Filozofia ştiinţei, filozofie, psihologie, sociologie şi limba română > Filozofia ştiinţei
Fotonii sunt în afara timpului. Care este semnificaţia acestui lucru?
Diamond:
Am citit acest articol, http://www.guardian.co.uk/science/life-and-physics/2011/feb/28/1. Către finalul articolului se spune:
"Pentru mine cel mai remarcabil aspect al fotonilor este acela că sunt în afara timpului. Un foton călătoreşte prin spaţiu cu viteza de 300.000 km/s. Relativitatea ne spune că atunci când viteza unui obiect se apropie de viteza luminii, trecere timpului încetineşte, până la oprire."
Iată textul original:"But to me the most remarkable thing about photons is that they don't do time. A photon is traveling through the vacuum of space at three hundred million meters a second. Relativity tells us that when an object's speed approaches the speed of light (relative to us), time dilates (slows down) for it (relative to us). For a photon moving at the speed of light, the passage of time slows to nothing. The universe is eternally frozen in mid-sentence. Nothing happening, time not passing, a bit like living in the northwest suburbs of Illinois.".
Poate fi explicat acest aspect, al opririi timpului, de către un priceput în ale fizicii pentru un simplu consumator de fizică? Cine se încumetă?
florin_try:
Intrebarea asta m-a framintat si pe mine mult. Sunt curios ce vor avea de adaugat si cei de la scientia.
Insa formularea ta: "Relativitatea ne spune că atunci când viteza unui obiect se apropie de viteza luminii, trecere timpului încetineşte, până la oprire." este confuza.
In relativitate intotdeauna trebuie sa precizezi care e sistemul de referinta la care te raportezi. Nu exista nimic absolut, ci exista diverse relatii intre diverse sisteme de referinta.
Ce inseamna ca un obiect se apropie de viteza luminii? Eu zic ca nu e posibil ca un obiect (prin obiect inteleg ceva cu masa) sa 'se apropie de viteza luminii' deoarece, fotonul va avea intotdeauna exact viteza luminii fata de orice obiect din asta. Tot ce e posibil e ca diverse obiecte cu masa sa aiba diverse viteze relative unu la celalalt (atentie, viteze relative subluminice insa).
Daca un obiect are fata de mine o viteza relativa suficient de mare, el din frame propriu percepe ca a trecut 2 secunde (sa zicem). Eu din frame-ul meu (stationar fata de o planeta sa zicem) vad exact acelasi lucru: ceasul lui a ticait exact 2 secunde. Problema e insa urmatoarea: cit timp am urmarit ca ceasul lui a ticait 2 secunde, ceasul meu a ticait 10 ore! Upssss!!!! Asadar 'o secunda de-a mea dureaza mai putin decit o secunda de-a lui'. Dar este important de precizat ca asta e din perspectiva (frame-ul) meu! De ce e important de precizat asta? Pentru ca iata ce se intimpla daca ne ducem si privim lucrurile nu din perspectiva mea ci a obiectului ala calator: In 10 minute de ale lui, el vede ceasul meu din frame-ul lui ca ticaind doar 2 secunde! Iata ca el ajunge la aceeasi similara cu mine, dar exact opusa: ca secunda lui dureaza mai putin decit a mea.
Nu vreau sa intru in paradoxul fratilor, dar te las pe tine sa sesizeri aparenta contradictie ce apare.
Daca obiectul se deplaseaza fata de mine cu viteza dubla, atunci in frame-ul meu se scurg 20 minute timpul in care el experimenteaza 2 secunde.
Daca isi mareste si mai mult viteza, atunci in frame-ul meu trece si mai mult timp cit el experimenteaza 2 secunde. Si tot asa.
Daca ar avea fata de mine o viteza f.f.f. apropiata de cea a luminii, atunci pentru mine va curge indefinit de mult timp cit la el ceasul ticaie de 2 ori.
