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É Rádio Fontes e Gamma Ray Bursts Luminal Booms?

Este artigo foi publicado no International Journal of Modern Physics D (IJMP–D) em 2007. Logo tornou-se o As mais acessadas artigo da revista por Janeiro 2008.

Embora possa parecer como um artigo de física núcleo duro, é de fato uma aplicação da visão filosófica que permeia este blog e meu livro.

Esta versão de blog contém o resumo, introdução e conclusões. A versão integral do artigo está disponível como um arquivo PDF.

Jornal de referência: IJMP-D completa. 16, Não. 6 (2007) pp. 983–1000.

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Abstrato

O amolecimento do arrebol GRB tem semelhanças notáveis ​​para a evolução de freqüência em um estrondo sônico. Na extremidade dianteira da lança cone sónica, a freqüência é infinito, muito parecido com um estouro Gamma Ray (GRB). Dentro do cone, a frequência diminui rapidamente para faixas infrasônicas ea fonte sonora aparece em dois lugares ao mesmo tempo, imitando as fontes de rádio dois lóbulos. Embora um “luminal” crescimento viola a invariância de Lorentz e, portanto, é proibido, é tentador trabalhar os detalhes e compará-los com os dados existentes. Esta tentação é ainda reforçada pelo superluminality observada nos objetos celestes associados com fontes de rádio e algumas GRBs. Neste artigo, calcula-se a variação temporal e espacial das freqüências observadas de um boom luminal hipotética e mostram notável semelhança entre os nossos cálculos e observações atuais.

Introdução

Uma explosão sónica é criado quando um objecto emissor de som passa através do meio mais rápido do que a velocidade do som no meio que. À medida que o objecto atravessa o meio, o som que ele emite cria uma frente de onda cônica, como mostrado na Figura 1. A freqüência do som neste frente de onda é infinito por causa do efeito Doppler. A frequência atrás da frente de onda cónica cai dramaticamente e logo atinge a gama infrasonic. Esta evolução freqüência é notavelmente semelhante ao arrebol evolução de uma explosão de raios gama (GRB).

Sonic Boom
Figura 1:. A evolução de frequências de ondas sonoras, como um resultado do efeito de Doppler em movimento supersónico. O objeto supersónico S está se movendo ao longo da seta. As ondas sonoras são "invertidos", devido ao movimento, de modo que as ondas emitidas em dois pontos diferentes na mesclagem trajetória e chegar ao observador (em O) ao mesmo tempo. Quando a frente de onda atinge o observador, a freqüência é infinito. Depois disso, a frequência diminui rapidamente.

Gamma Ray Bursts são muito breve, mas flashes intensos de \gamma raios no céu, com duração de poucos milissegundos até vários minutos, e atualmente acredita-se que emanam de colapsos estelares cataclísmicos. Os flashes curtos (as emissões rápidas) são seguidos por um arrebol de energias progressivamente mais suaves. Assim, o inicial \gamma Os raios são prontamente substituído por raios-X, luz e até mesmo ondas de rádio freqüência. Este amolecimento do espectro tem sido conhecida há algum tempo, e foi descrita pela primeira vez usando um hypernova (bola de fogo) modelo. Neste modelo, uma bola de fogo relativisticamente expansão produz o \gamma emissão, eo espectro suaviza como a bola de fogo esfria. O modelo calcula a energia liberada na \gamma região 10^ {53}10^ {54} ergs em poucos segundos. Esta saída de energia é semelhante a cerca 1000 vezes o total de energia liberada pelo sol em toda a sua vida.

Mais recentemente, um decaimento inverso do pico de energia com diferentes constantes de tempo foi usado para se encaixar de forma empírica a evolução temporal observada da energia de pico utilizando um modelo de colapsar. De acordo com este modelo, OPGs são produzidos quando a energia de fluxos altamente relativistas em colapsos estelares são dissipadas, com os jatos de radiação resultante ângulo corretamente com relação à nossa linha de visão. O modelo colapsar estima uma produção de energia inferior porque a liberação de energia não é isotrópico, mas concentrado ao longo dos jatos. Contudo, a taxa de acontecimentos Collapsar tem que ser corrigida para a fracção do ângulo sólido dentro do qual os jactos de radiação pode aparecer como OPGs. OPGs são observados aproximadamente à taxa de uma vez por dia. Assim, a taxa esperada de eventos cataclísmicos que alimentam as GRBs é da ordem de 10^410^6 por dia. Devido a esta relação inversa entre a taxa ea produção de energia estimada, a energia total libertada por observada OOG permanece a mesma.

