La "realidad" de la contracción de longitud en el SR

Question

Yo estaba en discusión con alguien que dice que la contracción de longitud no es "real", sino sólo "aparente", que la medición de una barra sólida en su marco de referencia es la "real" longitud de la varilla y todas las demás medidas son de alguna manera simplemente "artificial" y "aparente". Me pareció una mala conversación acerca de los mal definidos palabras y en realidad no es relevante a la física, pero, a continuación, algunas citas:

...de modo que la parte de atrás aparece más cerca de la parte delantera. Pero, por supuesto, nada ha pasado a la varilla de sí mismo.

(Rindler)

Los efectos son evidentes (es decir, causado por el movimiento) en el mismo sentido que la cantidad adecuada no han cambiado.

(Resnick Y Halliday)

Al mismo tiempo, el IEP entrada del SR insiste en que la duración de la contracción y la dilatación del tiempo son "reales", con consecuencias observables:

El tiempo y el espacio de dilatación se refiere a menudo como la perspectiva de los efectos " en los debates de STR. Los objetos y los procesos que se dice que 'look' más corto o más largo cuando se ve en un sistema inercial en lugar que en otro. Es común considerar a este efecto como puramente "convencional", que simplemente refleja un convencionales elección del marco de referencia. Pero esto es algo engañoso, porque el tiempo y el espacio de dilatación son efectos físicos muy reales, y conducen a tipos completamente diferentes de la física de las predicciones de la física clásica.

[...] Sin embargo, esto no significa que el tiempo y el espacio de dilatación no son reales efectos. Los que se muestran en otras situaciones donde no hay ninguna ambigüedad. Un ejemplo es el de los gemelos' paradoja de que, cuando proceda, el tiempo se ralentiza de una manera absoluta para un movimiento doble. Y no son igualmente reales efectos físicos resultantes de espacio de dilatación. Es sólo que a estos efectos no pueden ser utilizados para determinar la absoluta marco de descanso.

Pasé por un montón de Einstein, Lorentz Minkowski y material original, y no encontramos nada acerca de lo que es "real" y lo que no lo es. Por último, sé acerca de muones, donde los efectos de la SR parecen ser muy reales (de Wikipedia, pero yo lo había visto en una clase de física antes):

Cuando un rayo cósmico de protones impactos de los núcleos atómicos en la parte superior de la atmósfera, pions se crean. Estos descomposición dentro de una distancia relativamente corta (metros) en los muones (la de su preferencia descomposición del producto), y neutrinos muón. Los muones de estos rayos cósmicos de alta energía generalmente siguen la misma dirección que el original de protones a una velocidad cercana a la velocidad de la luz. A pesar de toda su vida sin efectos relativistas permitiría una media de supervivencia de distancia de sólo alrededor de 456 m (2,197 µs×ln(2) × 0,9997×c) en la mayoría de los (visto desde la Tierra) el efecto de la dilatación del tiempo de la relatividad especial (desde el punto de vista de la Tierra) permite que los rayos cósmicos secundarios muones para sobrevivir el vuelo a la superficie de la Tierra, ya que en la Tierra de marco, los muones tienen una larga vida media debido a su velocidad. Desde el punto de vista (sistema inercial) de la muon, por otro lado, es la contracción de longitud efecto de la relatividad especial que permite la penetración, ya que en el muon marco, su vida se ve afectada, pero la contracción de longitud causas distancias a través de la atmósfera y de la Tierra a ser mucho más cortas que las distancias en el resto de la Tierra-marco. Ambos efectos son igualmente válidas las formas de explicar el rápido muon inusual de la supervivencia a través de distancias.

Por lo cual es cual? ¿Por qué Rindler, Resnick Y Halliday usar la palabra "aparente"?

Answer 1

Las leyes de la física tienen la misma forma para todos, pero hay diversas medidas que son igual de "real"?

Correcto. Habiendo dicho eso, es a menudo sensible para diferenciar entre 'aparente' y 'correcto' (o 'intrínseco') los valores, el último que normalmente se mide en el marco del resto del objeto en cuestión y dar un superior o el límite inferior de un observable que varía continuamente de fotograma a fotograma.

Sin embargo, esto no implica que la 'aparente' los valores son menos reales: Por ejemplo, podría decirse que todos los objetos masivos tienen cero adecuada (3-)el impulso, pero si usted es golpeado por un tren, su aparente impulso que se siente muy real para ti ;)

También, los valores adecuados, no siempre tiene que existir, en particular en el caso de la luz. Por ejemplo, no hay manera de decidir sobre la base física que la longitud de onda debe ser considerada como la intrínseco de un fotón: El momento de la emisión, o el Doppler desplazado a uno en el momento de la absorción? El proceso es simétrica y como no hay ningún resto de marco para la luz como partículas, básicamente, todo el continuo de longitudes de onda es igual de (im)propio.

