Почему паровоз тянет а не толкает
Перейти к содержимому

Почему паровоз тянет а не толкает

  • автор:

Часто вижу что локомотив толкает вагоны, а не тянет, как он видет что впереди происходит?

для таких манипуляци не должно быть помех на пути, да и 100% чувак стоит спереди и мониторит это дело сообщая по рации.

Вообще тоже интересовал этот вопрос, но есть одно НО! часто замечаю (т.к. в последнее время часто бываю возле ж.д. развязки) что локомотивы толкают грузовые составы от 4 до 10 вагонов, по обыкновенным путям, где поезда ездят и на первом вагоне никаких дядьков невидно.

Да на светофоры маневровые машинист зырит 🙂 А по путям — не ходить.

RPI.su — самая большая русскоязычная база вопросов и ответов. Наш проект был реализован как продолжение популярного сервиса otvety.google.ru, который был закрыт и удален 30 апреля 2015 года. Мы решили воскресить полезный сервис Ответы Гугл, чтобы любой человек смог публично узнать ответ на свой вопрос у интернет сообщества.

Все вопросы, добавленные на сайт ответов Google, мы скопировали и сохранили здесь. Имена старых пользователей также отображены в том виде, в котором они существовали ранее. Только нужно заново пройти регистрацию, чтобы иметь возможность задавать вопросы, или отвечать другим.

Чтобы связаться с нами по любому вопросу О САЙТЕ (реклама, сотрудничество, отзыв о сервисе), пишите на почту [email protected] . Только все общие вопросы размещайте на сайте, на них ответ по почте не предоставляется.

Почему паровоз тянет а не толкает

AlexM77

08.04.11 22:50

Каким образом он задом может ехать? Интересует чисто техническая сторона вопроса, поршню то всё равно, куда колёса крутятся, знай себе толкай шатун, я вот в технике соображаю, знаю, что ответ простой должен быть, потому как механика та несложна со времён Стефенсонов и Черепанова.
Приветствуются личные знания, а не сносски, там я и сам посмотреть могу.

Штобы иметь много денег Их надо много тратить​
hartung.65 старожил 09.04.11 08:29
NEW 09.04.11 08:29
в ответ AlexM77 08.04.11 22:50, Последний раз изменено 09.04.11 08:31 (hartung.65)
В ответ на: куда колёса крутятся, знай себе толкай шатун

У паравоза есть устройство которое переключает пар с толкай шатун на тяни шатун в нужной фазе, и им можно управлять.
Проблема когда паравоз стоит и так попало что поршень стоит в одной из мертвых точек.
Чтобы выйти из такой ситуации делают два цилиндра со смещенным по фазе рабочим ходом.

awk0209 старожил 09.04.11 09:27
NEW 09.04.11 09:27
в ответ AlexM77 08.04.11 22:50, Последний раз изменено 09.04.11 09:30 (awk0209)
In Antwort auf: поршню то всё равно, куда колёса крутятся, знай себе толкай шатун

Поршню то да. Но для направления вращения коленвала не все равно в каком положении шатун находится, когда его толкает поршень.

In Antwort auf: механика та несложна со времён Стефенсонов и Черепанова.

Так сам Стефенсон, конструируя кулисный механизм парораспределения, и придумал сразу как менять направление врашения коленвала на обратное.
Перевел кулисный камень в другую половину кулисы и изменил ход на обратный.

AlexM77 коренной житель 09.04.11 21:40

AlexM77

NEW 09.04.11 21:40
в ответ hartung.65 09.04.11 08:29
В ответ на: Чтобы выйти из такой ситуации делают два цилиндра со смещенным по фазе рабочим ходом.

До этого я сам додумался, тем более, что подобная конструкция делает ход более плавным, а как машинист узнаёт, где поршня находтся?

Штобы иметь много денег Их надо много тратить​
AlexM77 коренной житель 09.04.11 21:47

AlexM77

NEW 09.04.11 21:47
в ответ awk0209 09.04.11 09:27

В ответ на: Но для направления вращения коленвала не все равно в каком положении шатун находится, когда его толкает поршень.

