В связи со вчерашней посадкой ровера Perseverance на Марс. Хотите почувствовать себя обладателем тайного знания, недоступного простым смертным? Сейчас устроим.
Рецепт простой: берём специальную теорию относительности (СТО), которая описывает механику и кинематику движения при около-световых скоростях и обнаруживаем, что в ней скорость света является инвариантом при переходе от одной инерциальной системы отсчёта к другой. Что это значит? Это значит, что в любой инерциальной системе (то есть такой, которая движется не под ускорением) скорость света одинакова во всех любых других инерциальных системах, даже если они куда-то движутся относительной нашей. И даже не важно с какой скоростью и в какую сторону.
Из этого, кстати, следует один прикольный мозго-выносящий вывод, который мельком упоминается в учебниках и тут же забывается навсегда — в инерциальной системе сумма любых досветовых скоростей не может превысить световую. Ибо так завещал великий Хендрик Лоренц, который понатыкал своих коэффициентов в преобразования имени самого себя.
Но мы отвлеклись. Что с ровером? С ним-то всё в порядке, а вот многочисленные восторженные стримы, статьи, заметки и подкасты как с цепи сорвались — мол, сейчас сигнал с Марса идёт до Земли 11 с половиной минут, поэтому мы не можем следить за посадкой и управлять ею в режиме реального времени, поэтому там рулит посадкой автоматика с машинным обучением, и вот когда к нам придёт сигнал об успехе, то это значит, что ровер уже сел 11 с половиной минут назад. Ну и всё в таком духе.
И, чёрт побери, даже, на первый взгляд, технически грамотные люди, вроде бы не первый год разбирающиеся в тематике космоса, астрономии, небесной механике и всём прочем, радостно несут эту чушь мощными потоками. Так вот, ответственно заявляю, эта чушь — чушь!
Нет никакой «задержки на 11 с половиной минут»! То есть да — сигнал с Марса сейчас идёт именно столько времени, если измерять это время в такой системе, где Земля и Марс более-менее спокойны. Но это не «задержка» относительно того времени события, о котором мы знаем, что оно наступило по нашим часам, то есть сигнал о котором вышел с Марса в нашу сторону. Почему? Потому, что в СТО «одновременность» точно так же относительна, как и скорость и точно так же не может превысить скорость света в инерциальной системе!
Если, например, на Землю пришёл сигнал с Марса о посадке ровера ровно в тот момент, как на Земле кто-то чихнул, то эти два события — посадка ровера и чих — произошли одновременно! А вовсе не с разницей в 11 с половиной минут! Это потому, что сама «одновременность» летела на Землю вместе с сигналом, распространяясь волнами от эпицентра самого события одновременности.
Заглянем на минутку к астрономам. Там ведь об астрономических событиях вроде взрыва сверхновых или образования чего-нибудь заметного не говорят, что это произошло столько-то миллионов или миллиардов лет назад — нет, там считается что это происходит «прямо сейчас», вот как наблюдаем, так и происходит. Естественно, отдавая себе отчёт в расстоянии, которое понадобилось преодолеть свету, чтобы мы могли это наблюдать.
Но позвольте, если бы на Земле существовал супер-пупер телескоп, в который бы было оптически видно посадку Perseverance, то сигнал с MRO об успешной посадке пришёл бы на Землю сразу после того, как мы в этот телескоп смогли бы увидеть саму посадку. Сразу после, а не через 11 с половиной минут! Потому, что и оптическому сигналу понадобились бы те же самые 11 с половиной минут, чтобы долететь с Марса до Земли. Тот факт, что это событие было запланировано, ничего не меняет в том, что фронт «одновременности» не мгновенный, а точно так же «летит» со скоростью света, как и радио- и оптические сигналы.
Это такой себе mind trick, вызванный тем, что люди привыкли считать свою инерциальную систему отсчёта какой-то более особенной, чем бесконечное множество других, а также тем, что расстояния таких порядков, как сотни миллионов километров тяжело воспринимаются сознанием, привыкшим оперировать более бытовыми величинами. Что-то вроде «северно-полушарного шовинизма», когда мы подсознательно удивляемся, как это в январе в Австралии лето, или воспринимаем карту мира с югом вверху как нечто неестественное.
И, разумеется, всё это не более чем попытка праздно доколупаться, о чём и заголовок статьи. Счастья вам.
