Вывод основных положений Специальной Теории Относительности, или перечитывая Ландафшица

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вывод основных положений Специальной Теории Относительности, или перечитывая Ландафшица

Г. Ивченков

Проведен критический анализ вывода основных положений и формул СТО на основе материала, изложенного в книге Ландау, Лифшиц «Теория поля». Проведенный анализ показал, что основной целью этого «вывода», по видимому, было «теоретическое обоснование» коэффициента в, которое было выполнено с грубыми логическими и математическими ошибками. Анализ введенного Эйнштейном «интервала» как физической и геометрической величины также показал, что этот «интервал» не имеет ни физического ни геометрического смысла и, кроме того, противоречит введенной им же «4-х мерной системе координат». Для сравнения приведены аналогичные положения, но изложенные с позиции ТО Галилея.

1. Введение

Анализ вывода СТО показывает, что он, «вывод», относится к жанру циркового искусства, а более конкретно, к карточным трюкам, проделываемым фокусником на арене. В этом «выводе» присутствуют все необходимые элементы данных трюков:

· Красивые броские названия в которые переименовываются общеизвестные заурядные вещи («мировая линия», «мировые точки», «абсолютно будущие события», и т.д.), и которые должны вызвать некоторый мистический трепет у почтеннейшей публики, как прикоснувшейся к «великой тайне».

· Крайне туманные, как у гадалки, «определения», допускающие самые разные толкования («событие», «инвариант», «интервал» и т.д.), и которые, у непонявшей ничего из этого вздора публики, должны вызвать ощущение собственной неполноценности перед «великими тайнами».

· А что бы почтеннейшая публика еще больше поверила, вводится институт неких посторонних беспристрастных лиц - «наблюдателей», сидящих во всех точках пространства и докладывающих почтеннейшей публике о всех своих ощущениях. Так как «статус» этого «наблюдателя» не определен, как и методы, которыми он «наблюдает», то это, вместе с другими «философскими изобретениями» Эйнштейна и его вольным обращением с алгеброй и геометрией, очень помогло ему в запутывании «выводов» СТО, да так, что распутать этот «змеиный клубок» (несмотря на совершенно примитивную математику, использованную в «выводах»!) является весьма сложной задачей.

Весь этот антураж подготавливает публику к главным трюкам - к подмене карт в колоде на крапленые. Таких основных «подмен» в СТО было насчитано, как минимум, три. Обалдевшая публика, естественно, не замечает подлога (что и является основой любого циркового трюка) и, так ничего и не поняв, бешено аплодируют.

Тем же, кто, все-таки, чувствует что-то неладное, и пытается сомневаться, доходчиво объясняют: «Понять эту великую истину доступно не всем. Во всем мире есть только несколько человек, которые по-настоящему понимают ТО». Сомневающийся, устыдившись своей глупости и невежества, замолкает.

2. Анализ вывода основных положений СТО

Ниже по тексту проводится критический анализ вывода формул и основных положений СТО. Анализ был проведен на основе материала, изложенного в книге Ландау, Лифшиц «Теория поля» (1). Кроме того, для сравнения, автор данной статьи приводит аналогичные положения, но изложенные с позиции ТО Галилея (выделено курсивом).

Надо иметь в виду, что при данном анализе желательно не поддаваться на кабалистические формулировки и формулы, приведенные у Эйнштейна и ЛЛ. Вначале надо перевести задачу из «кабалистики» в понятные для нормального человека термины.

2.1 «Мировые точки»

В самом-самом начале Эйнштейн вместе с Ландау и Лифшицем (далее упоминаемые как ЛЛ) вводят понятие «мировой линии» - как некой совокупности «мировых точек» (далее эти точки считаются «событиями» ??), при этом исподволь подсовывая параметр t как координату.

Вообще-то, совокупность этих точек всегда называлось траекторией движущейся токи в трехмерном пространстве, где время t является параметром, а не координатой, так как физические координаты обязаны иметь одну и ту же размерность. Впрочем, далее Эйнштейн «исправляет» эту ошибку (см. ниже по тексту).