Se pensarmos em um GRB como um efeito semelhante ao estrondo sônico em movimento supersônico, a necessidade de energia cataclísmico assumido torna-se supérfluo. Outra característica da nossa percepção do objeto supersônico é que ouvimos a fonte de som em dois locais diferentes, como ao mesmo tempo, como ilustrado na figura 2. Este curioso efeito ocorre porque as ondas sonoras emitidas em dois pontos diferentes na trajetória do objeto supersônico chegar ao observador no mesmo instante no tempo. O resultado final deste efeito é a percepção de um par simetricamente recuo das fontes sonoras, que, no mundo luminal, é uma boa descrição de fontes de rádio simétricas (Dupla fonte Radio Associado com núcleo galáctico ou Dragn).

superluminality
Figura 2:. O objeto está voando de para A através e B a uma velocidade supersónica constante. Imagine que o objeto emite som durante a sua viagem. O som emitido no ponto (que está perto do ponto de maior aproximação B) atinge o observador no O antes que o som emitido mais cedo, . O instante em que o som em um ponto anterior atinge o observador, o som emitido num momento muito tarde A também atinge O. Assim, o som emitido pelo A e atinge o observador ao mesmo tempo, dando a impressão de que o objeto é nestes dois pontos ao mesmo tempo. Em outras palavras, o observador ouve dois objetos se afastando em vez de um objecto real.

Rádio Fontes são tipicamente simétrica e parecem associados a núcleos galácticos, manifestações actualmente consideradas de singularidades do espaço-tempo ou estrelas de nêutrons. Diferentes classes de tais objetos associados Núcleos Ativos de Galáxias (AGN) foram encontrados nos últimos 50 anos. Figura 3 mostra a galáxia de rádio Cygnus A, um exemplo de uma tal fonte de rádio e um dos objectos mais brilhantes rádio. Muitas de suas características são comuns à maioria das fontes de rádio extragaláctica: os lóbulos duplos simétricos, uma indicação de um núcleo, uma aparência de jatos alimentam os lobos e os hotspots. Pesquisadores observaram características cinemáticas mais detalhados, como o movimento próprio dos hotspots nos lobos.

Fontes de rádio simétricas (galáctico ou extragaláctica) e GRBs podem parecer fenômenos completamente distintos. Contudo, seus núcleos apresentam uma evolução similar no tempo de pico de energia, mas com muito diferentes constantes de tempo. Os espectros de OPGs de evoluir rapidamente \gamma região para uma pós-luminescência óptico ou mesmo RF, semelhante à evolução espectral dos hotspots de uma fonte de rádio como eles se movem a partir do núcleo para os lobos. Outras semelhanças começaram a atrair a atenção nos últimos anos.

Este artigo explora as semelhanças entre um hipotético “luminal” lança e esses dois fenômenos astrofísicos, embora tal crescimento luminal é proibido pela invariância de Lorentz. Tratar OOG como uma manifestação de um boom luminais hipotéticos resultados em um modelo que unifica esses dois fenômenos e faz previsões detalhadas de suas cinemática.

CygA
Figura 3:.O jato de rádio e lobos na galáxia rádio hyperluminous Cygnus A. Os hotspots nos dois lóbulos, região do núcleo e os jactos são claramente visíveis. (Reproduzido de uma imagem cortesia da NRAO / AUI.)

Conclusões

Neste artigo, nós olhamos para a evolução espaço-temporal de um objeto supersônico (tanto na sua posição ea freqüência do som que ouvimos). Nós mostramos que ela se assemelhe GRBs e DRAGNs se fôssemos para estender os cálculos à luz, apesar de um crescimento luminal exigiria movimento superluminal e, portanto, é proibido.

Esta dificuldade não obstante, apresentamos um modelo unificado para Gamma Ray Bursts e jet como fontes de rádio baseado em movimento superluminal em massa. Mostramos que um único objeto superluminal voando nosso campo de visão parece-nos como a separação simétrica de dois objetos a partir de um núcleo fixo. Usando este fato como o modelo para jatos simétricos e GRBs, explicamos suas características cinemáticas quantitativamente. Em particular, mostramos que o ângulo de separação dos hotspots foi parabólica em tempo, e os desvios para o vermelho de os dois focos eram praticamente idênticos uns aos outros. Mesmo o fato de que os espectros dos hotspots estão na região de freqüência de rádio é explicada assumindo movimento hyperluminal eo consequente desvio para o vermelho da radiação de corpo negro de uma estrela típica. A evolução no tempo da radiação de corpo negro de um objecto superluminar é completamente compatível com o amolecimento do observado nos espectros de OPGs e fontes de rádio. Além, nosso modelo explica porque é que há mudança significativa azul nas regiões centrais de fontes de rádio, por fontes de rádio parecem estar associados com as galáxias ópticos e por GRBs aparecem em pontos aleatórios sem nenhuma indicação antes de sua aparição iminente.

