Grawitacja na arkuszu papieru kancelaryjnego (1)

Pan Profesor Eine napisał notkę "OTW W SPADAJĄCEJ WINDZIE" o pożytkach płynących z eksperymentów pomyślanych [Gedanken Experimente] i o OTW.

(Ja eksperymenty pomyślane uważam za narzędzie szczególnie niebezpieczne w uprawianiu fizyki, bo łatwo jest przeoczyć jakiś istotny czynnik, co w skrajnym przypadku prowadzi do postulowania sytuacji nierzeczywistej, niefizycznej. Na drodze takich "eksperymentów", przy odrobinie starań, możemy udowadniać tezy dosyć dowolne.)

W przykładzie nr 3, rysunki 4 i 5, Pan Profesor stwierdził:

Ja, jako trzeźwo myślący człowiek, rozumiejąc, że przedstawione twierdzenie do sytuacji przyspieszającej windy z rysunku 4. ma się nijak, wdałem się na blogu Pana Profesora w dyskusję:

"To ja proponuję takie doświadczenie myślowe: mamy windę z dziurką w ścianie, tak jak na rys 5. Na windę nie działają żadne zewnętrzne siły (doświadczenie myślowe, w realnym świecie tak nie ma). Wpuszczamy przez dziurkę foton. W windzie nieruchomej foton uderzy w przeciwległą ścianę w punkcie przcięcia się z nią prostej równoległej do podłogi, a wychodzącej z dziurki. Jeśli winda będzie poruszała się do góry ruchem jednostajnym, foton uderzy poniżej takiego punktu, poruszając się po prostej ukośnie skierowanej w dół, zaś gdy winda będzie poruszała się ruchem jednostajnie przyspieszonym, foton uderzy jeszcze niżej, poruszając się wzdłuż rzekomej krzywej.
To teraz druga część doświadczenia. Zamiast używać fotonu, strzelamy kulą karabinową. Wyniki będą podobne. Oczywiście punkt uderzenia kuli w przypadku windy poruszającej z przyspieszeniem, będzie leżał poniżej punktu uderzenia fotonu. Wiadomo, kula jest znacznie cięższa od fotonu. Prawda, jaka piękna grawitacja?
Sęk w tym, że mamy tu do czynienia jedynie ze składaniem prędkości i masy nie mają tu nic do rzeczy."

(Powinienem napisać "składaniem ruchów".)

Na co zostałem pouczony przez SEGERNA: Dlaczego foton miałby uderzyć "poniżej takiego punktu"?,  zaś Pan Profesor: "jesli winda z otworkiem i fotonem jest nieruchoma lub porusza się ruchem jednostajnym prostoliniowym [zdala od mas i pola grawitacyjnego] to obserwator w windzie stwierdzi zajączek w A."

Nie mogłem pogodzić się z porażką. Myślałem nad tym, myślałem i wymyśliłem. Pożyczyłem od sołtysa arkusz papieru kancelaryjnego w kratkę, a od żony niewielki koralik. Na koniec wyciąłem prostokąt z przezroczystej folii i zaopatrzyłem się w kolorowe flamastry. Koralik to foton, folia to winda i już możemy przeprowadzić eksperyment rzeczywisty. Robimy tak: kładziemy folię u dołu arkusza, koralik na bocznej krawędzi folii, na którejś z poziomych linii. Zaznaczamy ten punkt na papierze i na folii. Przyjmujemy teraz, że przesunięcie o dziesięć kratek w bok symbolizuje przesunięcie fotonu w  (niewielkiej) jednostce czasu. Ruch odbywa się skokowo, ale niczego to nie zmienia. Przesuwamy koralik kilka razy w bok o dziesięć kratek zaznaczając punkty postoju na papierze i na folii. Łączymy otrzymane punkty kreskami. Na papierze i na folii uzyskaliśmy  dwa odcinki poziome. Odpowiada to sytuacji windy nieruchomej.  Cofamy koralik do punktu startu i teraz w każdym skoku będziemy przesuwać "windę" o jedną kratkę w górę (ruch jednostajny), zaś koralik, jak poprzednio, o dziesięć kratek w bok. Zaznaczamy punkt na folii, podnosimy koralik, przesuwamy "windę", przesuwamy koralik. I tak kilka razy. Innym kolorem łączymy otrzymane punkty.  Otrzymujemy odcinek ukośnie położony względem poprzedniego. No to teraz robimy przyspieszenie. Cofamy koralik i w kolejnych skokach będziemy przesuwać "windę" o 1,2,3,4... kratki, zaś koralik o 10, tak jak poprzednio. Znowu łączymy innym kolorem otrzymane punkty. Dostajemy łamaną. Wynika to ze skokowości ruchu. Możemy zastąpić ją krzywą gładką. Przedłużając otrzymane linie do przecięcia z przeciwległą ścianą windy, otrzymamy 3 różne punkty.

Zwróćmy uwagę, że każdorazowo koralik przesuwa się o 10 kratek po linii na kartce, czyli z przyjętą w naszej skali prędkością światła! Nic się do tej prędkości nie dodało. Winda koralika nie unosi. Nie ma na tor lotu naszego "fotonu" żadnego wpływu.  No, ale zdaniem Pana Profesora, jest to równoważne grawitacji.

A teraz mała zagadka:

Czym  w moim doświadczeniu jest(co symbolizuje) arkusz papieru kancelaryjnego?

Kontynuacja w kolejnej notce