2.2 «Наблюдатель»

Как было сказано выше, Эйнштейн ввел «институт наблюдателей» (являющихся непременным атрибутом СТО), которые сидят в разных системах координат и «наблюдают» за «событием». Как наблюдает этот «наблюдатель» и чем он это делает - не уточняется. В эйнштейновых «мысленных экспериментах», например, можно встретить такие утверждения: «Наблюдатель, находящийся в системе К, отмечает увеличение интервала времени Дt между событиями, происходящими в системе K'» (см. ниже по тексту). Это значит, что у этого «наблюдателя» есть, по крайней мере, часы, а вот как он регистрирует начало и конец «события» - на глаз, на слух, на ощупь - не уточняется. В популярных изданиях типа «Теория относительности для всех» этот «наблюдатель», пионер Вася, сидит верхом на летящем стержне, как ведьма на метле, а в руках часы держит...

Теперь предположим, что «наблюдатель, находящийся в системе К, отмечает, что в системе K', движущейся относительно системы К, некий процесс, связанный с системой K' (неподвижный относительно ее) протекает с замедлением времени». Ну, например, процесс излучения атомов, неподвижных в системе K' и, соответственно, движущихся относительно системы К с некоторой скоростью. «Наблюдатель», сидящий в системе К измеряет длину волны этого излучения и «видит», что она увеличилась (по сравнению с эталонной), то есть период колебаний удлинился. Тогда он, вместе с Эйнштейном, утверждает, что время в движущейся системе K' замедлилось.

Но, вообще-то это означает, что процесс (а он один и тот же) в системе К, а не в K', протекает с замедлением времени, так как замедление времени протекания процесса измерялось (было зарегистрировано) в системе К, а не K' и эти измерения не имеют никакого отношения к реальному протеканию процесса в системе K', и, конечно же, никак не влияют на него. То есть, получается все наоборот.

Теперь рассмотрим случай, когда излучающие атомы неподвижны в системе К, а измерения длины волны излучения проводятся в системе K'. Так как система К движется с той же, что и в первом случае, скоростью относительно K', то, согласно СТО, период импульсов, измеренных в системе K' должен увеличиться ровно настолько, насколько это было измерено в первом случае. Это значит, что время «замедлилось» теперь в системе К. А так ли это?

Приведенный пример дополнительно говорит о логической путанице в СТО, где каждый термин крайне туманен и допускает разные толкования.

Кстати, если разобраться в роли этого «наблюдателя» в СТО, то выходит, что Эйнштейн, вводя его, изначально постулировал, что физические процессы в разных системах координат протекают по разному. То есть характеристики физических процессов (в частности, время протекания) зависят от системы координат. В дальнейшем апологеты СТО, применяя релятивистский 4-х вектор - детище СТО, доводят это утверждение до абсурда. В частности, у ЛЛ подбором соответствующей системы координат можно обнулить магнитные и электрические поля, а вектора Е и В выстроить параллельно друг другу (ЛЛ, §25, стр. 93).

2.3 «Системы координат»

Чем же так отличаются системы координат в СТО, что это позволяет изменять ход физических процессов?. Да только скоростью их относительного движения!

То есть, все зависит только от одного параметра - скорости!

2.4 «Инвариант»

Предположим, есть две системы K и K', где система K' движется вдоль Х со скоростью V.

Рассмотрим систему K' и три точки , и , связанные с этой системой. Тогда расстояние между точками , т.е.. «Событие» заключается в посылке сигнала от точки 2 в обе стороны к точкам 1 и 3, при этом «измеряем» в системах К и K' время прохождения сигнала Дt. Скорость сигнала С считаем постоянной (т.е. точка 2 посылает сигнал со скоростью С, является ли это скоростью света или гонца на лошади - безразлично) (см.рис.1).

Рис. 1

Эйнштейна (и ЛЛ) постулируют, что С - мировая константа (допущение крайне сомнительное!), не зависящая от системы координат. То есть, скорость света одинакова («инвариантна») в любой системе координат. У Эйнштейна это значит, что «наблюдатель», находящийся в любой системе, не может зарегистрировать скорость (в любой системе), большую чем С. Пускай точка X2', находящаяся в системе K', посылает сигнал со скоростью С в двух направлениях. Если скорость С (мировая константа) не складывается со скоростью точки, то «наблюдателю» в системе К будет казаться, что сигнал придет в точку Х1 раньше, чем в точку Х3. То есть, получается, что «события» прихода сигнала в точку 1 и 3 происходят не одновременно (для «наблюдателя» сидящего в системе К), что «свидетельствует о разном течении времени в разных координатах» и, соответственно, является великой вселенской истиной!