Apesar de não abordar as questões Energética (a origem de superluminality), nosso modelo apresenta uma opção intrigante baseado em como iríamos perceber movimento superluminal hipotético. Foi apresentado um conjunto de previsões e comparou-os com os dados existentes de DRAGNs e GRBs. Os recursos como o azul do núcleo, simetria dos lóbulos, o transiente \gamma e rajadas de Raios-X, a evolução dos espectros medido ao longo do jato tudo encontrar explicações naturais e simples neste modelo como efeitos perceptivos. Encorajado por este sucesso inicial, podemos aceitar o nosso modelo baseado no crescimento luminal como um modelo de trabalho para esses fenômenos astrofísicos.

Tem que se ressaltar que os efeitos perceptivos podem se disfarçar como violações aparentes da física tradicional. Um exemplo de um tal efeito é o movimento aparente superluminar, que foi explicado e antecipado dentro do contexto da teoria da relatividade especial, mesmo antes de o mesmo foi observado. Embora a observação de movimento superluminar foi o ponto de partida para trás o trabalho apresentado neste artigo, é de nenhuma maneira uma indicação da validade do nosso modelo. A semelhança entre um estrondo sônico e um boom luminal hipotético na evolução espaço-temporal e espectral é apresentado aqui como um curioso, embora provavelmente infundada, fundação para o nosso modelo.

Uma lata, no entanto, argumentam que a teoria da relatividade especial (SR) não lida com superluminality e, portanto,, movimento e luminais booms superluminais não são incompatíveis com SR. Como evidenciado pelas declarações de trabalho original de Einstein abertura, a principal motivação para SR é uma formulação covariante das equações de Maxwell, o que exige uma transformação de coordenadas determinado com base, em parte, o tempo de viagem de luz (LTT) efeitos, e, em parte, na hipótese de que a luz viaja à mesma velocidade com que diz respeito a todos os inerciais. Apesar desta dependência LTT, os efeitos LTT atualmente assumiu a aplicar em um espaço-tempo que obedece SR. SR é uma redefinição do espaço e do tempo (ou, mais geralmente, realidade) , de modo a acomodar as suas duas postulados básicos. Pode ser que haja uma estrutura de fundo para o espaço de tempo, dos quais SR é só nossa percepção, filtrou-se através dos efeitos LTT. Tratando-os como uma ilusão de ótica para ser aplicado em um espaço-tempo que obedece SR, podemos ser o dobro contá-las. Podemos evitar a dupla contabilização de desembaraçar a covariância das equações de Maxwell a partir da parte transformações de coordenadas de SR. Tratar os efeitos LTT separadamente (sem atribuir suas conseqüências para a natureza básica do espaço e do tempo), podemos acomodar superluminality e obter explicações elegantes dos fenômenos astrofísicos descritos neste artigo. Nossa explicação unificada para GRBs e fontes de rádio simétricas, portanto,, tem implicações tão profundas como a nossa compreensão básica da natureza do espaço e do tempo.


Foto por NASA Goddard Foto e Vídeo

Restrições de Percepção e Cognição em Física Relativística

Este post é uma versão online resumida do meu artigo que aparece na Galileu Eletrodinâmica em novembro, 2008. [Ref: Galileus Eletrodinâmica, Vôo. 19, Não. 6, Nov / Dez 2008, pp: 103–117] ()

Cognitive espaço e tempo trata de neurociência como representação do nosso cérebro de nossas entradas sensoriais. Neste ponto de vista, nossa realidade perceptiva é apenas um mapeamento distante e conveniente dos processos físicos fazendo com que as informações sensoriais. O som é um mapeamento das entradas auditivas, e o espaço é uma representação de informações visuais. Qualquer limitação na cadeia de detecção tem uma manifestação específica sobre a representação cognitiva que é a nossa realidade. Uma limitação física do nosso detecção visual é a velocidade da luz finita, que se manifesta como uma propriedade básica do nosso espaço-tempo. Neste artigo, olharmos para as consequências da velocidade limitada de nossa percepção, ou seja, a velocidade da luz, e mostrar que eles são muito semelhantes para a transformação de coordenadas na relatividade especial. A partir desta observação, e inspirado pela idéia de que o espaço é apenas um modelo cognitivo criado a partir de entradas de sinal de luz, examinamos as implicações de tratar a teoria da relatividade especial, como um formalismo para descrever os efeitos perceptivos devido à velocidade finita da luz. Usando essa estrutura, mostramos que podemos unificar e explicar uma grande variedade de astrofísica aparentemente não relacionados e fenômenos cosmológicos. Uma vez que identificar as manifestações das limitações na nossa percepção e representação cognitiva, podemos entender as consequentes restrições sobre nosso espaço e tempo, levando a uma nova compreensão da astrofísica e da cosmologia.