Answer 2

En la relatividad especial, es crucial distinguir entre la estructura independiente (correcto) las cantidades y dependen de la trama (coordenadas) las cantidades.

La adecuada longitud de una varilla es de fotogramas independientes, mientras que la coordenada de longitud de una varilla es dependen de la trama.

En un marco en el que la varilla está en reposo, la longitud adecuada y coordenadas de longitud son iguales.

En un relativamente bastidor móvil, la coordenada de longitud de la varilla es más pequeño que la longitud adecuada. Este fenómeno es la contracción de longitud y es real - la de coordinar la longitud de una varilla es más grande (e igual a la longitud adecuada) en el marco del resto de los objetos.

Suponiendo movimiento uniforme, la contracción de longitud es simétrica. Dos barras idénticas en movimiento relativo tener la misma longitud adecuada pero, en el marco del resto de cada varilla, la coordenada de longitud de la otra barra es menor que el resto de longitud.

Como con preguntas similares acerca de (simétrica) de la dilatación del tiempo, la pregunta de "que la varilla es realmente contratado" implica una concepción errónea de la naturaleza de la contracción de longitud.

Como muchos relativista resultados, contracción de longitud puede ser comprendido en el contexto de la relatividad de la simultaneidad (que es la continuación de la invariabilidad de las dos vías de la velocidad de la luz y el Einstein de la sincronía de la convención).

Desde el marco del resto de la barra, y un relativamente bastidor móvil es la medición de la ubicación de los dos extremos de la varilla en diferentes momentos , mientras que, de acuerdo a un número relativamente bastidor móvil, las mediciones se realizan al mismo tiempo, lo que explica la diferencia entre la medida de coordenadas de longitud y la longitud adecuada.

Actualización: En los comentarios, Frank cuestiona la idoneidad de mi describiendo longitud adecuada como marco independiente que Frank toma como invariantes.

Mientras que todavía tengo que asimilar precisamente lo que Frank objetos, yo deseo que se me cita de Leonard Susskind la conferencia de notas que se encuentran aquí:

Vamos a mostrar que sólo la longitud adecuada de un objeto, que puede ser definida como la longitud, medida por un observador en reposo con respecto para el objeto, es invariante, y la coordenada de longitud, medida por los observadores en movimiento relativo a la varilla, no es la misma para todos.

Answer 3

Un observador no puede cambiar el universo entero sólo por la aceleración de su nave espacial. Esta es la razón por la "aparente" que significa "real para el observador". El espacio-tiempo es relativo, y la relación espacio-tiempo diagrama de un observador está cambiando.

En resumen: El único absoluto, no dilatada valor de tiempo es el tiempo apropiado de un objeto. En el tiempo apropiado, se dilata por la dilatación del tiempo para los observadores que se mueven a una velocidad relativa v. La observada el tiempo es relativo y varía de un observador a otro. Contracción de longitud no es mayor ni menor que un efecto secundario de la dilatación del tiempo que es debido al hecho de que la velocidad relativa entre el objeto observado y el observador es el mismo.

Un ejemplo se muestra el mecanismo entre la dilatación del tiempo y contracción de longitud:

Un astronauta (o un muón) está viajando cerca de la velocidad de la luz a una velocidad de 0,8 c (es decir, la velocidad relativa de la Tierra - nave espacial), a un exoplaneta a una distancia de 100 años luz. De acuerdo a la Tierra de marco, a esta velocidad el viaje le llevará de 125 años. Debido a los efectos de la dilatación del tiempo a su debido tiempo será sólo

125 x 0,6 = 75 años.

Como la velocidad relativa de la Tierra con respecto a la nave espacial es la misma que la velocidad relativa de la nave con respecto a la Tierra (es decir, 0,8 c), la distancia es contratado desde el punto de vista de la nave

75 x 0,8 = 60 años luz.

Como resultado, el astronauta no viajar 100 años luz en 75 años de su vida (que habría de conducir a la velocidad superluminal), pero sólo

100 x 0,6 = 60 años luz.

Por el camino, 0,6 se llama la recíproca factor de Lorentz, que depende de la velocidad relativa v.