Надо отметить, что в этом философствовании исподволь (по умолчанию) считается, что скорость распространения электромагнитной волны и скорость материального объекта - это одно и то же. В то же время известно, что скорость распространения волн зависит от характеристик среды и не имеет ничего общего со скоростью материального объекта. Эйнштейн, видимо, это понимал и постулировал отсутствие среды - носителя эл. маг. волны (волна без носителя!). Таким образом, «подсовывание» скорости света (эл. маг. волны) как предельной для материального тела является первым карточным трюком СТО.

Теперь предположим (по Галилею), что скорость движущейся системы K' и скорость сигнала векторно складываются и это наблюдается из системы К. Очевидно, что в неподвижной системе К сигнал достигнет точки Х3 за время Дt . Но скорость сигнала, посланного точкой X1' в системе K' равна C + V. Если бы точка X3' была неподвижна относительно системы К, тогда бы сигнал пришел к точке X3' быстрее, но так как она движется вместе с системой со скоростью V, то сигнал ее догоняет, то есть расстояние, пройденное сигналом за Дt будет равно . Тогда , т.к. , то . То же относится и к точке Х3, но тут сигнал движется навстречу, но со скоростью . Следовательно, и при допущении сложения скоростей сигнал дойдет до точек X1' и X3' за то же время Дt. Это относится и к 3-х мерному случаю и к случаю, когда системы координат движутся с произвольными скоростями. В этом случае, хотя скорость сигнала складывается со скоростью системы, «наблюдатель», находящийся в любой системе регистрирует приход сигнала в своей и любой другой системе за одно и то же время (т.е в данном случае «инвариантно» время, а не скорость сигнала!), как бы системы не двигались. Принцип сложения скоростей материальных тел (опять же, не путать с волнами!), сформулированный Галилеем, является базовым и проверен на практике.

Очевидно, что разница подходов здесь принципиальная и связана с крайне сомнительным толкованием скорости электромагнитной волны как предельной для материальных тел.

2.5 «Событие»

Вообще, само понятие «события», введенного Эйнштейном, опять крайне сомнительное и очень плохо определенное. Например, в некоторых случаях «событием» является дохождение сигнала из одной некой точки до другой некой точки за какое-то время, в другом - перемещение точки из положения 1 («координаты» ) в положение 2 за интервал времени Дt. Следовательно, «событие» должно иметь начальные и конечные координаты и время, т.е. «событие» всегда «происходит» за некий интервал времени Дt. Соответственно, «событием» не может являться нахождение точки в так как интервал времени , обязательно входящий во все эйнштейновы уравнения будет равен нулю. Причем, непонятно, что считать «событием» - факт прихода точки в положение 2 или же сам процесс. Кроме того, как уже отмечалось, с самого начала, исподволь, безо всякого на то основания, Эйнштейн считает параметр t (параметр, скалярную величину) координатой. Пользуясь путаницей с понятием «события», Эйнштейн в дальнейшем «подсовывает» еще более странные, сомнительные и еще менее определенные понятия. Одним из них является т.н.з «интервал».

2.6 «Интервал»

Как было приведено выше . То есть точка, движущаяся со скоростью С приходит из положения 1 в положение 2 за интервал времени Дt (что в данном случае и является «событием»), ну прямо как в школьном задачнике («пионер Вася выехал из пункта А в пункт Б ...»). Очевидно, что это выражение является крайне тривиальным и сомнений не вызывает (кроме квадрата - должно быть , где ). А вот дальше приводится пример, как, пользуясь неправильным алгебраическим преобразованием, из простой школьной формулы можно получить вселенский закон.

Тут опять не надо забывать, что у Эйнштейна скорость С - максимально возможная.

Теперь предположим, что, т.е. скорость . Здесь V - это скорость движения точки или сигнала (опять же, у Эйнштейна это не уточняется) и сигнал идущий от точки 1 либо не долетел до точки 2, либо ее перелетел. При этом точка 2 находится на расстоянии , которое в СТО является «максимально достижимым» для точки 1 (т.е., когда она летит со скоростью С). Таким образом, в СТО сигнал (точка) всегда «недолетает» до максимально возможного расстояния и этот «недолет» Эйнштейн называет «интервалом» S. Раз это «недолет», то формула для него должна иметь вид:

..

