Wikipedia:
„Szczególna teoria względności określa, jak przy pomocy zegara i urządzenia do wysyłania i odbierania światła, określać współrzędne zdarzenia (czyli czas i położenie). Współrzędne zdarzenia odnosimy do wskazań użytych przyrządów pomiarowych, które znajdują się w pewnym układzie współrzędnych, który nazywamy układem odniesienia (np. układ związany z osobą stojącą na peronie (peronem), układ związany z osobą jadącą w pociągu (wagonie)).
Względność jednoczesności — dwa zdarzenia określone przez jednego obserwatora jako jednoczesne, mogą nie być jednoczesne dla innego obserwatora.”
Pociąg Einsteina (rys.)
Wyobraźmy sobie bardzo szybki pociąg przejeżdżający przez stację. Pociąg porusza się z prędkością bliską prędkości światła i posiada tylko jeden wagon, w którym po obu jego końcach znajdują się drzwi otwierane fotokomórkami. W środku wagonu zainstalowane jest źródło światła otwierające drzwi. Jak według Einsteina, będą otwierały się drzwi pociągu z punktu widzenia obserwatora wewnątrz pociągu, a jak dla obserwatora stojącego na stacji?
(inne wersje podobnych przykładów mówią o źródle światła na środku i czasie dotarcia promienia do obu końców poruszającego się obiektu, pociągu).
Według Einsteina.
Obserwator w wagonie:
Prędkość światła jest stała, więc rozchodzące się promienie świetlne odbędą taką samą drogę do jednych i drugich drzwi wagonu i fotokomórki zadziałają jednocześnie otwierając drzwi w tej samej chwili. Obserwator prowadzący badania, związany z wagonem (pociągiem) stwierdzi, że światło dobiegnie do obu stron jednocześnie.
Natomiast obserwator na stacji:
Widzi, że w pewnym momencie w środku przejeżdżającego wagonu rozbłysło światło. Jego promienie poruszają się względem obserwatora na stacji z prędkością światła, zachowują się jakby inaczej – promień wysłany w przód dogania „uciekające” drzwi z fotokomórką i zanim je „dogoni”, pokona znacznie dłuższą drogę, niż promień poruszający się w przeciwnym kierunku, do tyłu pociągu, tu drzwi będą się przybliżały.
W efekcie najpierw otworzą się drzwi tylne, a dopiero potem przednie.
Wnioski Einsteina:
- Zdarzenia równoczesne w jednym układzie odniesienia mogą być nierównoczesne w innym układzie.
- Nie ma jednego zegara we wszechświecie, który tak samo odmierza czas dla wszystkich zdarzeń i wszystkich układów odniesienia. Takich zegarów może być wiele.
Uważam, że:
Obserwator w wagonie się myli.
Nie jest prawdą, że drzwi z przodu i z tyłu, otworzą się w tym samym momencie dla obserwatora w wagonie.
Nie jest też prawdą, że różne czasy otwarcia drzwi świadczą o niejednoczesności.
Zaskoczony zawsze jestem gdy spotykam się z tym i podobnymi przykładami.
Jak można nie widzieć, że tak dla obserwatora wewnątrz jak i obserwatora z zewnątrz, drzwi otworzą się w identyczny sposób - najpierw tylne, a następnie z opóźnieniem, przednie.
Światło od chwili wysłania pokonuje swoją drogę niezależnie od ruchów wagonu (ma tylko swoją prędkość w przestrzeni, „nie w wagonie”) i najpierw spotka przybliżającą się fotokomórkę drzwi tyłu wagonu, a dopiero później dogoni fotokomórkę „uciekających” drzwi przednich.
Na rysunku widać, że światło zachowuje się jak zwykle, tylko interpretatorowi w wagonie wydaje się – zaobserwował - że światło z jednej strony dotarło za szybko, a z drugiej, za wolno.
Drzwi w jadącym wagonie nie mogą się otworzyć jednocześnie.
To samo, identycznie, zaobserwują obserwator wewnątrz i na zewnątrz.
Wszystkie zdarzenia w całym Wszechświecie zachodzą w tej samej chwili.
Czas płynie jednakowo w każdym układzie odniesienia i zdarzenia jednoczesne w jednym układzie są też jednoczesne w innym.
Skończona prędkość rozchodzenia się światła nie wpływa w żaden sposób na równoczesność zdarzeń.
1. Samo zaistnienie jakiegokolwiek zdarzenia, zmiany.
Einstein zdefiniował jednoczesność opierając się na prędkości światła, że stanowi ona maksymalną prędkość przekazywania sygnałów fizycznych.
Jeżeli czas istnieje (omówię to innym razem), to jest jeden i sama jednoczesność zdarzeń nie zależy w żaden sposób od prędkości światła, od obserwacji.
Na przedstawionym rysunku widać wyraźnie, jak błędnie to zinterpretował.
2. Zaobserwowanie tego zdarzenia, tej zmiany
Wiemy doskonale i rozumiemy to, że Łazik marsjański dużo wcześniej się poruszył, zanim sygnały o tym dotarły na Ziemię. To, że One dotarły do Ziemi z opóźnieniem, świadczy, że tylko sygnały o tym zdarzeniu, dotarły w innym czasie.
Według Einsteina, może istnieć wiele czasów. Swoje założenie wywnioskował, ponieważ tak mu się wydawało, że te same zdarzenia będą wyglądały inaczej w różnych układach odniesienia.
Nie znając swojego ruchu względem światła, obserwator się myli.
Einstein postulował, że prawa fizyczne są takie same we wszystkich układach inercjalnych, a jednocześnie zaprzeczał temu, gdy obserwator inaczej to widział.
Obserwator stał się ważniejszy niż rzeczywistość, nawet gdy się mylił.
To tak, jakby fizycy rozmawiając o barwach i kolorach nie zdawali sobie sprawy, że w rzeczywistości rozmawiają o falach.
Problem polega na tym, że zdarzenia według TW wydają się być w tym samym czasie, a według Newtona, dzieją się, są.
I tak, już od stu lat... wydaje się.