Answer 4

Después de revisar varias fuentes, incluyendo la de Einstein, en este enlace, o en este enlace, parece que la longitud de un observador mide por una varilla en un marco de referencia donde la varilla se encuentra en reposo es "real" (que plazo, aunque parece ser por lo general se evita por los físicos), pero igualmente "real" es el contrato, la duración de la misma vara de medir en otro marco de referencia en la traducción uniforme w.r.t. a la primera. "Real" probablemente debería ser reemplazado por "tener efectos medibles". Un fenómeno relacionado, la dilatación del tiempo, tiene efectos mensurables como se explica aquí y aquí. Los resultados de las mediciones de los muones, en particular, son la evidencia de que ambos puntos de vista (el punto de vista de un observador en movimiento con los muones, y un observador en la Tierra) son igualmente "real".

Nota: mientras estaba revisando diversas referencias, me di cuenta de que la terminología utilizada en la SR a veces varía entre los autores. Los siguientes podrían ser útiles aclaraciones:

• marco de referencia (de un objeto o de un observador): el conjunto de todos los puntos que tienen el mismo estado de movimiento desde el punto de vista del objeto o del observador.
• resto marco de referencia (de un objeto o de un observador): el conjunto de todos los puntos donde el objeto o el observador que está parado.
• sistema de coordenadas: un sistema de coordenadas (t,x,y,z) (SR) en un determinado marco de referencia. A veces el "marco de referencia" y "sistema de coordenadas" no se distinguen, o utiliza bastante indistintamente por algunos físicos.
• invariantes (por SR): una medición cuyo valor es el mismo cuando se mide directamente por todos los observadores. $c$, la velocidad de la luz, es un invariante.
• adecuada longitud: la longitud de un objeto se mide en su marco de referencia (a menudo llamado $L_0$). Para los observadores en movimiento uniforme (velocidad constante) w.r.t. el objeto de la medida de la longitud de la es $L = L_0/\gamma$ donde $\gamma=1/\sqrt{1-v^2/c^2}$.
• distancia adecuada o adecuada intervalo, o invariante en el intervalo de: $d\sigma = \sqrt{dx_\mu dx^\mu}$. $d\sigma$ es un invariante w.r.t. la transformación de Lorentz, pero $L_0$ no lo es.
• de nuevo, varios autores se puede definir la "correcta" de longitud/distancia de diferentes maneras. Yo sugeriría que lo mejor es utilizar de una manera más precisa, el lenguaje matemático ($L_0, d\sigma$), ya que no hay acuerdo entre los autores acerca de las personas, y su comportamiento. En caso de duda, solicitar una definición clara.

Answer 5

Debido a la estructura de la realidad, mientras que dentro de él, que no puede distinguir entre el reposo absoluto y movimiento uniforme, no puedes distinguir entre la longitud absoluta y aparente de la longitud. Debido a estos absolutos no ser detectables, la estructura absoluta de la realidad en sí también se vuelve indetectable.

Siendo éste el caso, muchos de folk a la conclusión de que los absolutos no existen. Sin embargo, si la realidad sólo existe relativistically, entonces esto también significa que la realidad no tiene absoluto estructurales de la fundación. Pero la promoción de la idea de que la realidad absolutamente no existe, es algo preocupante.

Sin embargo, es en serio señaló que si de examinar plenamente el concepto de la absoluta de movimiento, de un objeto de longitud absoluta, que se lleva a cabo dentro de una absoluta 4 dimensiones Espacio-Tiempo de medio ambiente, el resultado final de esta exploración es una completa exposición y la comprensión de la Relatividad Especial, junto con una totalmente independiente de la derivación de todos sus ecuaciones. Esto es lo que se logra si la realidad es explorado de la tierra para arriba. Ver http://goo.gl/fz4R0I si está interesado ( 1h 39min ).

Mientras tanto, la Relatividad Especial es la mayoría de las veces no se entiende completamente por aquellos que intento ver desde arriba a tierra en lugar de partir de cero.

Es decir, si usted examina la Relatividad Especial, comenzando con el examen de tales cosas como la velocidad de la luz o de la velocidad de las ondas electromagnéticas, la comprensión de la Relatividad Especial de einstein es más a menudo limitada. Esto es debido a que después de haber comenzado con uno o más de los extraños en contra de la intuición de los resultados de la Relatividad Especial en sí mismo. Por lo tanto, en este caso, uno se limita a ser dentro de la Relatividad Especial, en lugar de haber salido de ella y por lo tanto en vez de haber procedido a abarcar completamente.

En su lugar, usted puede simplemente exponer la teoría Especial de la Relatividad en el trabajo, y eso es todo.