А теперь посмотрите на формулу, приведенную, в частности, у ЛЛ.!

или в дифференциальном виде

[2].

Скажут, ну и что? - это некий отрезок (имеет размерность длины), показывающий недолет точки 1 до максимально возможного расстояния.

А вот нет! Приведенная формула является подлогом (вторым карточным фокусом СТО), так как совершенно не следует из формулы [1]. Единственно, когда формулы совпадают, это при .

Обратите внимание (у ЛЛ): (??), а должно быть [3], (где), причем, совершенно очевидно, что эти выражения не тождественны. Действительно, возводя в квадрат левую и правую части [3] получим , что совсем не похоже на [2].

2.7 «Четырехмерное пространство»

«Интервалы» же ds как в выражении [3], так и в выражении [2] имеют размерность длины и формально могут являться некими отрезками. Причем, если в формуле [3] этот отрезок имеет какой-то геометрический (и физический) смысл, то формула [2] имеет весьма странный смысл, и геометрически определить «интервал» s в 3-х мерном пространстве (да и в 4-х мерном) невозможно. Ниже по тексту это будет проиллюстрировано на примере двумерного и одномерного случаев (отрезок лежит в плоскости x, y или на оси х).

Все же, «истинное» геометрическое отображение «интервала» будет приведено ниже на рис. 6. Но, повторяю, никакого отношения к 3-х мерному и 4-х мерному пространству (с дополнительной координатой Ct) он не имеет.

Получается, что основываясь на вполне правильной формуле [1], Эйнштейн посредством манипуляции, внешне похожей на алгебраическое преобразование формулы [1] подсовывает (постулирует) некую функцию S (формула [2]), совершенно не вытекающую из предыдущих формул и положений и имеющую сомнительный физический смысл.

Как отмечалось выше, «интервал» ds в выражении [2] в 3-х мерном пространстве физического смысла не имеет. Но в неком 4-х мерном псевдоэвклидовом «пространстве» (необходимость введения которого, опять же, крайне сомнительна!) выражение [2] выглядит так, как будто «интервал» ds имеет смысл некого расстояния, где отрезками, отложенными вдоль координат являются dx, dy, dz и Cdt, причем «отрезок» Cdt в этом случае должен быть ортогонален dx, dy, dz и, соответственно, направлен вдоль некой четвертой координаты. В то же время, согласно начальным положениям и формуле [1] - вектор скорости сигнала С направлен по радиусу-вектору, соединяющему точки 1 и 2.

Т.к. «4-х мерное псевдоевклидово пространство» трудно для восприятия и анализа, представим, что точки 1 и 2 находятся на плоскости и координата Z вырождена (пространство двумерное). Тогда «4-х мерное псевдоевклидово пространство» обязано превратиться в 3-х мерное эвклидово (см. рис. 2), где по оси k отложено CДt (эта величина имеет теперь размерность длины).

рис. 2

Далее попробуем разобраться, что же имел в виду Эйнштейн под «интервалом» в «псевдоевклидовом пространстве»..

Проведем линии, соединяющую точку с «3-х мерными координатами» (начало координат) с точками и . Первая линия (рис. 2) представляет собой путь, пройденный в этом «3-х мерном пространстве» точкой 1 со скоростью v за время Дt. «Событием» здесь является появление этой точки в положении 2. Вторая линия соединяет исходное положение точки (точку 1) и точку в этом «3-х мерном пространстве», куда она могла бы добраться двигаясь со скоростью С (т.к С - максимально возможная, то C > v).

Попробуем теперь найти на этом графике этот «интервал»:

· Если представить эти линии как некие вектора в этом «3-х мерном пространстве», то величина «вектора» соединяющего эти линии будет равна [4], а направлен он будет вдоль «дополнительной координаты» vДt, где v - некая скорость точки или сигнала (0<v<C). Выражение получается вполне понятное и крайне тривиальное - линейный «недолет» точки. Единственно, что в нормальных координатах этот вектор направлен по радиус-вектору, соединяющему точки (вдоль вектора V).