Почему практически бесполезно делать локомотив мощнее

Физика движения локомотива такая: чем он мощнее, тем лучше он трётся о рельс и больше тянет. При этом чем больше вам нужно тянуть, тем тяжелее должен быть локомотив, чтобы не проскальзывать по рельсу. А чем тяжелее он будет, тем больше шансов повредить рельс. В итоге примерно к 2000-м годам вся эта система достигла равновесия: более-менее устаканились ТТХ отечественных локомотивов с учётом ширины колеи и допустимого износа пути.

То есть если нужно тянуть длинный товарняк, используется не более мощный и тяжёлый локомотив, а подцепляются вторая, третья или даже четвёртая секции.

В итоге производство локомотивов из растущего вертикально скачками благодаря НИИ превратилось в эволюционирующее постепенно, выигрывающее несколько процентов то тут, то там. И главные выигрыши сейчас — в экономике, то есть себестоимости и скорости серийного производства.

Давайте покажу завод «Уральские локомотивы» — но не ту часть, где прекрасные Ласточки, а ту, где самый хардкор.

Вот так производство выглядит изнутри. Справа и слева — обрабатывающие центры, сверху — краны, на которых можно перемещать детали дальше.

Производство, мы идём в правую часть. Гламурная левая — для «Ласточек». Справа преимущественно сталь, слева преимущественно алюминий, и материалы стараются не пересекать.

Почему понадобились локомотивы вообще

Так исторически сложилось, что у нас с вами очень большая страна. В качестве кандидатов на логистические пути ещё при царе рассматривались дирижабельные трассы, железная дорога и речные пароходы. Уже тогда железная дорога эффективно обошла речной транспорт, а дирижабли что-то не взлетели. В итоге к концу СССР мы имеем одну из самых крупных в мире железнодорожных систем, от которой очень сильно зависит почти всё в стране.

Дальше с 1993 года по 2003 год парк тяги почти не обновлялся и быстро устаревал и амортизировался. К началу двухтысячных стало понятно, что объём перевозки грузов будет снова расти. Понадобилось много новых тепловозов и электровозов. Электровозы были нужны больше, поскольку их системный экономический КПД был выше. При этом у нас на тот момент было два стандарта электрификации — на переменном и постоянном токе. Постоянный достался нам ещё от царя (но в прод вошёл в СССР), а переменный — более современный стандарт. На переменном токе контактная сеть 25 кВ, а ток небольшой очень. На постоянном всё наоборот – 3 кВ, но при этом токи очень большие, поэтому частые пережоги проводов. Но, очевидно, перекладывать старую электрификацию — почти космическая программа.

Первые электрифицированные участки начали появляться примерно в 1926 году. Была электричка под Баку, там электрификация была 1,2 кВ. Переменный ток появился в середине 50-х. Первые электровозы купили во Франции. Появился Н60 (ВЛ60) на ртутных выпрямителях. Из-за паров ртути было много проблем со здоровьем машинистов — это, в частности, к вопросу безопасности и эргономики рабочего места. Потом уже появились более современные выпрямители — ВЛ60К с «К» в конце, потому что кремниевые.

В СССР электровозы переменного тока делал Новочеркасский электровозостроительный завод, а для постоянного тока — Тбилисский завод. На 2003 год Новочеркасск был жив, а Тбилисский завод, скорее, нет. То есть они брали разовые заказы, выпускали локомотивы старых серий и вообще не входили в состав нашей страны.

В 2003 году понадобился новый завод, и его основали под Екатеринбургом, в Верхней Пышме. Напомню, Екатеринбург — это город-завод, куда в ВОВ эвакуировали очень много тяжелого производства из Москвы. Почти полный цикл производства материалов и компонентов рядом был — ну, если не считать таких штук типа электродвигателя или его прошивки, которые довольно тяжело отлить на оборудовании времён ВОВ. Позже «Группа Синара» и «Сименс» заключат союз, и у нас будет локализовано производство наиболее наукоёмких частей для разных поездов. Так старый завод сварных машиностроительных конструкций стал «Уральскими локомотивами».

