Вращение Террелла или эффект Террелла - это визуальное искажение, которому, согласно специальной теории относительности, должен был бы казаться проходящий объект, если бы он двигался со скоростью, составляющей значительную часть скорости света . Такое поведение независимо друг от друга описали Роджер Пенроуз и Джеймс Террелл. Статья Пенроуза была представлена 29 июля 1958 г. и опубликована в январе 1959 г. [1] Статья Террелла была представлена 22 июня 1959 г. и опубликована 15 ноября 1959 г. [2] Общее явление было отмечено еще в 1924 г. австрийским физиком Антоном Лампа. [3]
Это явление популяризировал Виктор Вайскопф в статье Physics Today . [4]
Из - за раннего спора о приоритете и правильной атрибуции, эффект иногда называют эффектом Пенроуза-Террелл , с эффектом Террелл-Пенроуза или эффект Lampa-Террелл-Пенроуза , но не эффект Lampa .
Дальнейшие детали
В статьях Террелла и Пенроуза указывалось, что хотя специальная теория относительности описывает «наблюдаемое сжатие» движущихся объектов, эти интерпретированные «наблюдения» не следует путать с буквальными предсказаниями теории относительно видимого появления движущегося объекта. Благодаря эффектам дифференциального запаздывания сигналов, поступающих к наблюдателю от разных частей объекта, удаляющийся объект будет казаться сжатым, приближающийся объект будет казаться удлиненным (даже с учетом специальной теории относительности), а геометрия проходящего объекта будет казаться искаженной, как если бы он повернулся. . Автор Р. Пенроуза: «Свет от задней части достигает наблюдателя из-за сферы, что он может делать, поскольку сфера непрерывно движется в сторону». [2] [1]
Для изображений проходящих объектов кажущееся сокращение расстояний между точками на поперечной поверхности объекта можно было бы интерпретировать как следствие очевидного изменения угла обзора, а изображение объекта можно было бы интерпретировать как кажущееся вместо того, чтобы повернуть . Ранее популярное описание предсказаний специальной теории относительности, в которой наблюдатель видит, как проходящий объект сокращается (например, от сферы до сплющенного эллипсоида), было неверным. [2] [1]
Статьи Террелла и Пенроуза побудили к появлению ряда последующих статей, [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12], в основном в Американском журнале физики » , в которых изучаются последствия этого исправление. В этих статьях указывалось, что некоторые существующие обсуждения специальной теории относительности были ошибочными, и «объяснялись» эффекты, которые теория фактически не предсказывала - хотя эти статьи никоим образом не изменили фактическую математическую структуру специальной теории относительности, они исправили заблуждение относительно теории относительности. предсказания теории.
Смотрите также
Ссылки и дополнительная литература
- ^ a b c Роджер Пенроуз (1959). «Видимая форма релятивистски движущейся сферы». Труды Кембриджского философского общества . 55 (1): 137–139. Bibcode : 1959PCPS ... 55..137P . DOI : 10.1017 / S0305004100033776 .
- ^ а б в Джеймс Террелл (1959). «Невидимость лоренцевского сокращения». Физический обзор . 116 (4): 1041–1045. Bibcode : 1959PhRv..116.1041T . DOI : 10.1103 / PhysRev.116.1041 .
- ^ Антон Лампа (1924). "Wie erscheint nach der Relativitätstheorie ein bewegter Stab einem ruhenden Beobachter?". Zeitschrift für Physik (на немецком языке). 27 (1): 138–148. Bibcode : 1924ZPhy ... 27..138L . DOI : 10.1007 / BF01328021 . S2CID 119547027 .
- ^ Виктор Ф. Вайскопф (1960). «Внешний вид быстро движущихся объектов» . Физика сегодня . 13 (9): 24. Bibcode : 1960PhT .... 13i..24W . DOI : 10.1063 / 1.3057105 . S2CID 36707809 .
- ^ Мэри Л. Боас (1961). «Видимая форма больших объектов на релятивистских скоростях». Американский журнал физики . 29 (5): 283–286. Bibcode : 1961AmJPh..29..283B . DOI : 10.1119 / 1.1937751 .
- ^ Эрик Шелдон (1988). «Повороты и повороты Эффекта Террелла». Американский журнал физики . 56 (3): 199–200. Bibcode : 1988AmJPh..56..199S . DOI : 10.1119 / 1.15687 .
- ^ Джеймс Террелл (1989). «Эффект Террелла». Американский журнал физики . 57 (1): 9–10. Bibcode : 1989AmJPh..57 .... 9T . DOI : 10.1119 / 1.16131 .
- ^ Эрик Шелдон (1989). «Эффект Террелла: Eppure si contorce!». Американский журнал физики . 57 (6): 487. Bibcode : 1989AmJPh..57..487S . DOI : 10.1119 / 1.16144 .
- ^ Джон Роберт Берк и Фрэнк Дж. Строуд (1991). «Классные упражнения с эффектом Террелла». Американский журнал физики . 59 (10): 912–915. Bibcode : 1991AmJPh..59..912B . DOI : 10.1119 / 1.16670 .
- ^ Г. Д. Скотт и Г. Дж. Ван Дриэль (1970). «Геометрические явления при релятивистских скоростях». Американский журнал физики . 38 (8): 971–977. Bibcode : 1970AmJPh..38..971B . DOI : 10.1119 / 1.1976550 .
- ^ PM Мэтьюз и М. Лакшманан (1972). «О видимых визуальных формах релятивистски движущихся объектов». Nuovo Cimento Б . 12В (11): 168–181. Bibcode : 1972NCimB..12..168M . doi : 10.1007 / BF02895571 (неактивен 31 мая 2021 г.).CS1 maint: DOI неактивен с мая 2021 г. ( ссылка )
- ^ Г. Д. Скотт и М. Р. Винер (1965). «Геометрический вид больших объектов, движущихся с релятивистскими скоростями». Американский журнал физики . 33 (7): 534–536. Bibcode : 1965AmJPh..33..534S . DOI : 10.1119 / 1.1971890 .
Внешние ссылки
- Веб-страница, объясняющая эффект Пенроуза-Террелла
- Анимация, демонстрирующая эффект
- Обширные объяснения и визуализации появления движущихся объектов