· Теперь найдем разность длин этих «векторов» - может быть это имеется в виду под «интервалом»? Длина первого «вектора: . Длина второго: . Выражение для разности или «для интервала» будет: [5]. Выражение получается невразумительное, но геометрически представляемое (поворот линии 1-2 до совмещения с линией, соединяющей точку 1 и , рис. 2).

Теперь рассмотрим выражение («трехмерный случай»), предложенное Эйнштейном.

, тогда

[6].

Очевидно, что выражение [6] не совпадает ни с выражением [4] ни с выражением [5], и если выражения [4] и [5] можно было отобразить графически, то эйнштейнов «интервал» представить невозможно, даже в его же «пространстве».

Еще более наглядно можно проиллюстрировать идею введения «новой координаты Ct» и «интервала» в одномерном случае - точки расположены на оси х.

Предположим, что точка х движется со скоростью С (вдоль координаты х). Построим график движения этой точки (график 1 на рис. 4). Каждая точка на графике 1 представлена координатой х и параметром (не координатой!) t.

Рис. 4

Ну и что? График как график. А вот теперь умножим параметр t на скорость движения точки С. И сразу получается некая плоскость (график 2 на рис. 4), т.к. Ct имеет размерность длины и эта ось (t) становится «новой координатой»! Было пространство одномерное, а стало двумерным!

Это является третьим карточным фокусом СТО!

И вот теперь с этой плоскостью Эйнштейн (и ЛЛ) проделывают интересные манипуляции:

Вообще-то на графике 2 линия однозначно определена:, но вот теперь возведем в квадрат правую и левую части: и решим это полученное выражение. Смотрите, как график «обогатился» второй линией , и все благодаря незамысловатому трюку с квадратами!

Вот теперь можно немного и пофилософствовать. Давайте назовем пространство на «плоскости» справа от линий и «Абсолютно будущими событиями». Красиво, не правда ли? А почему вдруг? А вы представьте, что скорость С - максимально возможная. Тогда ведь точка Х за время t не улетит дальше Ct и эта область достигаема для точки Х за время t! А вот «события» слева от линий назовем «Абсолютно удаленными». Тоже красиво! А почему? Да потому, что точка Х, опять же, никогда не улетит дальше Ct и эти области не достигаемы для точки Х. Представьте, получено из простого квадрата, а какие вселенские выводы! Еще Пифагор мог сделать это, но, то ли стеснялся, то ли не догадался, а может боялся, что его побьют на афинском базаре.

Вообще-то «философствование» это основано на постулате о максимально возможной скорости С (этого Эйнштейн и не скрывал) и на «принятом по умолчанию» постулате о полной взаимной корреляции всех событий во Вселенной. Причем, каждая точка должна знать, что думает другая, даже находящаяся в противоположном углу Вселенной! И, если точки лично не контактируют, то они уж точно перестукиваются сигналами со скоростью не большей С. Совершенно очевидно, что этот «график» относится только к конкретным причинно-связанным событиям.

Это значит, например, что я не могу оказаться на планете системы Альфа Центавра завтра - нет таких ракет. Недоступна мне эта точка за Дt = 1 день. Ну и что? Мне-то, может быть, это очень важно, а вот системе Альфа Центавра это как-то безразлично, события идут там своим чередом. Совершенно очевидно, что события могут быть никак не связаны между собой. И, конечно же, если скорость света С - не максимальная (чему много свидетельств), то эта «философия» сразу рассыпается.

Вообще-то, каждой скорости взаимодействия V соответствуют свои линии и (на том же «графике») и в предельном случае V = 0 эти линии совпадают с осью Vt и все точки становятся недоступными. В другом предельном случае V = ? линии и совпадают с осью Х и все точки - доступны. Превышение скорости света, полученное экспериментально, отрицается релятивистами на том основании, что оно противоречит «релятивистскому принципу причинности», где «недоступность» точек, лежащих в области «абсолютной удаленности» возведена в ранг вселенского закона. Но ведь этот «принцип» основан на постулате максимальности скорости света и если существуют большие скорости, то, согласно логике «графика», линии и становятся пропорционально более крутыми и точки Х, недостижимые прежде, становятся достижимыми. Все это чрезвычайно тривиально и совершенно не было необходимости развивать философию на пустом месте.

ЛЛ на странице 20 приводит такой же «график» 2 с «глубоким анализом» и похожими объяснениями, но вот только «на полном серьезе»!