Модификация ВЛ11

Первые заказы были на модификацию 30 старых добрых рабочих лошадок ВЛ11. В первую очередь туда были нужны новые микропроцессорные системы управления, плюс раз уж всё разбирали — несколько пропатчили кабину, чтобы она была комфортнее и соответствовала новым нормам труда. Тогда в 1998 году впервые для России и стран СНГ возникли нормы безопасности для сертификации подвижного состава. Кто-то понял, что замерзающий скрюченный машинист не в полной мере может сосредоточиться на работе, и появились требования по микроклимату и основным эргономическим параметрам рабочего места. В смысле, не то, чтобы всё было так плохо, но стало удобнее, просторнее, и локомотивы стали испытывать для диапазона температур +50 и -50 не только в плане «узлы не отказывают».

Фрагмент кабины ВЛ11 из музея железных дорог Екатеринбурга

Более современная кабина 2ЭС6

Гораздо важнее, что стояла задача набраться опыта модернизации ВЛ11 и разработать электровоз переходного периода. Стратегия РЖД подразумевала, что сначала будет выпущена некая времянка, которая закроет острую потребность в тяге, а потом уже придут перфекционисты и сделают нормальный электровоз. Поскольку в развитии РЖД работают здравые люди, и у них есть огромный НИИ для оценки долговременных параметров, уже тогда подозревали, что времянка будет постоянной, и поэтому хотели собрать все шишки как можно раньше на ВЛ.

Самое важное — локомотивы переходного периода всё ещё были с коллекторными тяговыми двигателями (следующее поколение поменяет движки), но уже с интегрированной микропроцессорной системой управления.

Локомотивы переходного периода 2ЭС6

На локомотив накатили все мелкие патчи, которые копились примерно последние полвека.

Увеличили комфорт локомотивной бригады.

Выросла сила и мощность — в первую очередь сила тяги. В локомотиве вообще главное не мощность, а его способность что-то за собой тащить (где что-то — это грузовые вагоны).

Появилась система самодиагностики и вообще куча микросхем площадью менее 1 квадратного метра. Это же изменило парадигму управления. Если раньше электровоз в плане устранения неисправностей в пути был похож на беготню с перемычками, которыми надо было отсекать участки цепей, то теперь он стал программно-управляемым, то есть машинист мог сделать всё с пульта.

Сейчас в производстве трёхсекционная «Синара» (2ЭС6). Одну секцию на практике никто не эксплуатирует, потому что для разворота нужен круг, а у нас в стандарте почти везде тупики, то есть нужно иметь кабину спереди и кабину сзади. Сцепка из двух секций даёт нужную силу тяги и возможность ездить в обе стороны. Если нужно больше тяги — в середину ставят третью бустерную секцию. Она принципиально такая же, как две другие, просто без кабины. Например, такие сцепки используются на Кузбассе для перевозки угля — для поездов до 12 тысяч тонн. Как правило, бустерную секцию из сцепки не вынимают, а просто эксплуатируют всё это вместе как один объект. Для самых тяжёлых участков используется две бустерные секции внутри, получается «квадрат» — четырёхсекционный электровоз.

И ещё из очень важного — к этому моменту уже улучшились материалы, и можно было переделать много узлов под новый сопромат. Появились новые стали, которые могли держать гораздо большую нагрузку большее время. А это дало возможность улучшить почти всё: и обычное поведение, и поведение в кривых, и во время набора и сброса тяги, и реакцию на удары от неровностей путей. Самое важное — усталостная прочность стали, по ней в сфере закладывается двойной запас.

Тележка для 2ЭС6

Ну и кое-что поменялось в самой архитектуре узлов. Если на Свердловской железной дороге у ВЛ11 бандаж надо менять на колесе и на колесной паре каждые 350 тысяч километров, то на 2ЭС6 надо менять его каждые 500 тысяч километров. Хотя бандаж там стоит тот же самый — но из-за особенностей устройства лучше вписывается в кривые. Те же листовые рессоры заменены на более сложные, двигающиеся не только вверх-вниз, но и по горизонтали.

2ЭС6 выпущено 1155 штук, и они вполне нормально эксплуатируются на железных дорогах по всей стране.

Вот так трёхсекционка выглядит сверху:

А это охлаждение:

Вот таблички ждут своего часа:

Конечно, я не удержался и заглянул в вентилятор:

Сварка аккуратная, потому что её делает робот. Красноватые метки — это приходил контроль качества и нанёс свой раствор.