Palavras-chave: neurociência cognitiva; realidade; relatividade especial; efeito o tempo de viagem de luz; raios gama rajadas; microondas radiação cósmica de fundo.

1. Introdução

A nossa realidade é uma imagem mental que o nosso cérebro cria, a partir dos seus entradas sensoriais [1]. Embora este mapa cognitivo é muitas vezes considerado como uma imagem fiel das causas físicas por trás do processo de detecção, as próprias causas são inteiramente diferente da experiência perceptiva de sensoriamento. A diferença entre a representação cognitiva e suas causas físicas não é imediatamente óbvio quando consideramos o nosso sentido primário da visão. Mas, podemos apreciar a diferença olhando os sentidos olfativos e auditivos porque podemos usar o nosso modelo cognitivo baseado em visão a fim de compreender o funcionamento do 'menor’ juízo. Odores, que pode parecer ser uma propriedade do ar que respiramos, são, na verdade a representação de nosso cérebro das assinaturas químicas que nossos narizes detectam. Da mesma forma, som não é uma propriedade intrínseca de um corpo vibrando, mas mecanismo do nosso cérebro para representar ondas de pressão no ar que os nossos ouvidos sentido. A Tabela I mostra a cadeia, desde as causas físicas da entrada sensorial à realidade final como o cérebro cria-lo. Embora as causas físicas podem ser identificados para as cadeias olfactivos e auditivos, eles não são facilmente percebida por processo visual. Desde a visão é o sentido mais poderosa que possuímos, somos obrigados a aceitar a representação do nosso cérebro de informações visuais como a realidade fundamental.

Enquanto a nossa realidade visual fornece um quadro excelente para ciências físicas, é importante perceber que a própria realidade é um modelo com potenciais limitações e distorções físicas ou fisiológicas. A integração entre a fisiologia da percepção e da sua representação no cérebro foi comprovada recentemente em um experimento inteligente usando a ilusão tátil afunilamento [2]. A ilusão resulta em uma única sensação táctil no ponto focal no centro de um padrão de estímulo, embora nenhum estímulo é aplicado nesse sítio. No experimento, região de activação cerebral correspondeu ao ponto focal em que a sensação foi percebida, ao invés dos pontos onde foram aplicados os estímulos, provando a percepção de que o cérebro registrados, não as causas físicas da realidade percebida. Em outras palavras, para o cérebro, não há diferença entre a aplicação do padrão dos estímulos e da aplicação de apenas um estímulo com o centro do padrão. O cérebro mapeia os inputs sensoriais para regiões que correspondem a sua percepção, ao invés de nas regiões que correspondem ao fisiologicamente estímulos sensoriais.

Modalidade Sense: Causa Física: Sinal detectado: O modelo de cérebro:
Olfativo Chemicals As reações químicas Cheiros
Auditivo Vibrations Ondas de pressão Sounds
Visual Desconhecido Luz Espaço, tempo
realidade

Tabela I: Representação do cérebro de diferentes inputs sensoriais. Os odores são uma representação de composições químicas e concentração nossos sentidos nariz. Os sons são um mapeamento das ondas de pressão de ar produzidos por um objecto vibratório. Em vista, não sabemos a realidade física, nossa representação é o espaço, e possivelmente vez.

A localização neurológica de diferentes aspectos da realidade foi estabelecida em neurociência por estudos de lesões. A percepção do movimento (ea consequente base da nossa noção de tempo), por exemplo, é tão localizado que uma pequena lesão pode apagá-lo completamente. Casos de pacientes com tal perda específica de uma parte da realidade [1] ilustrar o fato de que nossa experiência da realidade, todos os seus aspectos, é de fato uma criação do cérebro. Espaço e tempo são aspectos da representação cognitiva em nosso cérebro.

O espaço é uma experiência perceptiva muito parecido com o som. As comparações entre os modos auditivas e visuais de detecção pode ser útil para entender as limitações de suas representações no cérebro. Uma limitação é as faixas de entrada dos órgãos sensoriais. Orelhas são sensíveis na faixa de freqüência de 20Hz-20kHz, e os olhos estão limitados ao espectro visível. Outra limitação, que podem existir em indivíduos específicos, é uma representação inadequada das entradas. Tal limitação pode levar a tone-surdez e cegueira de cores, por exemplo. A velocidade da modalidade sentido introduz também um efeito, tais como o intervalo de tempo entre ver um evento e ouvir o som correspondente. Para percepção visual, uma consequência da velocidade finita da luz é chamada a Light Travel Time (LTT) efeito. LLT oferece uma interpretação possível para o movimento superluminal observada em certos objetos celestes [3,4]: quando um objeto se aproxima do observador em um ângulo raso, ele pode aparecer para mover muito mais rápido do que a realidade [5] Devido à LTT.