Но, все таки, попробуем из вышеприведенного двумерного «графика» еще раз определить, что же такое «интервал» S в его эйнштейновском написании ( для одномерного случая). Иллюстрация в стиле «пифагоровых штанов» приведена на рис. 5.

интервал эйнштейн волна скорость

Рис.5

Из рисунка видно, что разность квадратов , где (эта величина s может быть графически определена и имеет какое-то обоснование), в то же время согласно формуле [2] эта разность квадратов равна квадрату «интервала»: , где S - «интервал» (одномерный случай). Так чему же равен этот «интервал»? Выходит, что . Ну и что же это такое? Следствие ошибки в операциях с квадратами и корнями? Опять же получается, что, в отличии от величины s, графической интерпретации в пространстве и на плоскости «интервал» S не имеет.

Совершенно неправильным является заявление о том, что «интервал между событиями можно рассматривать, как расстояние между соответствующими мировыми точками в четырехмерной системе координат», приведенное у ЛЛ на странице 24. Как достаточно убедительно было показано в данной статье, в 3-х мерном (отрезок Дl лежит на плоскости) и в двумерном (отрезок Дl лежит на оси х) вариантах 4-х мерного пространства «интервал» не соединяет «события» и графически интерпретирован быть не может! Истинная же его графическая интерпретация (см. ниже по тексту) не имеет никакого отношения к 4-х мерному пространству с координатой Ct!

Отвлекаясь от «четырехмерного пространства», попробуем все таки найти графическую интерпретацию этого «интервала», основываясь на формуле [2].

Эта интерпретация существует и приведена на рис. 6.

Рис. 6

В этом случае действительно

Здесь ДS - сторона некого прямоугольного треугольника с гипотенузой CДt (назовем его «треугольник Эйнштейна»), причем другой стороной его является линейное расстояние между точками 1 и 2 (которое в одномерном случае равно Дх). Причем CДt «летит» куда-то в сторону под углом и не совпадает по направлению с ни с «осью отрезков» х, ни с «осью времени» Ct. «Недолет» получается какой-то «кривой». Но тогда уж S, ортогональную оси х, надо было бы и считать дополнительной осью, а не Ct! В этом случае «четырехмерная система координат» должна иметь координаты x, y, z, s («трехмерный вариант» «четырехмерного пространства» проиллюстрирован на рис. 7)

Рис. 7

Здесь каждый график относятся к одному событию, но в двух системах координат K и K'.

Теперь выбирайте, что лучше: исходные точки х1, y1, x1', y1' в начале координат (график 1), или конечные точки х2, y2, x2', y2' в начале координат (график 2). Можно придумать и другие варианты. При этом «интервалы» s, естественно, равны (см. ниже по тексту). Красиво, однако, но бессмысленно.

И опять возникает вопрос, а что же такое этот «интервал» и зачем он вобще нужен?

2.8 «Инвариантность интервала»

Далее Эйнштейн (и ЛЛ) посредством логических умозаключений делает вывод об «инвариантности» этого «интервала». В переводе это означает, что «кривой недолет события» одинаков во всех системах координат. При этом он пользуется формулой [2] и считает, что если , то и и S = S'. Опять же, надо отметить, что это совершенно не обязательно, так как, например . Далее по тексту ЛЛ карточные фокусы с квадратами и корнями продолжаются и сопровождают все дальнейшие выводы.

Для одномерного же случая зависимость [3] имеет вид: .

Не трудно видеть, что отрезок ds (из формулы [3]) одинаков (инвариантен) во всех системах и в ТО Галилея, т.е. в случае сложения скоростей: . Но эта «инвариантность» совсем не означает «инвариантности» скорости С во всех системах координат (см. рис. 6).

Таким образом, заявление о «неинвариантности» отрезка S в галилеевой системе, приведенное на странице 24 у ЛЛ - неправильное - в случае сложения скоростей системы и сигнала время и даже «интервал» S одинаковы («инвариантны») во всех системах отсчета, как бы они не двигались!

Далее ЛЛ показывают возможности «преобразования координат» на примере определения требований к системе K', когда «события», разнесенные во времени на Дt «произошли» в одной точке (). Так как , то , при этом . Естественно, все в квадрате и согласно формуле [2]. На этом основании делается вывод, что для этого («события» в K' - в одной точке) должно быть условие , т.е. корни - вещественные, а «интервал» - «времениподобный». Звучит солидно, не правда ли?