А вот портрет робота-сварщика:

Рядом с ним работают и обычные мужики:

2ЭС10 «Гранит»

Следующее поколение — 2ЭС7 и 2ЭС10. 2 — это две секции (может быть и больше), ЭС — электровоз секционный, 6, 7 и 10 — тип. Художественное название получили тип 6 двухсекционный электрический – «Синара», и тип 10 двухсекционный электрический — «Гранит».

«Гранит» получился очень крутым на тот момент. Потому что он упёрся уже не в конструкционные особенности и недостаток технологий, а в те самые физические пределы по рельсам и ширине колеи.

Музейный экспонат: чем может кончиться излишняя нагрузка на головку рельса

В итоге как раз «Гранит» максимально соответствует задаче «перевозить максимум грузов минимумом единиц тяги». Плюс его можно было производить много, очень много — сейчас завод готов делать до 320 секций в год, то есть если делать только двухсекционки — 160 локомотивов в год. На конец весны произведён 171 «Гранит» и 12 2ЭС7.

К сожалению, для гордости патриотов это некоторый удар: главная наукоёмкая часть разработки как ЭС10, так и ЭС7 — это асинхронные приводы, которые привнёс «Сименс». Правда, собираются они сейчас уже в России в Санкт-Петербурге.

Асинхронные приводы дали более плавное регулирование тяги, чем приводы с независимым возбуждением (а они регулировались плавнее приводов первых поколений). Микропроцессорное регулирование дало возможность лучше работать с тягой — и это тоже сыграло на основную задачу. Там, где двухсекционный ВЛ11 везёт в номинале 4 тысячи тонн, новый может взять 5,5 тысяч тонн (у электровоза с приводом независимого возбуждения тяговых двигателей сила тяги лучше там реализуется, чем у обычного электровоза примерно на 12-14%, а у асинхронного выигрыш ещё до 12%). Разместить в тележке коллекторные движки больше чем 800-850 кВт не получается из-за текущих изоляционных материалов. На 2ЭС6 двигатель уже был мощностью 810 кВт, и дальнейшее развитие лежало уже только через асинхронный привод. 2ЭС6 — 5,5 тонн масс движка на 810 кВт, 2ЭС10 — примерно 4 тонны на 1050 кВт.

Схема расположения оборудования в 2ЭС10, изображение предоставлено пресс-службой «Уральских локомотивов»

Электродвигатель «Ласточки», просто оцените размер

Конечно, можно пойти и по другому пути — маневрировать количеством секций (сейчас дополнительные подцепляют на подъёмах) или же модернизировать сам путь, либо расширяя колею, либо меняя стали головки рельса. Но это, как вы понимаете, скорее, из области фантастики.

Ещё по мере прогресса электровозов менялось торможение — рекуперация, более точное управление. Это влияет на техническую скорость: пневматическое торможение вообще-то не даёт такую фичу как «сбросить скорость на 5 км/ч». Практика была такая: идёте вы на 80 километров в час, применяете торможение и через 7-8 минут едете уже 40. А вот задачи уровня «ехать с точно заданной скоростью через N минут» или «удерживать фиксированную скорость на спуске» решались очень примерно. Точное их решение даёт возможность выбирать оптимальные варианты движения — то есть экономить энергию.

Поменялось охлаждение. Более мощные машины потребовали индивидуальных вентиляторов на каждую тележку. В следующем поколении и на каждый двигатель вентилятор будет свой.

У коллекторных электровозов (2ЭС6) интервал между техобслуживаниями не очень большой, а у асинхронных в силу другой архитектуры обслуживание не через сутки происходит, а через 96-120 часов.

Ещё немного про завод

Вот примерно так выглядит сборка деталей локомотивов:

Отдельный центр обработки:

Завод создавался не по «советской» схеме полного цикла, а по европейской (или по довоенной московской), когда, например, то же литьё делается там, где с ним уже работают. То есть приезжает довольно много деталей высокой степени готовности. То, что критично для изделия, — изготавливается на месте, остальное дособирается. То есть если на ТВЗ оказалось проще собирать мебель для вагонов внутри комплекса, то тут те же электрошкафы приезжают готовыми.

Преобразователи собственных нужд для 2ЭС6

Из последних приобретений завода — новая покрасочная линия для крупных элементов. Вообще, окраска тут совершенно особенная, потому что наносится два слоя грунта и поронаполнитель, а только потом основной слой. До окраски элемент обрабатывается в дробеструйной камере. В комплексе 2 камеры для мелких деталей, 3 камеры для крупных узлов (рам тележек), моечная камера. До секции стоит дробеметная установка и дробеструйка, после — сушильная камера.