Zenitchik
Это у астрономов специфика такая. Мы изучаем не то, что есть, а то, что наблюдается. Поэтому формулировки другие.
Никакого "фронта одновременности" нет. Относительность одновременности касается только наблюдателей, движущихся с разными скоростями. Что в СО одного наблюдателя одновременно — в СО другого может быть не одновременно. И совсем не из-за задержки сигнала.
Простите, Вы точно д.т.н.? После такого опуса как-то сомнительно.
DreamingKitten Автор
Так я и не утверждаю, что это из-за задержки.
Да ладно. У третьего наблюдателя на полпути от Марса к Земле посадка и её регистрация на Земле тоже будут не одновременны (по его часам) но при этом его система отчёта вообще может быть неподвижна (в смысле нерелятивистских скоростей) относительно как Земли так и Марса. Как тогда быть?Что, ad hominem чешется? :) Точно-точно. Просто не в области астрономии, а в совсем другой. Так что мне простительно заблуждаться в этой отрасли знаний.
Zenitchik
Разумеется не одновременны. Но в данном случае — из-за задержки сигнала, а не из-за относительности одновременности.
Вы путаете аргумент и вывод. Если бы из сомнений в Вашей квалификации я бы делал выводы о несостоятельности Ваших слов — это было бы ad hominem.
В данном же случае — всё ровно наоборот: Ваши утверждения являются предпосылкой к сомнениям в Вашей квалификации.
Основные формулы СТО проходят в школе, а потом ещё раз на втором курсе. Их каждый инженер должен знать, не говоря уж о людях со степенями технических наук.
Но не простительно писать о том, в чём можешь заблуждаться. Никому и никогда не простительно.
DreamingKitten Автор
Ну вот они не движутся с разными скоростями, во всяком случае, с настолько разными, чтобы это ушло в область релиятивистских поправок. Тем не менее, одновременность во всёх трёх точках оказалась разной. Что-то здесь не так.
Zenitchik
То, что в системе координат этих трёх объектов эти события и не должны быть одновременными.
DreamingKitten Автор
Да, но ведь не потому, что у них скорость разная, ведь так? А потому, что они отстоят друг от друга на такие расстояния, когда задержка из-за скорости света уже заметна, так сказать, невооружённым глазом.
Что же это тогда, если не фронт одновременности, который вы отрицаете?
lazer1064
все просто же. Если вы не можете управлять дроном на Марсе из-за задержки сигнала — это не фронт одновременности, а задержка сигнала. Могли бы управлять — это был бы фронт одновременности или еще какая НЁХ. Поскольку мы именно что НЕ МОЖЕМ УПРАВЛЯТЬ дроном — это задержка сигнала, и ничто другое.
DreamingKitten Автор
Опять про управление :( Да сколько ж можно… Ещё раз повторяю — идея статьи не в отрицании СТО или каких-либо физических законов. Я не предлагаю никакой магии, позволившей бы рулить дроном в реалтайме. Нет. Смысл в том, как правильно понимать и описывать одно и то же, по сути, физическое явление этой самой «задержки».
Erop22
Это тот случай, когда хотелось выпендриться в ТО, а получился пук в воду.
Автору: Землю вы тоже плоскую наблюдаете? Безотносительно теории относительности…
DreamingKitten Автор
Вы ошибаетесь, у меня нет необходимости «выпендриться».
Я лишь хотел обратить внимание на то, как одно и тоже физическое явление трактуется и понимается совершенно по разному в зависимости от отрасли науки, вполне себе смежной.
Erop22
Спасибо, что не обиделись на мои слова (прочитал, как-то грубовато получилось, извините).
То, что вы понимаете одновременность каким-то своим странным способом — это замечательно. Не замечательно то, что вы вроде как технарь и может быть даже преподаватель.
Вот сижу я спокойно в Афинах, пью вино, смотрю развлекательные передачи… Вот прибегает Фидиппид, и говорит, что наши победили под Марафоном. Я узнал об этом сейчас (информация дошла до меня только в этот момент), но значит ли это, что наши (в смысле греки) наваляли персам только сейчас? Или они наваляли им ещё вчера?
Особенно интересен этот вопрос (для инженеров) в констексте «ранней документалистики» от Геродота. Фидиппида послали в Афины за подкреплением, но бежал он туда цельных два дня… Он прибежал, а битву уже выиграли.