Intrebarea care apare este: Dar daca ar fi exact viteza luminii? Extrapolind apare ca din frameul meu ceasul calatorului la viteza luminii nu mai ticaie. Dar pot face aceasta extrapolare? Intrebarea e buna caci un obiect subluminic e fundamental diferit de unul luminic (i.e. foton): cel subluminic, indiferent de ce viteza relativa are fata de alt obiect subluminic , fata de foton (si fotonul fata de el) are exact c.
====
Noi observam mionii relativisti ce cad prin atmosfera a 'experimenta'' mai putin timp (i.e. a fi 'timp-dilatati' fata de noi) deoarece nu 'au timp' sa se descompuna cit ar trebui.
Insa din perspectiva (frame-ul) mionilor timpul e OK, spatiul e problema: ei percep din frame-ul lor ca atmosfera noastra are grosime de doar citiva centimetri, si deci strabat doar citiva centimetri, si nu au cind sa se descompuna ca strabat distanta prea mica.
Vezi tu: ce e timp pentru noi, e spatiu pentru mioni.
====
Insa consecintele relativitatii spatiului si timpului sunt (in opinia mea) insuportabile filosofic.
===
EDIT: Sunt curios ce vor avea de adaugat acestui subiect interesant si cei de la scientia.
Electron:
--- Citat din: Diamond din Martie 01, 2011, 11:29:24 p.m. ---Am citit acest articol, http://www.guardian.co.uk/science/life-and-physics/2011/feb/28/1. Către finalul articolului se spune:
"Pentru mine cel mai remarcabil aspect al fotonilor este acela că sunt în afara timpului. Un foton călătoreşte prin spaţiu cu viteza de 300.000 km/s. Relativitatea ne spune că atunci când viteza unui obiect se apropie de viteza luminii, trecere timpului încetineşte, până la oprire."
--- Terminare citat ---
Riguros vorbind, fraza subliniata cu rosu este gresita. In primul si primul rand, conform TR, atunci cand viteza unui obiect se apropie de viteza luminii, trecerea timpului in sistemul de referinta solidar cu obiectul este incetinita din perspectiva sistemului de referinta din care facem observatiile (din propria perspectiva nimic nu se schimba in sistemul despre care vorbim).
In al doilea rand, daca ar atinge viteza luminii, atunci timpul s-ar opri (din perspectiva observatorului extern). Este un daca si este vorba de o limita.
Bineinteles ca tot TR demonstreaza ca nici un obiect (cu masa de repaus mai mare ca zero) nu poate ajunge la viteza luminii in vid (fata de nici un alt sistem de referinta). Ca atare, din TR rezulta ca in sistemele de referinta legate de obiecte materiale timpul nu se opreste din perspectiva nici unui alt sistem de referinta.
--- Citat ---Poate fi explicat acest aspect, al opririi timpului, de către un priceput în ale fizicii pentru un simplu consumator de fizică? Cine se încumetă?
--- Terminare citat ---
Fotonii nu sunt "obiecte" pentru ca nu au masa de repaus. Ei nu sunt obiecte care au fost accelerate pana la viteza luminii, ci sunt perturbatii ale campului electromagnetic (cuante de unda electromagnetica) care nu pot avea decat viteza luminii c (cand se propaga prin vid) fata de orice sistem de referinta ales. Conceptul de "foton in repaus" (fata de un sistem de referinta) nu este definit. Ca atare, a vorbi de "timpul oprit" al fotonilor este o aplicare in afara contextului al formulelor din TR, iar din TR nu rezulta o aberatie de genul ca pentru fotoni "timpul sta pe loc". Se poate spune ca "fotonii sunt in afara timpului" in sensul in care pentru ei nu se poate aplica ceea ce noi intuim ca "timp". Dar TR nu are cum sa "explice" sau "sa ne arate" ce se intampla in cazul fotonilor legat de "timp".
In plus, eu consider ca a pune problema "cum percepe un foton timpul?" inseamna sa iesi din cadrul stiintific si sa intrii pe taramul metafizicii sau filozofiei, unde un foton poate sa aiba "perceptii" despre care noi sa ne punem intrebari (sterile). Dar stiintific vorbind, fotonul e o cuanta de perturbatie electromangentica si nu se pune problema de "perceptie" in cazul sau.