Outras conseqüências dos efeitos LTT em nossa percepção são muito semelhantes para a transformação de coordenadas da teoria da relatividade especial (SRT). Estas consequências incluem uma contração aparente de um objeto se afastando ao longo de sua direção de movimento e um efeito de dilatação do tempo. Além disso, um objeto se afastando nunca pode aparecer estar indo mais rápido do que a velocidade da luz, mesmo que a sua velocidade real é superluminal. Enquanto SRT não explicitamente proíbem, superluminality é entendida como levar a viagem no tempo e as consequentes violações da causalidade. Um aparente violação da causalidade é uma das consequências da LTT, quando o objeto superluminal está se aproximando do observador. Todos estes efeitos LTT são muito semelhantes aos efeitos previstos pela SRT, e estão atualmente considerado «confirmação’ que o espaço-tempo obedece SRT. Mas, em vez, espaço de tempo pode ter uma estrutura mais profunda que, quando filtrada através de efeitos LTT, resultados em nosso percepção que o espaço-tempo obedece SRT.

Quando aceitamos o ponto de vista da neurociência da realidade como uma representação de nossas entradas sensoriais, podemos entender por que a velocidade de figuras de luz de forma tão proeminente em nossas teorias físicas. As teorias da física são uma descrição da realidade. A realidade é criada a partir das leituras dos nossos sentidos, especialmente os nossos olhos. Eles trabalham com a velocidade da luz. Assim, a santidade concedida à velocidade da luz é uma característica apenas de nossa realidade, não o absoluto, realidade última que os nossos sentidos estão se esforçando para perceber. Quando se trata de física que descreve fenômenos muito além das nossas gamas sensoriais, nós realmente temos que levar em conta o papel que a nossa percepção e cognição jogo em vê-los. O Universo como o vemos é apenas um modelo cognitivo criado a partir dos fótons que caem em nossa retina ou nos foto-sensores do telescópio Hubble. Por causa da velocidade finita do transportador de informações (os fótons), nossa percepção é distorcida de tal forma a dar-nos a impressão de que o espaço eo tempo obey SRT. Eles fazem, mas o espaço eo tempo não são a realidade absoluta. “Espaço e tempo são modos pelos quais pensamos e não condições nas quais vivemos,” como o próprio Einstein colocá-lo. Tratar a nossa realidade percebida como representação do nosso cérebro de nossos insumos visuais (filtrou-se através do efeito LTT), veremos que todos os estranhos efeitos da transformação de coordenadas em SRT pode ser entendido como as manifestações da velocidade finita de nossos sentidos em nosso espaço e tempo.

Além disso, vamos mostrar que esta linha de pensamento leva a explicações naturais para duas classes de fenômenos astrofísicos:

Gamma Ray Bursts, que são muito breve, mas flashes intensos de \gamma raios, Atualmente acredita-se que emanam de colapsos estelares cataclísmicos, e Rádio Fontes, que são tipicamente simétrica e parece associada com núcleos galácticos, manifestações actualmente consideradas de singularidades do espaço-tempo ou estrelas de nêutrons. Esses dois fenômenos astrofísicos aparecer distintos e sem relação, mas eles podem ser unificados e explicou o uso de efeitos LTT. Este artigo apresenta um modelo quantitativo tais unificada. Ele também irá mostrar que as limitações cognitivas para a realidade, devido aos efeitos LTT pode fornecer explicações qualitativas para tais características cosmológicas como a aparente expansão do Universo e da radiação cósmica de fundo (CMBR). Ambos os fenômenos pode ser entendido como relacionado com a nossa percepção de objetos superluminais. É a unificação desses fenômenos aparentemente distintas em muito diferentes escalas de comprimento e tempo, juntamente com a sua simplicidade conceitual, que temos como os indicadores de validade deste quadro.

2. Semelhanças entre Efeitos LTT & SRT

A transformação de coordenadas derivado em papel original de Einstein [6] é, em parte, uma manifestação dos efeitos LTT e por consequência a imposição a constância da velocidade da luz em todos os referenciais inerciais. Isso é mais evidente no primeiro experimento de pensamento, onde os observadores se deslocam com uma haste de encontrar os seus relógios não sincronizado, devido à diferença no LTT do ao longo do comprimento da haste. Contudo, na interpretação atual da SRT, a transformação de coordenadas é considerado uma propriedade básica de espaço e tempo. Uma dificuldade que surge a partir desta formulação é que a definição da velocidade relativa entre os dois quadros de inércia torna-se ambígua. Se for a velocidade da trama em movimento, conforme medido pelo observador, em seguida, o movimento superluminal observado em jatos de rádio a partir da região do núcleo torna-se uma violação da SRT. Se for uma velocidade que temos a considerar os efeitos de deduzir LTT, então temos que empregar o adicional ad hoc pressuposto que superluminality é proibido. Essas dificuldades sugerem que pode ser melhor para separar os efeitos LTT do resto do SRT. Apesar de não ser tentada neste trabalho, a principal motivação para SRT, ou seja, a covariância das equações de Maxwell, pode ser conseguido mesmo sem atribuir efeitos LTT para as propriedades de espaço e tempo.