Ровно та же история и с ровером на Марсе. Мы фактически можем получить только информацию из прошлого Марса, но не из его настоящего. И нет тут никакой одновременности (и какого-то фронта). Это не чушь, это фактическое положение вещей. Странно, что вы это понимаете как-то иначе…
DreamingKitten Автор
Окей, вот вам гипотетический эксперимент. В некой обсерватории сидят два наблюдателя и смотрят в два разных телескопа. Один наблюдатель в один телескоп смотрит на соседнюю галактику, другой в другой — за ровером на Марсе. Узрев нечто каждый в своём телескопе, они оба одновременно восклицают — «Ура! Взорвалась сверхновая!» кричит один и «Ура! Ровер сел!» кричит другой. Кричат они одновременно по часам обсерватории.
Внимание вопрос — почему один утверждает, что сверхновая взорвалась сейчас, а другой — что ровер сел 11 с половиной (или любое другое время) минут назад?
Erop22
ну право…
это физическое понятие или где? Давайте, как подобает неглупым людям, определимся с понятиями…если для вас «одновременно» значит «тогда, когда я об этом узнал», окей. Мы нашли проблему, фиксить вы её, очевидно, не хотите, можно расходиться…
а про двух астрономов… Одновременно произошли два факта регистрации неких событий, но не сами эти события. Той сверхновой уже может и не быть (а сигнал от неё может регистрироваться ещё [бес]конечно долго)…
DreamingKitten Автор
И вы, кстати, не ответили на вопрос…
Erop22
Ваш вопрос довольно нелепый, но если вы настаиваете…
Потому что первый выражается некорректно (с научной/технической точки зрения).
DreamingKitten Автор
Я читал вики и не нашёл там ничего, в принципе противоречащего моим выкладкам. Просто там это как-то более формально изложено.
Вот так вот взяли и на раз-два загнобили целую науку.А, может, всё-таки наоборот? Первый выражается более корректно потому, что не обладает априорной информацией о том, когда точно сверхновая взорвалась по её локальной системе отсчёта и не может точно предсказать момент появления сигнала об этом у себя в обсерватории?
Erop22
Я не «гнобил науку», я лишь указал на то, что гомосапиенсам не свойственно выражаться технически точно. Наоборот не может. И это станет понятно в тот момент, когда вы захотите пустить условную торпеду с Земли в Марс. Если вы учтёте только кривизну траекторий, но не учтёте релятивистского эффекта (для вас же Марс находится там, где вы его наблюдаете, хотя там он был 11 минут назад), вас ждёт неудача (а марсиан — радость, что не все земляне шарят в ТО).
DreamingKitten Автор
Примерно половина из отписавшихся тут вообще не поняла, о чём статья, и половина из этой половины уверена, что я либо отрицаю ТО, либо критикую конструкцию КК либо ещё какой-то бред. Жаль, что мне не удалось достаточно понятно и подробно разжевать смысл моих претензий. Слишком понадеялся на то, что у читателей будет чересчур много свободного времени и желания разбираться.
В общем, мне никто не помешает спроектировать торпеду с учётом всех нужных эффектов, в т.ч. релятивистских. К тому, как трактовать одновременность, это имеет весьма слабое отношение.
Erop22
а вы не подумали в ту сторону, что если большинство (не самых глупых людей, все же хабр, хотя и не торт) понимает некоторое понятие одним образом, а вы его трактуете иначе — «проблема» на вашей стороне?
Впрочем, пусть лучше все мы ошибаемся, а вы — гениальный и и (пока) не признанный революционер от релятивизма. Буду рад признать свою неправоту, когда вам будут вручать нобелевку… Ну или когда вы действительно спроектируете (в своих понятиях) свою правильную «торпеду», с конусом и одновременностью!
DreamingKitten Автор
Нет, не подумал. Количество сторонников той или иной идеи для меня никогда не была критерием её правильности. Иначе количество верующих в бога на нашей планете было бы серьёзным аргументом в пользу веры в сверхъестественное.
Более половины тут отписавшихся, к сожалению, даже не попытались понять, о чём я веду речь. Вина за это, конечно, лежит в большей степени на мне. Даже вам, похоже, кажется, что я оспариваю какие-то положения ТО, тогда как на самом деле то, что я утверждаю, как раз непосредственно из СТО и следует.
