Тема форума: «"Блестящие" подтверждения теории относительности.»

" как это согласуется с тем, что "в момент разворота ракеты, он заметит, что возраст брата на земле резко возрастет и обгонит его собственный"."
фигуральная фраза. Брат состарится не в момент разворота, а за все время разных скоростей.

" Космонавт на орбите движется равноускоренно или его система инерциальна? Если равноускоренно, то почему он не чувствует сил инерции?"
Когда тебя ускоряет нечто, что толкает тебя под зад, ты чувствуешь давление этого. На земле ты чувствуешь вес - то как на тебя всего действует ускорение силы тяжести. А вот на орбите, когда находишься в состоянии свободного падения. все время промахиваясь по Земле и поэтому оставаясь на орбите, каждая частица твоего тела ускорятся силой тяжести и одновременно следует ей беспрепятственно, и ты не испытываешь никакого давления - невесомость, дорогой сэр.
Предваряя вопрос: а почему, если ускоряешься. но не увеличивается скорость? Потому. что ты одновременно и удаляешься ровно на столько от Земли, чтобы это компенсировать.

Само по себе утверждение вполне корректно: действительно, ускоряющаяся система имеет более богатые свойства, чем инерциальная.

нет, не поэтому. Ускорение - лишь способ достигнуть состояния замедления всех своих процессов, которое сопутствует скоростям. соизмеримым с максимально возможной. Просто без ускорения не возможно достичь таких скоростей.

Но не само ускорение, а получаемая скорость дает релятивистские эффекты.
Все верно, если убрать из задачи сам продолжительный полет на околосветовой скорости и мысленно считать, что 1 брат ускорившись почти мгновенно, сразу же остановился и «вернулся» в обратном порядке не пролетев и метра, - никакой разницы в возрасте быть не должно.
Причем, с точки зрения земного брата все вычисления можно провести в рамках СТО (читай - без привлечения ускорений), при рассмотрении проблемы глазами брата-космонавта необходимо учитывать эффекты ОТО (в коих я не силен еще больше чем в СТО).
В инете полно разбора полетов с цифрами на руках. Думаю главное понять идею неэквивалентности систем отсчета братьев.

str, разгребусь по хозяйству и постараюсь ответить обстоятельно и понятно.

Вот тут, на упрощенных формулах расписано с привлечением ОТО наблюдение из системы брата космонавта.
http://www.astronet.ru/db/msg/1170927/node5.html

Тут есть таблицы которые очень помогают пониманию
http://www.relativity.ru/articles/twins-chronicle.shtml
тут мультики
http://www.relativity.ru/articles/twins-paradox.shtml
тут популярная статья:
http://www.relativity.ru/issues/twins.shtml

Мне помогло вникнуть, но материала прилично и изложение требует аккуратности, так что попробуй прочесть, лучше я все равно не объясню.