Если на всём заводе элементы и материалы двигаются кранами или перевозятся на погрузчиках, то в покрасочной линии есть своя транспортная система — элемент один раз подвешивается и едет до последнего. В старых камерах надо было двигать всё вручную.

Вот ручная окраска сложных участков. Краски используются водорастворимые.

Контроль качества

Качество контролируется по IRIS (ISO/TS 22163). Как обычно — входной контроль поставок, сквозной контроль (каждый следующий обрабатывающий центр — внутренний заказчик с требованиями по приёмке) и приёмочные испытания. Внутренний контроль автоматизируется, где можно — например, геометрия колёсных пар замеряется роботом с лазером (Calipri). На электрической пусконаладке стоит «Адаптроник» NT 850. Её мы в это посещение лично не видели, но вот цитата из описания: «В программу системы вносятся все электрические схемы, на основании которых подключенный к вагону NT 850, проводит проверку каждой схемы, каждого соединения во всех узлах вагона».

Всё то, что можно контролировать неразрушающими методами (магнитопорошковый для поиска дефектов поверхностей, ультразвуковой для поиска дефектов внутри, вихретоковой для поиска дефектов структуры металла + рентген + капиллярный метод) — контролируется ими. Часть продукции выборочно контролируется разрушающими методами — то есть выбирается случайная деталь, случайный кусок материала или другой элемент из потока и относится посмотреть прочность на растяжение, на химические анализы, макрошлифование сварных швов и так далее.

Вот лежат оси, ждут контроля качества. Это оси электровоза, их очень легко отличить от осей «Ласточек»

Оси «Ласточек». Все оси проверяют на комплексе «ГЕОМЕТРИКС-О» — робот берёт ось, качает ей, крутит — и на основе нагрузок на разные датчики ищет геометрические дефекты.

Куда двигаться дальше

К концу года должен появиться новый электровоз 2ЭС6А с асинхронным приводом. Причём отечественного производства. И это базовая платформа для целой линейки машин.

Конечно, завод идёт по пути локализации. И пандемия, и вообще последние экономические события заставляют где-то просто экономически стимулировать отечественных производителей, где-то учить и помогать поставить какие-то процессы — но те, кто способен конкурировать с европейскими поставщиками, подключаются к программе поставок. И, конечно, системно выгодно, чтобы таких было больше.

Гораздо больше сосредоточено не в изменении изделия, а на производстве. За последние годы сильно снизилась себестоимость проектирования, например. Если раньше конструкторский коллектив состоял из нескольких тысяч человек, которые упирались по производительности в бутылочное горлышко бумажного чертежа и калькулятора, то сейчас ту же работу могут делать 120 человек, имеющих нормальный софт. Примерно похожий процесс произошёл с технологами, которые могут сразу же проектировать ТЗ для обрабатывающих центров и выгружать на станки параметры. Для примера на Новочеркасском заводе во времена его расцвета работало около 14 тысяч человек, и выпускал он тот же порядок электровозов по количеству в год. На «Уральских локомотивах» же работает 3917 человек (на апрель 2021). То же примерно количество локомотивов плюс «Ласточки» (всего выпущено 1338 электровозов на начало июня и 193 «Ласточки», там в том числе пятивагонные, семивагонные и десятивагонные). Да, понятно, что это другие инвестиции в оборудование и автоматизацию, но итоговый выигрыш всё равно ощутимый.

С нами сегодня был Виталий Брексон, первый заместитель генерального директора по технической политике.

Парадокс Белла для релятивистcкого паровозика

Вскоре после создания специальной теории относительности было разобрано до косточек большое число ‘парадоксов’ — парадоксов в кавычках, потому что парадоксами они были только для нашего ‘здравого смысла’, который натренирован на классической ньютоновской механике, которая прошита в нашем мозжечке. Парадокс близнецов, парадокс карандаша и пенала, итд.