Только один человек — mwizard — полностью и корректно понял мою мысль, но также и всего один человек — Elrond16 — смог максимально корректно и строго изложить аргументы против неё, на которые, скорее всего, я возражений не найду. Остальные сюда зашли, что называется, жопой вперёд. А вы тут про большинство рассуждаете, ага.
Erop22
Я «рассуждаю» не столько про большинство (тоже не считаю «его» мерилом мудрости), сколько про понятия. Хорошее правило — определять понятия. Мы не можем определить вообще все понятия, но ключевые — стоит. Другое хорошее правило — корректно поименовывать материалы. Если бы вы озаглавили свою статью как «Недовольное бурчание о неправильном понимании одновременности» — я бы даже открывать её не стал. Но вы назвали статью так, как назвали — «Недовольное бурчание о «задержке» сигналов с Марса». Сигнал с Марса не «задерживается», а задерживается. И ему глубоко, извините, пофиг и ваше бурчание, и мнение большинства. Просто физика, ничего личного…
DreamingKitten Автор
Заголовок на IT/науч-поп ресурсе должен чуточку, самую малость хайповать. Всё-таки Хабр это не справочник по математике. Ну а насчёт задержки, так я как раз и объясняю, почему она имеет умозрительную природу, так что кавычки вполне уместны.
Erop22
Ну если вы считаете, что каждый инженер должен быть и немного дурачком, то да, без хайпа никуда.
Очередной риторический вопрос. А почему вы не пишете вообще всё в кавычках, ведь всё, что вы воспринимаете/воображаете/думаете, имеет исключительно умозрительную природу?
ClearAirTurbulence
Я не видел у вас в статье никаких выкладок, только софистические построения. В моем понимании "выкладки" это какие-то структурированные доказательства, несколько отличающиеся от "мне так кажется, поэтому это так". Выкладки в таких теориях обычно математические; про это часто забывают, и под статьями о космологических теориях, в которых кратко и упрощенно описывается их abstract на потеху ширнармассам, сразу же собирается толпа дегенератов и начинает друг друга радовать "вот дебилы, тратят народные деньги, выдумали на пустом месте, а я вот точно знаю, что все по-другому", даже не подозревая, что за всеми этими теориями стоит мощнейший математический аппарат, не из пальца высосанный, который на все их сомнения смотрит с ухмылкой.
LordCarCar
посадка ровера и чих — произошли одновременно!
То есть, если чихнул оператор возле микрофона с которого идет передача на Марс, то чих долетел на Марс в момент посадки?
Erop22
вот вам по теме Вика: Относительность одновременности
michael_v89
Потому что первый упрощает, чтобы не повторять каждый раз одно и то же "Ура, взорвалась сверхновая 11 миллионов лет назад, а сигнал об этом дошел только сейчас". В первом случае тоже подразумевается, что сверхновая взорвалась не сейчас, а 11 миллионов лет назад.
DreamingKitten Автор
А на мой взгляд, упрощает как раз второй, поскольку люди привыкли считать свою ИСО некой абсолютной мерой, чей ход времени и воспринимаемая последовательность событий неправомерно распространяется на все остальные. И вот поэтому вы, даже не задумываясь, отсчитываете дату взрыва далёкой сверхновой по своей ИСО наблюдателя, а не, допустим, по ИСО звезды — что логичнее, так как событие произошло там, а «задержка» сигнала о нём везде будет разная.
michael_v89
Нас не интересует ИСО звезды, мы получили наблюдение в своей системе отсчета, и отсчитывать фактическое время события нам тоже интересно только в ней. Никто не считает ИСО Земли абсолютной, и какая бы то ни было абсолютность не является причиной таких расчетов. Важно только то, что нам удобнее отсчитывать "время события" и "время получения сигнала о событии" в одной системе отсчета.
И даже если бы вдруг вы были правы (хотя еще раз подчеркну, что это не так), разговор о задержках с Марса это как раз разговор о времени события в ИСО Земли. В ИСО Земли сигнал пришел в 12:34, значит в ИСО Земли само событие произошло в 12:23.
Zenitchik
Вот только оно не трактуется по разному. Просто у астрономов приняты упрощённые словесные формулировки.
RigelNM
“Я лишь хотел обратить внимание на то, как одно и тоже физическое явление трактуется и понимается совершенно по разному в зависимости от отрасли науки, вполне себе смежной.“
Это вы, наверное, ещё не слышали что называется металлами у астрономов. Ждём следующую статью...