Odwrócona kolejność zdarzeń bez odwrócenia przyczyny i skutku
W S zdarzenie O następuje przy x = 0 i t = 0, a P przy x = 1500 m i t = 3,00 µs. Przyjmij c = 300 m/µs. Znajdź układ, w którym zdarzenia są jednoczesne, i ich odległość w tym układzie. Następnie oblicz Δt′ oraz Δx′ dla S′ poruszającego się z +0,80c względem S. Czy zmiana kolejności pozwala P wpłynąć na O?
Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanie
W tym zadaniu
Wskazówka
Dla jednoczesności ustaw Δt′ = 0. Aby ocenić przyczynowość, porównaj odległość z drogą, którą w zadanym czasie może przebyć światło.
Rozwiązanie
Sprawdzamy zasięg światła
W czasie 3,00 µs światło pokonuje 900 m, a zdarzenia dzieli 1500 m. Interwał wynosi Δs² = 900² − 1500² = −1440000 m². Para jest przestrzenna. Dotarcie od O do P wymagałoby w S szybkości 500 m/µs = 5c/3.
Układ jednoczesności
Z Δt′ = γ(Δt − VΔx/c²) = 0 otrzymujemy β = cΔt/Δx = 900/1500 = 0,60. W tym układzie γ = 1,25 i Δx′ = 1,25(1500 − 0,60 · 900) m = 1200 m. Jest to również √(−Δs²), co stanowi kontrolę.
Szybszy układ zmienia znak czasu
Dla β = 0,80 współczynnik γ = 5/3. Mamy:
c\Delta t'=\frac53(900-0{,}80\cdot1500)\,\mathrm m=-500\,\mathrm m,\qquad \Delta t'=-\frac53\,\mathrm{\mu s}\approx-1{,}667\,\mathrm{\mu s}.
\Delta x'=\frac53(1500-0{,}80\cdot900)\,\mathrm m=1300\,\mathrm m.
W S′ P jest wcześniejsze od O, lecz także tutaj światło w dostępnym odstępie 1,667 µs przebyłoby tylko 500 m, przy odległości 1300 m. Sprawdzenie interwału daje (−500)² − 1300² = −1440000 m².
Co rzeczywiście można z tego wywnioskować?
Żaden sygnał o szybkości nieprzekraczającej c nie łączy tej pary w żadną stronę. O i P mogą mieć wspólną wcześniejszą przyczynę, ale nie mogą bezpośrednio powodować siebie nawzajem w tym modelu. Zmiana porządku współrzędnych czasowych nie tworzy więc sytuacji, w której fizyczny skutek wyprzedza własną przyczynę.
Powiązana teoria
Interwał i przyczynowość: co pozostaje wspólne dla różnych obserwatorów?
Dalsza lektura
Najpierw spróbuj samodzielnie. Zapisz dane, wybierz prawa fizyczne i sprawdź jednostki. Przejdź do zadań ze sprawdzaniem odpowiedzi »
← Wróć do działu: Zadania Do góry ↑
Komentarze (0)
Nie ma jeszcze opublikowanych komentarzy. Rozpocznij rozmowę o tym materiale.
RSS komentarzy · Powiadomienia e-mail
Dodaj komentarz
Możesz komentować jako gość lub zalogować się, aby użyć danych konta. Utwórz konto