In aceeasi ordine de idei, a incerca sa legi un sistem de referinta de un foton, consider ca inseamna a aplica fizica in afara domeniului sau de definitie. Si nu pentru ca nu s-ar putea imagina un sistem de referinta imaterial legat de un foton (eu personal nu pot, dar or fi altii cu imaginatie mau prodigioasa), ci pentru ca daca incercam sa facem transformari de coordonate intre un sistem inertial legat de un obiect cu masa de repaus diferita de zero si un sistem de coordonate legat de un foton, formulele din TR nu se pot aplica, pentru ca este un caz limita in care ar trebui sa folosim impartirea la zero, iar TR nu este o teorie care sa pretinda ca revolutioneaza matematica acceptand (sau fortand) impartirea cu zero.
As mai face observatia ca in TR timpul este definit operational, ca ceva masurabil cu "ceasornice", nu este ceva ideal despre care sa filozofam cum vrem noi. Formulele din TR dau relaitiile dintre masuratorile legate de durate, intre sisteme de referinta in miscare relativa, si fiindca vorbim de ceva operational, s-a putut verifica experimental (adica printr-o operatie fizica precisa, nu teoretic) validitatea formulelor. Dar a verifica operational cum se masoara timpul intr-un sistem de referinta teoretic (imaterial) legat de un foton e ceva ce nu se poate face tocmai pentru ca asemenea sisteme de referinta nu exista (nu putem opera fizic experimental cu idei imateriale).
Inchei prin a preciza ca nu sunt un specialist in domeniul fizicii (sunt doar pasionat de subiect) si ca nu vreau sa impun aceste consideratii ale mele ca fiind absolut adevarate, dar asta este ceea ce inteleg eu din fizica despre care discutam aici. Daca argumentele mele vi se par incomplete sau chiar incorecte, va rog sa le "demontati" asa cum merita.
e-
tavy:
Poate ar fi bine să arunci o privire și pe topicul „Ce e timpul pentru un foton?”.
florin_try:
--- Citat din: Electron din Martie 02, 2011, 11:21:33 a.m. ---In plus, eu consider ca a pune problema "cum percepe un foton timpul?" inseamna sa iesi din cadrul stiintific si sa intrii pe taramul metafizicii sau filozofiei, unde un foton poate sa aiba "perceptii" despre care noi sa ne punem intrebari (sterile). Dar stiintific vorbind, fotonul e o cuanta de perturbatie electromangentica si nu se pune problema de "perceptie" in cazul sau.
--- Terminare citat ---
Probabil cuvintul de 'perceptie' e o figura de stil. Mai degraba o reformulare a intrebarii 'ce e timpul pentru foton'. Nu cred ca e nimeni care sa creada ca fotonul 'percepe' ceva in modul literal....
Exista considerente fizice (pur stiintifice) pentru care intrebarea 'ce ar fi timpul din frame-ul unui foton' apare a fi un non-sens,fara a fi nevoie de metafizica sau nu mai stiu ce filosofii. Mie insa intrebarea imi pare justificabila - for now.
--- Citat ---Fotonii nu sunt "obiecte" pentru ca nu au masa de repaus.
--- Terminare citat ---
Ce intelegi prin "obiect"? Corpuscul cumva? Conform dualitatii unda-corpuscul si comportamentului lor in anumite experimente, fotonii pot fi si corpusculi, nu?
--- Citat ---s-a putut verifica experimental (adica printr-o operatie fizica precisa, nu teoretic) validitatea formulelor
--- Terminare citat ---
dilatarea timpului a fost verificata experimental in mod direct.
din cite stiu, contractarea spatiului nu a fost inca verificata in mod direct de nici un experiment.
--- Citat ---In aceeasi ordine de idei, a incerca sa legi un sistem de referinta de un foton, consider ca inseamna a aplica fizica in afara domeniului sau de definitie.
--- Terminare citat ---
De ce? Ce-l face asa de special? Si de ce ar fi special intr-un asemenea extent? Poti explica in 2 fraze in layman terms?
Navigare
[#] Pagina următoare
Du-te la versiunea completă