Nesta Seção, vamos considerar espaço e tempo como uma parte do modelo cognitivo criado pelo cérebro, e ilustrar que SRT se aplica ao modelo cognitivo. A realidade absoluta (de que o SRT-como o espaço-tempo é a nossa percepção) não tem de obedecer às restrições da SRT. Em particular, objectos não são restritas a velocidades subluminal, embora possam aparecer para nós como se eles estão restritos a velocidades subluminal em nossa percepção do espaço e do tempo. Se separar os efeitos LTT do resto da SRT, podemos compreender uma grande variedade de fenômenos, como mostrado neste artigo.

SRT visa coordenar uma transformação linear entre sistemas de coordenadas em movimento em relação ao outro. Podemos traçar a origem da linearidade de um pressuposto oculto sobre a natureza do espaço e do tempo construída em SRT, como afirmou Einstein [6]: “Em primeiro lugar, é evidente que as equações deve ser linear, em virtude das propriedades de homogeneidade que atribuímos a espaço e tempo.” Devido a essa suposição de linearidade, a derivação original das equações de transformação ignora a assimetria entre aproximando e se afastando objetos e concentra-se em objetos de recuo. Tanto a aproximação e recuo objectos pode ser descrito por dois sistemas que são sempre de recuo de cada outra coordenada. Por exemplo, se um sistema K está em movimento em relação a um outro sistema a ao longo do eixo X positivo de a, em seguida, um objeto em repouso K a uma positiva x está se aproximando de um observador na origem da a. Ao contrário SRT, considerações baseadas em efeitos LTT resultar em conjunto intrinsecamente diferente de leis de transformação para objetos que se aproximam um observador e os afastando dele. Mais geralmente, a transformação depende do ângulo entre a velocidade do objecto e a linha de visão do observador. Uma vez que as equações de transformação com base em efeitos LTT tratar aproximando e se afastando objetos assimetricamente, eles fornecem uma solução natural para o paradoxo dos gêmeos, por exemplo.

2.1 Primeira Ordem da Percepção Effects

Para se aproximando e se afastando objetos, os efeitos relativísticos são de segunda ordem na velocidade \beta, e velocidade tipicamente aparece como \sqrt{1-\beta^2}. Os efeitos LTT, por outro lado, são de primeira ordem na velocidade. Os primeiros efeitos de ordem têm sido estudados nos últimos cinquenta anos, em termos da aparência de um corpo estendido relativisticamente movendo [7-15]. Também tem sido sugerido que o efeito Doppler relativista pode ser considerada a média geométrica [16] cálculos de mais básicas. A crença atual é de que os primeiros efeitos de ordem são uma ilusão de ótica de ser retirado de nossa percepção da realidade. Uma vez que estes efeitos são levados para fora ou "deconvolved’ das observações, o 'real’ espaço e tempo são assumidos para obedecer SRT. Note-se que esta hipótese é impossível verificar porque o deconvolution é um problema mal colocado – existem múltiplas soluções para a realidade absoluta de que todos resultam na mesma imagem perceptual. Nem todas as soluções obedecer SRT.

A noção de que é a realidade absoluta que obedece arrumadores SRT em um problema mais profundo filosófica. Esta noção é equivalente a insistir em que espaço e tempo são na verdade 'intuições’ além da percepção sensorial, em vez de uma imagem cognitivo criado pelo nosso cérebro para fora das entradas sensoriais que recebe. Uma crítica formal das intuições kantianas de espaço e tempo está além do escopo deste artigo. Aqui, tomamos a posição de que é nossa realidade observada ou percebido que obedece SRT e explorar onde ela nos leva. Em outras palavras, supomos que SRT não é senão uma formalização dos efeitos perceptivos. Estes efeitos não são de primeira ordem na velocidade quando o objeto não está se aproximando diretamente (ou se afastando de) o observador, como veremos mais tarde. Vamos mostrar neste artigo que um tratamento de SRT como um efeito perceptivo nos dará solução natural para os fenômenos astrofísicos como explosões de raios gama e jatos de rádio simétricas.

