Просмотрел один старый советский фильм о теории относительности. В купе поезда оказываются трое мужчин и одна женщина. Они начинают обсуждать теорию относительности. Один из пассажиров приводит интересный пример: вагон поезда движется, в начале и в конце вагона находятся симметричные двери. Они открываются, когда на датчики попадает луч света. Какая из дверей откроется первой, если луч света исходит из центра вагона и направляется к дверям (источник света расположен на одинаковом расстоянии от датчиков)?
С точки зрения людей, находящихся в вагоне, двери откроются одновременно, но с точки зрения наблюдателя, находящегося вне вагона, первой откроется дверь, которая ближе к нему.
Девушка объясняет это тем, что в данном случае источник света движется навстречу наблюдателю, соответственно, луч света, движущийся в его сторону, достигнет цели быстрее, чем тот, который движется в противоположную сторону, поэтому «первая» дверь откроется раньше «второй».
Однако, возникает вопрос: разве датчикам на дверях не все равно, как кто видит луч света, ведь в системе поезда он движется с одинаковой скоростью? Как вы считаете?
Во-первых, в фильме не совсем правильно сделана анимация, что может сбивать с толку зрителей.
___
Во-вторых, вы ошибаетесь в пересказе фильма.
1
«Относительно человека, который находится вне вагона (наблюдает за его движением), первой откроется дверь, которая ближе к нему.»
Не «которая ближе к нему», а задняя дверь, потому что она приближается к месту вспышки.
(В фильме используется слово «луч», но, на мой взгляд, это запутывает, так как «луч» это нечто, начинающееся на источнике и уходящее в бесконечность. Здесь важен именно фронт луча.)
2
«Девушка аргументирует это тем, что в данном случае источник света движется к наблюдателю.»
В фильме сказано: «но задняя дверь идет навстречу СИГНАЛУ», а не «наблюдателю».
3
«Соответственно, луч, выходящий из него (навстречу наблюдателю), будет двигаться быстрее, чем тот, который отдаляется, а значит, и «первая» дверь должна открыться раньше «второй».»
Это не так.
___
Вся специальная теория относительности основана на двух утверждениях:
1- Все законы одинаковы во всех инерциальных системах отсчета.
2- Скорость света составляет 300 000 км/сек во всех инерциальных системах отсчета (ИСО).
Эти утверждения подтверждены экспериментами.
На основе этих утверждений делаются все выводы о замедлении времени, сокращении длины и так далее.
В том числе и о том, что если события происходят не в одной точке, то одновременными они могут быть только в одной из ИСО. Во всех остальных ИСО эти события произойдут не одновременно.
Обратите внимание, в начале фильма показано, что если вспышки происходят одновременно на прожекторе на перроне и на прожекторе поезда, то свет от обеих этих вспышек достигает семафора одновременно. Поскольку здесь и испускание лучей, и их поглощение происходят в одном месте, одновременность испускания и поглощения будет во всех ИСО.
____
В нескольких строках невозможно популярно изложить всю теорию.
Если вас это заинтересовало, рекомендую прочитать:
Воробьев И. И. — Теория относительности в задачах (Наука, 1989).
Легко можно найти по запросу:
Воробьев «Теория относительности в задачах» djvu.
___
Если вас эти теории очень уж смущают, то не переживайте, в повседневной жизни они вам не понадобятся.
Купейный вагон
Купейный вагон с предоставлением питания, 4-местные купе. В стоимость включено горячее питание, холодные закуски и напитки на сумму 1000 рублей по меню вагона-ресторана, бутилированная вода, тапочки, зубная щетка с пастой, влажные салфетки и постельное белье. Купе оборудовано кондиционером (действует в летний период), розетками на 220В, мультимедийным порталом (доступ предоставляется через Wi-Fi), Wi-Fi (услуга не гарантирована), входит в программу «Динамическое ценообразование». Провоз животных не предусмотрен.
2Ф Стандарт плюс
Купейный вагон категории «Стандарт плюс» с предоставлением питания. В стоимость включен набор для питания, бутилированная вода, тапочки, зубная щетка с пастой, влажные салфетки и постельное белье. Купе оборудовано кондиционером (действует в летний период), розетками на 220В, мультимедийным порталом (доступ через Wi-Fi), Wi-Fi (услуга не гарантирована), входит в программу «Динамическое ценообразование». Провоз животных не разрешен (разрешен при выкупе всего купе).
2Э Купе Эконом
Купейный вагон экономического класса. В стоимость включен горячий завтрак, бутилированная вода, тапочки, зубная щетка с пастой, влажные салфетки и постельное белье. Купе оборудовано кондиционером (действует в летний период), розетками на 220В, мультимедийным порталом (доступ через Wi-Fi), Wi-Fi (услуга не гарантирована), входит в программу «Динамическое ценообразование». Провоз животных не предусмотрен.
2Л Купе Стандарт
Купейный вагон стандарта, 4-местные купе. В стоимость включена бутилированная вода, тапочки, зубная щетка с пастой, влажные салфетки и постельное белье. Купе оборудовано кондиционером (действует в летний период), розетками на 220В, мультимедийным порталом (доступ через Wi-Fi), Wi-Fi (услуга не гарантирована), входит в программу «Динамическое ценообразование». Разрешен провоз животных.
2К Купе Классик
Купейный вагон без услуг, 4-местные купе. В стоимость включены бутилированная вода, тапочки, влажные салфетки и постельное белье. Купе оборудовано кондиционером (действует в летний период), розетками на 220В, мультимедийным порталом (доступ через Wi-Fi), Wi-Fi (услуга не гарантирована). Разрешен провоз животных.