Но есть еще один парадокс, парадокс Белла (того самого, чьим именем названо неравенство квантовой механики). Он интересен тремя моментами:

  1. Первое его упоминание относится к 1959 году, а стал он известен в широких кругах с 1976 года, когда теория относительности уже приобрела привкус тривиальности.
  2. Он значительно сильнее контр интуитивен чем другие парадоксы. Большая часть опрошенных физиков дают сперва неправильный ответ. В литературе есть споры даже в 2000е годы
  3. У парадокса есть следствия, которые корректно мы не можем интерпретировать по сей день

Итак, снова паровозик Эйнштейна

Даже два. Два паровозика ‘Томас’ стоят рядом друг с другом почти без зазора у платформы, где, как всегда находится неподвижный наблюдатель, связанные веревкой, и одновременно начинают ускоряться в одном направлении.

Для тех кто среагировал на слово ‘одновременно‘: здесь как раз проблем нет. И паровозики, и наблюдатель в начале эксперимента стоят около платформы и поэтому находятся в общей покоящейся системе отсчета. Нет никаких проблем договориться тронуться в путь ровно в 12:00:00 и для наблюдателя и обоих машинистов отправление произойдет одновременно.

После этого паровозы развивают скорость, близкую к скорости света. Как известно, их длина будет сокращаться, и для определенности, пусть паровозы станут ровно в два раза короче. В пространственно-временной диаграмме ускорение сцепки из двух паровозов будет выглядеть так:

поезд сокращается как одно целое

Хотя секунду, про веревку мы ведь можем забыть, каждый паровозик может рассматриваться, как ускоряющийся независимо. Так как паровозы стартовали синхронно, то их мировые линии имеют одинаковую кривизну и отличаются лишь смещением:

расстояние между кривыми постоянно

То есть в итоге паровозики оказываются разделенными большим расстоянием и веревка лопнет. Или не лопнет? Проверьте себя, какой вариант верен:

Лопнет ли веревка?

Веревка лопнет. Второй вариант верен.

Для того чтобы начало объяснения правильного ответа не было сразу видно, отделим его картинкой.

А что думаешь ты?

Обратите внимание на диаграмму для первого случая. Бросается в глаза то, что второй паровозик (сзади) должен ускоряться быстрее, чем первый (кривая круче). Но если паровозики ускоряются независимо, то кривые их ускорения должны быть одинаковыми! При одинаковом ускорении веревка натягивается, и, если она очень прочная, то она заставляет второй паровозик ускоряться быстрее.

Думаю, вы не удовлетворены этим объяснением. Потому что какого черта? Паровозики одинаковые? Почему второй должен ускоряться быстрее? Сразу скажу, что симметрии здесь нет, так как есть первый паровоз и второй, и есть выделенное направление ускорения.

Но для лучшего понимания посмотрим на все это глазами машиниста первого паровоза (он все видит сзади в камеру или в зеркало). Паровозики стоят рядом. Свисток. Паровозики начали ускоряться. Второй паровозик почему то начинает отставать. Все больше и больше. Почему?

Как только паровоз набирает скорость, то его система меняется и все больше отличается от системы отсчета платформы. Линия ‘одновременности’ начинает наклоняться (относительно линии одновременности платформы), и (ретроспективно!) оказывается, что второй паровозик стартовал позже! И чем больше паровоз ускоряется, тем больше отставание по времени.

Контр интуитивности здесь добавляет то, что тот же самый машинист помнит, что ускоряться паровозы начали одновременно. Только теперь то ‘одновременно’ уже не одновременно сейчас. Только что протрезвевший и проснувшийся помощник машиниста скажет, что второй поезд начал, по его расчетам, ускоряться позже. Правда, так как они оба знают теорию относительности, они в итоге придут к консенсусу.

Интересные следствия парадокса

Начнем с того, что то, что верно для поезда и пары вагончиков, верно и для одного вагончика. То есть, задняя стенка паровоза ускоряется быстрее передней.

Из этого следует что любое ускорение вызывает в системе стресс (растяжение или сжатие). Теоретически, если каждый атом имеет свой точно управляемый двигатель, то стресса можно избежать.

Теперь пусть у поезда будет очень много вагончиков. Второй ускоряется быстрее, третий еще быстрее, еще и еще и. какой-то из вагончиков должен будет двигаться быстрее скорости света, что невозможно! То есть, для данного ускорения есть максимальная длина поезда, который можно ускорить как единое целое.