2.2 Perception of Speed

Nós primeiro olhar para a forma como a percepção do movimento é modulada por efeitos LTT. Como observado anteriormente, as equações de transformação de SRT deleite apenas objetos se afastando do observador. Por esta razão, primeiro consideramos um objeto recuando, voando para longe do observador a uma velocidade \beta do objecto depende da velocidade real b (conforme indicado no apêndice A.1):


\beta_O ,=, \frac{\beta}{1,+,\beta} & Nbsp; & Nbsp; & Nbsp; & nbsp; & Nbsp; & Nbsp; (1)
\lim_{\beta\to\infty} \beta_O ,=, 1& Nbsp; & Nbsp; & Nbsp; & nbsp; & Nbsp; & Nbsp; (2)

Assim, devido aos efeitos LTT, uma velocidade verdadeira infinito é mapeado para uma velocidade aparente \beta_O=1. Em outras palavras, nenhum objeto pode aparecer viajar mais rápido que a velocidade da luz, inteiramente consistente com SRT.

Fisicamente, este limite de velocidade aparente equivale a um mapeamento de c para \infty. Este mapeamento é mais evidente em suas conseqüências. Por exemplo, é preciso uma quantidade infinita de energia para acelerar um objeto a uma velocidade aparente \beta_O=1 porque, na realidade, estamos acelerando-o a uma velocidade infinita. Este requisito energia infinita também pode ser visto como a massa relativista mudar a uma velocidade, atingindo \infty em \beta_O=1. Einstein explicou este mapeamento como: “Para velocidades maiores que a da luz nossas deliberações se tornam sem sentido; iremos, no entanto, encontrar no que se segue, que a velocidade da luz na nossa teoria desempenha o papel, fisicamente, de um infinitamente grande velocidade.” Assim, para objetos recuo do observador, os efeitos da LTT são quase idênticas às consequências da SRT, em termos da percepção da velocidade.

2.3 Dilatação do tempo
Dilatação do tempo
Figure 1
Figura 1:. Comparação entre o tempo de viagem de luz (LTT) efeitos e as previsões da teoria da relatividade especial (SR). O eixo X representa a velocidade aparente e o eixo Y mostra a dilatação do tempo ou o comprimento contracção relativa.

Efeitos LTT influenciar a forma como o tempo na objeto em movimento é percebido. Imagine um objeto se afastando do observador a uma taxa constante. Como ele se move para longe, os fótons sucessivos emitidos pelo objeto demorar mais tempo e mais tempo para atingir o observador, porque eles são emitidos em cada vez mais longe. Este atraso tempo de viagem dá ao observador a ilusão de que o tempo está fluindo mais lento para o objeto em movimento. Ele pode ser facilmente demonstrado (ver apêndice A.2) que o intervalo de tempo observado \Delta t_O está relacionada com o intervalo de tempo real \Delta t como:


  \frac{\Delta t_O}{\Delta t} ,=, \frac{1}{1-\beta_O}& Nbsp; & Nbsp; & Nbsp; & nbsp; & Nbsp; & Nbsp;(3)

para um objeto se afastando do observador (\theta=\pi). Esta dilatação do tempo observado é representada na figura. 1, onde ele é comparado com a dilatação do tempo previsto no SR. Note-se que a dilatação do tempo devido à LTT tem uma grandeza maior do que o previsto no SR. Contudo, a variação é semelhante, com ambas as dilatações de tempo tende a \infty como a velocidade observada tende a c.

2.4 Comprimento Contração

O comprimento de um objecto em movimento também aparece diferente devido a efeitos LTT. Pode ser mostrado (ver apêndice A.3) observado que o comprimento d_O como:


\frac{d_O}{d} ,=, {1-\beta_O}& Nbsp; & Nbsp; & Nbsp; & Nbsp; & Nbsp; & Nbsp;(4)

para um objeto se afastando do observador com uma velocidade aparente de \beta_O. Esta equação está representada também na Fig. 1. Note novamente que os efeitos LTT são mais fortes que os preditos em SRT.

Figo. 1 ilustra que tanto a dilatação e contracção de Lorentz tempo pode ser pensado como efeitos LTT. Enquanto as grandezas efectivas dos efeitos LTT são maiores do que o que prediz SRT, sua dependência qualitativa sobre velocidade é quase idêntico. Esta semelhança não é surpreendente, porque a transformação de coordenadas no SRT é parcialmente baseado em efeitos LTT. Se os efeitos LTT devem ser aplicadas, como uma ilusão de ótica, no topo das consequências da SRT como atualmente se acredita, em seguida, a contração do comprimento total observada e dilatação do tempo será significativamente mais do que as previsões SRT.

