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/ NetNews Usenet Archive 1992 #16 / NN_1992_16.iso / spool / sci / skeptic / 13334 < prev    next >
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Internet Message Format  |  1992-07-29  |  4.0 KB

  1. Xref: sparky sci.skeptic:13334 sci.physics:11930
  2. Newsgroups: sci.skeptic,sci.physics
  3. Path: sparky!uunet!cs.utexas.edu!torn!csd.unb.ca!morgan.ucs.mun.ca!kean.ucs.mun.ca!ggeorge
  4. From: ggeorge@kean.ucs.mun.ca (G.H. George)
  5. Subject: FTL images (was Re: help needed with a thought problem)
  6. Message-ID: <1992Jul29.092058.1@kean.ucs.mun.ca>
  7. Lines: 62
  8. Sender: usenet@morgan.ucs.mun.ca (NNTP server account)
  9. Organization: Memorial University. St.John's Nfld, Canada
  10. References: <1992Jul28.235824.18389@ibmpa.awdpa.ibm.com> <1992Jul29.025114.15848@organpipe.uug.arizona.edu>
  11. Date: Wed, 29 Jul 1992 12:50:58 GMT
  12.  
  13. In article <1992Jul29.025114.15848@organpipe.uug.arizona.edu>, 
  14. kachun@astro.as.arizona.edu (Ka Chun Yu) writes:
  15. > A more interesting question of FTL communication posits an immense solid
  16. > spherical shell surrounding a very bright light source, e.g. a star.  (I
  17. > don't remember where I first read about this--anyone have a clue?)  An
  18. > object is made to orbit about the light source at an extremely high angular
  19. > velocity.  If the spherical shell is large enough and if the orbital speed
  20. > was high enough, one could envision that at one point, the shadow of the
  21. > orbiting object on the inside of the shell will be moving faster than the
  22. > speed of light with respect to an observer standing on the inside surface
  23. > of the shell.  The question then is, can this be considered some kind of
  24. > signal that is 'faster than light'?
  25.                                      - Not really, as no observers on the
  26. shell could use the shadow to transmit any information between them faster
  27. than light.
  28.  
  29. Another interesting thought experiment concerns a powerful laser lighthouse
  30. rotating at a modest angular velocity on Earth.   If its tightly collimated
  31. beam is allowed to sweep across the lunar surface, then the spot can easily be
  32. made to travel faster than light.   Now imagine what an observer with a very
  33. high speed camera on the Moon's surface would see as the spot passed by ... 
  34.  
  35. The spot is not a physical object and is not subject to any Lorentz
  36. contraction.   However, the finite speed of light from the image of the spot
  37. to the observer will create severe distortions.   For a superluminal spot
  38. nothing will be seen of it until after it has passed by the observer (or until
  39. the instant of its arrival if the observer is placed on the path of the spot).
  40. Thereafter the observer will see *two* images of the spot, one travelling
  41. forwards and the other (faster) image backwards along the path.  
  42.  
  43. If an image of some object is projected with the spot, then any lines parallel
  44. to the line of motion remain parallel to the line of motion, although their
  45. lengths may change.   Any line perpendicular to the line of motion becomes two 
  46. arcs of the same ellipse, one arc being in each image.
  47.  
  48. If the observer starts a clock at the instant when the centre of the forward
  49. image of the spot is at its closest apparent approach (at impact parameter  d )
  50. to the observer and if a coordinate system is set up with the x-axis pointing 
  51. in the direction of true motion (speed  v = b c) and the observer at the
  52. origin, then the apparent position of any other point in the spot (true 
  53. coordinates (x,y) relative to the centre of the spot) can be shown to be
  54.  
  55. x'(x,y,t) = b/(b^2 - 1) * {-[ct + d + x/b] plus or minus 
  56.             sqrt[ b^2 * (ct + d + x/b)^2 - (b^2 - 1)*(d + y)^2 ] ;
  57.  
  58.                     y'(x,y,t) = d + y
  59.  
  60. The positive root corresponds to the forward image and the negative root to the
  61. backward image.   The centre of the spot does not become visible until time
  62. t = - d/c , at which instant the image is travelling infinitely fast in both
  63. directions!   The angle between the velocity vector and the line of sight at
  64. the instant of first sight for any part of the image of the spot is
  65. theta = Arctan(sqrt[b^2 - 1]).
  66.  
  67. It is quite an interesting exercise to verify these conclusions!
  68.  
  69. G.H. George                                       ggeorge@bigvax.engr.mun.ca
  70. Faculty of Engineering and Applied Science
  71. Memorial University of Newfoundland
  72. St. John's,   Newfoundland
  73. CANADA     A1B 3X5
  74.