفهمه) چون اين ناظر حركتي رو نميتونه حس كنه ايا ميشه گفت فضا براش معني نداره ؟(چون نقطه AوB براش يكيه )

ببینید سرعت نسبی هست. درک همین نکته کلیدی میتونه به تمام سوالات شما پاسخ بده. هرچند این مسئله بدیهیه، یکم غیرشهودی به نظر میرسه. درکش هم مطالعه جدی نسبیت رو میطلبه و معمولا سریع حاصل نمیشه. این که ما میگیم سرعت فلان چیز فلانه، در واقع داریم سرعت دوتا جسم رو مقایسه میکنیم باهم. هر ناظری، فارغ از سرعتی که نسبت به یه ناظر دیگه داره، خودش رو ساکن در نظر میگیره. برای همین فواصل، زمان و ... برای هر ناظر لختی کاملا معمولی به نظر میرسه، نه حس میکنه چیزی کند شده، نه حس میکنه که فواصل کوتاه تر از حد معمولن، هیچی، هیچی. حتی مثال زدم، گفتم اگر محیطی هم جهت با سرعت فوتون حرکت کنه، اونوقت فوتون اندازه فواصل داخل اون محیط رو بدون انقباض میبینه ولی ما که داریم به فوتون نگاه میکنیم و سوارش نیستیم، اون محیط رو منقبض میبینیم.

بیگ بنگ: آیا به این فکر کرده اید که تجربه نور دربارۀ گذر زمان چیست؟ آیا فوتون ها گذر زمان را حس می کنند؟ باید گفت که فوتون ها زمان را تجربه نمیکنند ، از نظر فوتون چیزی به عنوان زمان وجود ندارد.
https://bigbangpage.com/science-content ... %AF%D8%9F/

اینو تو سرچ گوگل پیدا کردم دقیقا حرف منو میزنه برای فوتون زمان و مکان معنی نداره هر چقدر به سمت سرعت نور بریم زمان و مکان به بسمت صفر میرن