2.5 Deslocamento Doppler
O resto do artigo (as secções até Conclusões) foi abreviada e pode ser lido na versão PDF.
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5 Conclusões

Neste artigo, começamos com uma visão de neurociência cognitiva sobre a natureza da realidade. A realidade é uma representação conveniente que o nosso cérebro cria fora de nossas entradas sensoriais. Esta representação, embora conveniente, é um mapeamento experiencial incrivelmente distante das causas físicas reais que compõem as entradas para os nossos sentidos. Além disso, limitações na cadeia de detecção e percepção mapa para manifestações mensuráveis ​​e previsíveis para a realidade que percebemos. Uma tal restrição fundamental para a nossa realidade percebida é a velocidade da luz, e as manifestações correspondentes, Efeitos LTT. Como o espaço eo tempo são uma parte de uma realidade criada a partir de insumos de luz para os nossos olhos, algumas das suas propriedades são manifestações de efeitos LTT, especialmente na nossa percepção do movimento. O absoluto, realidade física gerar as entradas de luz não obedece as propriedades que atribuímos ao nosso espaço e tempo percebido. Nós mostramos que os efeitos LTT são qualitativamente idênticos aos do TSA, observando que SRT considera apenas quadros de referência recuando um do outro. Esta semelhança não é surpreendente, porque a transformação de coordenadas no SRT é derivado com base, em parte, os efeitos LTT, e, em parte, na hipótese de que a luz viaja à mesma velocidade com que diz respeito a todos os inerciais. Em tratando-o como uma manifestação de LTT, nós não abordou a principal motivação da SRT, que é uma formulação covariante das equações de Maxwell, como evidenciado pelas declarações de papel original de Einstein abertura [6]. Pode ser possível separar a covariância da eletrodinâmica a partir da transformação de coordenadas, embora não seja experimentada com este artigo.

Ao contrário SRT, Efeitos LTT são assimétricas. Esta assimetria fornece uma solução para o paradoxo dos gêmeos e uma interpretação das violações de causalidade assumidas associado com superluminality. Além disso, a percepção de superluminality é modulada por efeitos LTT, e explica g explosões de raios e jatos simétricos. Como mostramos no artigo, percepção do movimento superluminal também tem uma explicação para os fenômenos cosmológicos, como a expansão do Universo e da radiação cósmica de fundo em microondas. Efeitos LTT deve ser considerada como uma restrição fundamental em nossa percepção, e, consequentemente, na física, ao invés de uma explicação conveniente para fenômenos isolados. Tendo em conta que a nossa percepção é filtrada através de efeitos LTT, temos que deconvolute-los de nossa realidade percebida, a fim de compreender a natureza do absoluto, realidade física. Este deconvolution, no entanto, resulta em várias soluções. Assim, o absoluto, realidade física está além do nosso alcance, e qualquer suposto propriedades da realidade absoluta só pode ser validada através de quão bem a resultante percebido realidade está de acordo com nossas observações. Neste artigo, assumiu-se que o absoluto realidade obedece nossos mecânica clássica intuitivamente óbvio e fez a pergunta como essa realidade seria percebido quando filtrada através de efeitos LTT. Nós demonstramos que este tratamento especial poderia explicar certos fenômenos astrofísicos e cosmológicos que observamos. A distinção entre as diferentes noções de velocidade, incluindo a velocidade adequada e a velocidade de Einstein, foi objeto de uma edição recente da revista [33].

A transformação de coordenadas no SRT deve ser visto como uma redefinição do espaço e do tempo (ou, mais geralmente, realidade) a fim de acomodar as distorções em nossa percepção do movimento, devido aos efeitos LTT. A realidade absoluta por trás da nossa percepção não é sujeito a restrições de SRT. Pode-se ser tentado a argumentar que SRT se aplica ao 'real’ espaço e tempo, não a nossa percepção. Essa linha de argumentação levanta a questão, o que é real? A realidade é nada além de um modelo cognitivo criado em nosso cérebro a partir de nossas entradas sensoriais, inputs visual que é o mais importante. O próprio espaço é uma parte deste modelo cognitivo. As propriedades do espaço são um mapeamento dos limites da nossa percepção. Nós não temos acesso a uma realidade além de nossa percepção. A escolha de aceitar a nossa percepção como uma verdadeira imagem da realidade e redefinindo o espaço eo tempo, conforme descrito no SRT de fato equivale a uma escolha filosófica. A alternativa apresentada no artigo é solicitado pela visão da neurociência moderna que a realidade é um modelo cognitivo no cérebro com base em nossas informações sensoriais. Adotando essa alternativa nos reduz a adivinhar a natureza da realidade absoluta e comparando sua projeção previsto para nossa percepção real. Pode simplificar e explicar algumas teorias da física e explicar alguns fenômenos intrigantes no nosso Universo. Contudo, esta opção é mais uma postura filosófica contra a realidade absoluta incognoscível.

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