"Чем и как "богаче" неинерциальная система отсчета летающего братца."
Тем, что к прежнему состоянию вещественных тел при ускорении изменяются фундаментальные свойства вещества, в частности, скорость процессов в нем. В чем это выражется - в самом низу
Но сначала предлагаю прочесть интересную статью по озвученным непоняткам: http://scorcher.ru/art/theory/sto/constant_c.php, самое важной откуда я выделил ниже:
Главная аксиоматика теории относительности выражена в цитате А.Эйнштейна 1922 г. [8, стр. 27]:«Все опыты показывают, что поступательное движение Земли не влияет на электромагнитные и оптические явления по отношению к Земле, как к телу отсчета. Наиболее важными из этих опытов являются опыты Майкельсона и Морли, которые я предполагаю известными. Таким образом, справедливость специального принципа относительности вряд ли может вызывать сомнения»
... В опыте Майкельсона – Морли световые волны распространяются в двух взаимно перпендикулярных направлениях с одинаковой скоростью С относительно «эфира», но в процессе измерений поочередно одно из плеч интерферометра движется вдоль световых волн, а второе – перпендикулярно им. Движение плеча интерферометра вдоль световых волн приводит не только к искомому в опыте изменению интервала времени прохождения луча света вдоль плеча «туда» и «обратно», но и к изменениям частоты световых колебаний на зеркалах, расположенных в этом плече интерферометра. Эти изменения частоты колебаний наглядно проиллюстрированы flash-моделью.
...
Зададимся простым, на первый взгляд, вопросом: «относительно чего постоянна скорость света в специальной теории относительности (СТО)?». Многие из тех, кому я задавал этот вопрос, удивленно пожимали плечами, но, подумав, несколько неуверенно произносили: «относительно пустоты». Однако на практике скорость движения одного материального объекта (в том числе – частицы или световой волны) может быть определена относительно системы отсчета, связанной с некоторым другим материальным объектом, а не «относительно пустоты», поскольку сама пустота, если она действительно может существовать в природе, не является материей и не характеризуется никакими физическими константами.
...Тогда, все-таки, относительно чего она постоянна?
...движение приемника света и движение света не связаны между собой никакой причинно-следственной зависимостью, и ничем не ограничиваемая в «совершенно пустой» области пространства скорость «приемника света» в принципе может иметь любое произвольное значение относительно движущихся световых волн. Если свет и приемник движутся независимо друг от друга, то каким же образом значение скорости света оказывается всегда равным С относительно «приемника света»? Вопреки практике и логике по А. Эйнштейну «мы должны считать» движение света таким движением, скорость которого постоянна и равна С относительно любого объекта (и связанной с ним координатной системы), равномерно движущегося в любом направлении с произвольной скоростью относительно других объектов в «совершенно пустой» области пространства. Такое относительное движение света и приемника, если оно может существовать, коренным образом отличается от обычного независимого движения, каковым является любое относительное движение не связанных между собой материальных объектов.
А. Эйнштейн постулирует существование в природе совершенно нового для физики явления – абсолютной скорости движения света, имеющей одно и то же значение при измерении ее в любом множестве координатных систем, движущихся относительно друг друга «в пустоте». Выдвижение такого постулата, в свою очередь, неизбежно должно привести и действительно приводит в СТО к отказу от безоговорочно признаваемых классической физикой абсолютного времени и абсолютного пространства, размеры единиц времени и длины в которых одинаковы для всех координатных систем.
... пространство и время, в которых движутся объекты, обладают свойством изменяться в зависимости от скорости движения этих объектов.
... поскольку объекты движутся с одинаковой скоростью С относительно волн общего луча света, результат «вычислений» пространством и временем скорости движения объектов относительно друг друга всегда должен быть равен нулю (!), с какой бы относительной скоростью в действительности не передвигались эти объекты – «приемники света».
...«... законы природы не зависят от состояния движения системы отсчета, по крайней мере, если она не ускорена»
...
О чем свидетельствует масса известных экспериментов, в которых «регистрируется» несуществующее реально релятивистское «замедление» времени? Ответ может быть один. В действительности экспериментаторы регистрируют не кажущееся замедление времени, а реальное замедление скорости протекания физических процессов, происходящих в материальных объектах, движущихся относительно нас с большими скоростями, сопоставимыми со скоростью света, или с большими ускорениями.

Т.о., скорость света для "статических" наблюдателей - 300.000км/сек,
ощущаемая скорость света, ощущаемая для того, кто передвигается со скоростью 100.000км/сек относительно наблюдателя составит почти 500.000 км/сек,
и скорость света для самого света - бесконечно велика - потому, что для него никакие процессы, по которым и возникает понятие времени, не происходят.

Теория относительно основывается на постулате о постоянной скорости, а не понимании природы такого явления (хотя этот постулат в качестве описания природы оказался верным). К пониманию природы же только подходят с помощью теорий, описывающих общий закон взаимодействий. Никто толком пока не знает как все это представить. тем более, что наверняка для образного представления нет никаких аналогий. Но все же можно попробовать это сделать. исходя из уже довольно определенно известного, о чем было написано резюме http://www.scorcher.ru/art/theory/resume.php , в котором по теме говорится:
Возмущение в вакууме распространяется не по принципу толкания предыдущей частицы среды последующей, а изменением некоего фундаментального свойства - поляризацией некоего (пока не воспринимаемого в какой-либо аналогии) свойства поля, по принципу, как это происходит в диэлектрике.
Это распространение поддерживается "выталкиванием", разкомпенсацией ранее взаимно скомпенсированных энергий, составляющих вакуум.
Минимальное возмущение поля возможно только в виде кванта деформации. Если возникла такая деформация то не может не возникнуть и соответствующая "дырка", что проявляется флуктуацией вакуума.
... Если возмущение поля в виде кванта распространяется (в виде последовательной поляризации) с большой скоростью и не проявляет локальных эффектов, то в стационарном состоянии возникают эффекты зарядов и массы. Масса - проявляется в двух ипостасях.
Инерционная масса - выражается в необходимости приложить воздействие определенной силы для того, чтобы вызвать соответствующее ускорение этой массе. Понятно, что без приложенной силы местоположение массы относительно других масс меняться не обязано масса не скачет сама по себе по собственной прихоти, а находится в статическом "покое".
Представим передачу механического воздействия от одного свободного электрона другому. Оба являются зарядами, окруженными полями, через которые они и взаимодействуют. Посчитаем один электрон неподвижным относительно другого, приближающегося к нему. При сближении начинает возникать взаимное влияние через окружающие их поля (деформацию вакуума). Электрон, являясь закольцованной волной, при встрече с деформацией вакуума (полем), порожденной другим электроном, меняет пространственные параметры своей закольцовки с каждым встретившимся квантом деформации, что выражается в его пространственном перемещении. Т.е. воздействие на условия закольцовки несколько дестабилизируются (точно как это было бы со стоячей волной в вихре), заставляя квант, уходя в сторону, смещать закольцовку (вихрь начинает движение).
В свою очередь и поле "неподвижного" электрона точно так же влияет на пространственное расположение сближающегося электрона. Это приводит к изменению скоростей обоих электронов. Понятно, что если будет приближаться не один, а два электрона, то и их влияние на "неподвижный" будет вдвое больше. Таким образом, передача момента движения происходит пропорционально количеству зарядов в столкнувшихся веществах, что мы выражаем понятием инерционной массы.