В частности, бесконечно длинный стержень невозможно ускорить не разрушая его.

Но есть еще одно интересное следствие. Есть граница, где находится последний вагончик, который еще может успеть ускориться, и следующий за ним — нет. Это так называемый горизонт Риндлера. Он по своей сути очень похож на горизонт черной дыры. Равно как и у черной дыры, даже свет из-за горизонта не может догнать паровоз (пока он не перестанет ускоряться). И любые горизонты излучают излучение Хокинга.

У Вселенной, кстати, если она будет продолжать расширяться, как сейчас, тоже есть горизонт, и он тоже излучает, если я не ошибаюсь, излучение с температурой 10^-32K. Это космологический горизонт.

Излучение Унру (Unruh)

Излучение горизонта Риндлера для ускоряющихся тел называется излучением Унру. В более подробной версии вики на английском читаем:

It is currently not clear whether the Unruh effect has actually been observed, since the claimed observations are disputed. There is also some doubt about whether the Unruh effect implies the existence of Unruh radiation.

Понятно, что ничего не понятно. Чисто теоретически излучение Унру интересно двумя вещами.

Во-первых, его наличие зависит от наблюдателя. Для ускоряющегося паровоза оно есть, для пролетающего рядом паровоза, который уже набрал скорость — его нет. Поэтому два разных наблюдателя могут расходиться в том, сколько реальных (не виртуальных) частиц существует в одном и том же объеме вакуума. То есть частица, являющаяся виртуальной для одного наблюдателя, может быть реальной для другого.

Физики практики очень не любят разговоров о том «существуют ли виртуальные частицы на самом деле«. Они почти начинают орать «виртуальные частицы это лишь математический инструмент для расчета взаимодействий реальных». Такое объяснение позволяет отбиваться от вопросов новичков, но с философской точки зрения оно несостоятельно, потому что, как говорили в 30 математической школе, «прежде чем решать задачу, иногда бывает полезно ознакомиться с ее условием«.

В данном случае надо сперва договориться о том, что такое «существуют на самом деле». Например, я могу встать на позиции макроскопического реализма и отрицать существование атомов. Атомы, скажу я, лишь математический инструмент для расчета цвета растворов в пробирках и результатов других экспериментов. Вы мне показываете фото атомов, сделанных с помощью сканирующего электронного микроскопа? Это не атомы, это макроскопические пятна на бумаге или мониторе. Расчет с использованием метода ‘атомов’ говорит, что именно такие пятна мы должны получить. А для субъективного идеалиста вообще ничего не существует, кроме его сознания.

Физики как правило не работают в ускоренных системах отсчета и мыслят в рамках диаграмм Фейнмана, где виртуальные частицы летают внутри, а на границах диаграммы стоят массивные приборы со стрелками, которые и регистрируют ‘реальные частицы’ путем ‘измерения’. Но для меня, как сторонника MWI, нет коллапса волновой функции и нет никакой магии измерений, а весь мир — это одна большая диаграмма Фейнмана без границ. Поэтому нет никакой разницы между настоящими частицами и виртуальными, соответственно и нет никой странности в том, что количество ‘реальных’ частиц отличается для разных наблюдателей.

А вот что странно, это интерпретация воздействия излучения Унру с точки зрения неускоренного наблюдателя. Потому что (мы надеемся) что разные наблюдатели должны согласиться хотя бы в макроскопических вещах. Например, пусть паровоз ускорятся так быстро, что его задняя часть (которая обращена к горизонту Риндлера) оказывается подплавлена излучением Унру и сильно нагрелась.

Мы должны объяснить это не только в ускоренной системе паровоза (что просто), но и в системе стороннего наблюдателя. Почему задняя стенка паровоза нагрелась и подплавилась? Может фононы как то на это повлияли — ускорение согнало их в заднюю часть паровоза? Но как быть с ускоряемым телом сложной формы:

Здесь только части A,B,C освещаются излучением Унру, а D и E в тени и они останутся холодными. Попробуйте объяснить это с точки зрения стороннего наблюдателя!

P.S. В английской версии статьи про излучение Унру был параграф про то, что для поглощения излучения Унру горизонт должен быть непосредственно виден, не закрыт другим телом. Потом этот параграф пропал. По какой причине — не знаю.

  • physics
  • relativity of simultaneity

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *