Speciális relativitáselmélet és az elektromágnes?

Az egyik kommentelő (Volbla nevű, egészen a kommentek tetején) pont ezzel foglalkozik, és meg is adja a választ.

A lényeg az, hogy amikor a macska áll, és az ő álló rendszeréből nézzük a dolgot, és az elektronok elkezdenek mozogni, akkor a köztük lévő tér, távolság nem lesz kisebb. Csupán maguk az elektronok lapulnának kicsit össze (ha lenne kiterjedésük). De maga az elektronok folyama nem egy fizikai test, ami megrövidülhetne.

Ha lenne két űrhajó tőled bizonyos távolságban, amik az elektronokhoz hasonlóan megindulnának hozzád képest oldalirányban, akkor azoktól sem várnád, hogy csupán a mozgásuk miatt közelebb is kerüljenek egymáshoz. Csak annyit várnál tőlük, hogy összelapuljanak.

1#

Némiképpen ellentmondást érzékelek abban amint mondasz, habár valóban nem mondasz egyebet, mint a youtube kommentelő, szóval lehet vele kéne inkább vitatkoznom, de azt remélem, talán te is meg tudod ezt magyarázni.

Szóval azt állítod, ha a két űrhajó mozog, akkor ugye ők maguk húzódnak össze, nem pedig a közöttük lévő távolság.

De mi van akkor, ha össze vannak kötve egy nagyon vékonyka cérnaszállal.

Ezesetben a cérnaszál is nyilván mozog, tehát annak is össze kell húzódnia, viszont akkor a két hajó is össze kell húzódjon.

Mi a különbség ez esetben a két szituáció között? a vékony cérnaszál csak nem elég indok arra, hogy hirtelen a két űrhajót egy rendszernek kezeljük, de akkor mégis honnan tudja a közöttük lévő távolság, hogy most mit tegyen?

szóval hacsak most meg nem cáfolnak, akkor szerintem az áramjárta vezető melletti töltésre is kellene hasson erő az ő gondolatmenete alapján.

nem vagyon amúgy biztos benne, hogy a kifejezetten a kontrakció a magyarázat erre.

3-as:

Nagyon jó felvetés, de ha így akarjuk vizsgálni a dolgot, akkor már nem tekinthetünk el a konkrét fizikai részletektől. Például attól, hogy a cérnaszál miből és hogyan épül fel. Ha közönséges cérnaszálról van szó, akkor nyilván valamilyen atomokból, amik közt kémiai, azaz elektromágneses kölcsönhatás van, ami max c-vel terjed, tehát a rugalmas alakváltozás is véges sebességgel fut végig a szálon. Aztán az űrhajók sem egyik pillanatról a másikra indulnak meg, hanem gyorsulnak. És valószínűleg nem tekinthetünk el az egyidejűségtől sem, vagyis hogy egyáltalán mikor kezdenek el gyorsulni, ez milyen rendszerből egyidejű, milyenből nem.

Ha a külső megfigyelőhöz képest a két űrhajó egyszerre indul meg azonos gyorsulással, akkor a megfigyelő azt fogja látni, hogy a kötél hátsó fele meglazul, sőt le is marad a hátsó űrhajó mögött, hiszen az tolni nem tudja. Az első fele meg megfeszül, mert az első űrhajó már húzza, viszont ez az erőhatás még nem terjedt végig a madzagon. Vagyis a kötél elég furcsán kezd el viselkedni, az eleje megnyúlik, a vége ellazul és "kipúposodik".

Miután az űrhajók felveszik a végsebességüket, valamivel később beáll a kötélben az egyensúly, és ekkor már valóban rövidebb lesz, mint eredetileg volt, a két űrhajó pedig tényleg közelebb lesz egymáshoz. De ez azért van, mert a kötélben idő közben lejátszódó különféle rugalmas alakváltozások, feszültségek végül közelebb húzzák egymáshoz a két hajót. Tehát a kötél igenis konkrét szerepet játszott a dologban, az atomjai közt lévő kötések, elektromos kölcsönhatások révén.

Lehet, hogy a fenti magyarázatom nem túl pontos, én annyira nem értek hozzá, de az ilyen paradoxonokról Dávid Gyulától lehet a legtöbbet megtudni. Nagyon hasonló és talán pontosan ilyen problémákkal is foglalkozik, hasonló kérdéseket válaszol meg a Kozmofórum című internetes portálon, akit az ilyesmi érdekel, mindenképpen tudom ajánlani:

[link]

1) A vezetőhöz képest nem mozgó (elektromosan töltött) testek csak akkor jöhetnének mozgásba, ha rájuk elektromos tér hat. De ők mit látnak? Azt, hogy bár a vezetőben elektronáram folyik, az elektronok töltését semlegesíti a vezető atomjainak maradék pozitív töltése, és ezért nincs eredő elektromos tér. Vagyis a nem mozgó testek nem is jönnek mozgásba.

Az iránytű azért jön mégis mozgásba, mert rá nem elektromos tér hat, hanem mágneses, hiszen az iránytű maga is egy kis mágnes. De egy nem mágneses macska nem jön mozgásba.

2) Az áram ugye az egységnyi idő alatt a vezető keresztmetszetén átáramlott töltés mennyisége. Ha változtatjuk az áramot, akkor csak az adott idő alatt átáramlott elektronok számát változtatjuk, nem a köztük lévő távolságot. Az elektronok azáltal jönnek mozgásba, hogy a fémben rájuk egy nagyjából homogén elektromos erőtér hat. Mivel ez minden elektront egyformán gyorsít fel, a köztük lévő távolság nem fog csökkenni a nyugalmi állapothoz képest. Egyszerűen csak elindulnak egy irányba szép sorban, tartva a "követési távolságot", ami addig is volt köztük.

3) Ha a macska az ellenkező irányba mozog, akkor valóban vonzani is fogja, hiszen a Lorentz-erő vxB alakban számolandó, vagyis v ellenkező irányítása esetén a vxB is ellentétes irányú lesz.

Az egész videó lényege az, hogy az adott jelenséget mindkét vonatkoztatási rendszerből meg kell tudni magyarázni. A nyugvó rendszerben a mozgó macskára a Lorentz-erő hat, amely ugye mágneses térben elektromosan töltött részecskékre hat. Ha együtt mozgunk a mcskával, akkor viszont a taszítés oka nem a Lorenzt-erő, hanem az, hogy ebben az együttmozgó rendszerben a huzal pozitív atomtörzsei közti tér Lorentz-kontrakciót szenved, és emiatt megnő a pozitív töltések sűrűsége, az elektronoké meg ugye lecsökken, hiszen az ő szempontjukból épp a nyugalmi rendszerbe tarnszformáltuk magunkat, vagyis ott a Lorenzt-kontrakció fordítottja megy végbe. Ennek eredményeképpen a huzalnak egy eredő pozitív töltése lesz, ami taszítja a pozitívan töltött macskát.

Tehát amit az egyik rendszerből nézve mágneses tér okoz, azt a másikból nézve megváltozott töltéssűrűség miatti elektromos tér okozza. És valóban, ennek megfelelően létezik az elektromágneses térnek is transzformációja, amely adott elrendezést tekintve már a forrásoktól függetlenül is lehetővé teszi, hogy a nyugvó és mozgó rendszerek közti eltéréseket kiszámítsuk. Csak ehhez az kell, hogy az elektromos és mágneses tereket egy ún. négyestenzorba (4x4-es mátrixba) rendezzük, és ezt a mátrixot magát transzformáljuk a Lorenzt-transzformációval.