Таким образом, движение вещественных тел воплощается как изменение распространения всех закольцовок элементарных составляющих тел, относительно других тел, но никак не относительно вакуума. Но это распространение самым непосредственным образом вызывает попутные деформации вакуума (раскомпенсацию квантов его энергий).
Что будет происходить, если в тело с одной стороны бьют постоянно другие тела. так что придают все больше ускоряющих импульсов? Смещение начнет приближаться к максимальной скорости передачи деформации в вакууме, но никогда не сможет достичь ее в пределе. Ясно, что смещение закольцовок не может быть больше, чем предел возможности в распространении деформации вакуума, который определяется скоростью раскомпенсированных квантов (так же как скорость вихря в среде не может быть больше скорости звука - отдаленная аналогия, т.к. вакуум- "среда", не связанная причинно). И чтобы приближаться к нему, необходимо затрачивать все больше "энергии", которая преобразуется во все большее рассогласование закольцовок, приближающееся к условиям раскольцовки и свободно распространяющейся в виде квантов деформации. Тогда масса полностью перешла бы в "энергию" свободно распространяющихся квантов, как это бывает при аннигиляции (формула соответствия массы и энергии).
Эта добавочная энергия движущегося тела (в виде степени рассогласования закольцовок) определяет массу вещества относительно других тел и с увелиением относительной скорости растет. Кроме того, критерий того, насколько элементарные частицы, составляющие вещество, имеют рассогласованные закольцовки, определяеющие вектор перемещения относительно других тел (но не вакуума), говорит о том, насколько все процессы, протекающие в таком теле, более замедлены по сравнению с процессами, протекающими в веществах с меньшей степенью рассогласований закольцовок. В пределе (чисто теоретическом), процессы в теле, которое бы двигалось со скоростью света, вообще не могли бы происходить потому, что все процессы определяются именно относительными скоростями деформаций вакуума в сравнению с предельно возможной скоростью деформаций - скоростью свободного распространенная кванта.

Статья по ссылке неверная. Совершенно неправильно считать, что именно ускорение приводит к релятивистским эффектам. Так же как и говорить о том, что "время замедляется".
Первое напрямую противоречит соответствующим формулам теории относительности. Второе – попытка оперировать несуществующим, в то время как изменяется динамика процессов – то какие причинные связи успевают отработать в теле при его перемещении между какими-то двумя другими телами с релятивистской скоростью. Так вот, процессы успевают меньше пропорционально соотношению квадратов скоростей: тела и максимально возможной, а никаких других относительных скоростей других тел во вселенной, что непосредственно и отражается в релятивистской формуле. Я же говорил, что сравнивать можно только с максимально возможной скоростью.
При этом утверждение о том, что все инерциальные системы отсчета равноправны становится верным. Но никакого сравнения скоростей между ними. Ведь четко постулировано: вещественные приемники света, какой бы скоростью они не обладали, будут регистрировать одну и ту же скорость света. А любые вещественные тела можно назвать стационарными относительно максимально возможной скорости потому, что их разделяет бесконечность: чтобы приблизить вещество к предельной скорости нужна бесконечно большая энергия.
Плохо то, что при переходе к квантовым причинам всего этого, трудно отказаться от зримых, а потому и механистических моделей. Так и кажется, что закольцовка – обычный вихрь чего-то там (эфира, конечно). Вот если бы был эфир, то да, любое состояние соседней точки причинно бы зависело от другой. Они бы были связаны взаимодействием через свойства эфира. Но в вакууме этого нет. Там нет таких связей. Каждая точка флуктуирующей разкомпенсации энергий – сама по себе создает своим появлением локальную метрику и потом исчезает совершенно бесследно.

N_A - это ты дал мне ссылку на неверную статью.
Думаю что статья вполне нормальная, если не придераться к некотрой вольности в терминологии.
П.С.
Объяснения с упоминанием вещества в виде закольцованных стоячих волн, и флуктуаций вакууме похожи на гипотезу с переднего края науки, а не классическое решение парадокса.