Кстати, давайте-ка воспользуемся «треугольником Эйнштейна» (графиками на рис. 6 и 7) для анализа данного случая (рис. 8).

Рис. 8

Опять же имеем две системы координат К и K'. Пускай теперь отрезок , соответственно, «события» в системе K' произошли в одной точке x2'. Так как ДS «инвариантно», то x2' - x1' = 0, то есть точки x1' и x2' в системе K' совпадают и отрезок на графике вертикален, совпадает с «интервалом» ДS и равен ему. Но так как , то это получается только в двух случаях - когда либо скорость точки в системе K' равна нулю , либо интервал времени в этой системе равен нулю («события» в системе K' происходят в одной точке и одновременно). И, ни каких других корней! А все потому, что график на рис 6 (серьезное дополнение к СТО, не правда ли?) позволил избавиться от квадрата.

Вот теперь переходим к самому главному, раде чего были проделаны эти трюки.

Рассматриваемый случай при котором , согласно Эйнштейну, позволяет опрелелить ход времени в движущейся системе K'!

Опять же имеем выражение для случая, когда «события» происходят в системе K' в одной точке: .

Тогда и, следовательно,

[7].

Вот он где, знаменитый коэффициент в! Это можно проиллюстрировать на рис. 9, пользуясь графической интерпретацией «интервала», предложенной на рис. 6.

Рис. 9

Не трудно видеть, что когда точки x1' и x2' совпадают, то результат получается такой же, как и формула [7]. Если же есть система K”, где , то отрезок CДt” будет не перпендикулярен Дх (см. рис. 8). Глядя на рисунки 6, 7 и 8 становится, очевидно, что «вектора» изображенные на них не имеют никакого физического смысла. С чего это «вектор» CДt направлен под углом к VДt (причем в одной и той же системе К!). А «вектор» CДt' - перпендикулярно скорости движения системы K' относительно системы К!

Кстати, если, действительно, некие точки летят не параллельно, а под углом, то за время Дt они расходятся на расстояние ДS. Ну и что?

Кроме того, с самого начала (формула [1]) подразумевалось, что при V = C сигнал летит параллельно вектору С: . И с чего это его вдруг сносить вбок стало? В механике такого не бывает!

В электродинамике при движении заряда в магнитном поле его действительно сносит вбок (сила Лоренца), но к изменению хода времени это не имеет никакого отношения!

Теперь разберемся, при каких условиях «события», разнесенные во времени на Дt «произойдут» в одной точке () по Галилею. Возьмем опять одномерный случай. Тогда в некой системе K', движущейся со скоростью V относительно системы К точка х' не перемещается и «событие» происходит в точности в ней.

Нарисуем схему этого «эксперимента» (см. рис. 6).

Рис. 6

Из рисунка видно, что если система K' движется со скоростью V' = V, где V - скорость движения точки х1 в направлении точки х2 в системе К («событиями» будем считать начало движения точки х1 и достижение ей точки х2), то система K' сопровождает точку х1, которая в системе K' становится неподвижной. Следовательно, «события», «разнесенные по времени» на Дt происходят в одной и той же точке в системе K', причем, для любых значений Дt. А «интервалы» S и S', естественно, равны (инвариантны)! Ну и что? Никаких вселенских выводов и мнимых корней из этого не следует - все очень тривиально! А все потому, что не была использована «сила квадрата» и уравнение [2]. Кроме того, интервалы времени Дt в системах К и K' равны и время течет в этих системах одинаково. То есть, опять же, в ТО Галилея инвариантно время, а не некая предельная скорость.

А что же было дальше?

А дальше этот «коэффициент» в влез везде, там где надо и там где не надо. И в механику и в электродинамику. Несколько выручало то, что в механике им можно было пренебречь для скоростей меньше С, т.е. во всех практических случаях. Для случаев же движения зарядов (электродинамика) вполне работает преобразование Лоренца, не имеющее никакого отношения к СТО. Тем не менее, последователи Эйнштейна (ЛЛ в том числе) в некоторых случаях смогли ввели это коэффициент в электродинамику дважды. В частности, согласно ЛЛ, электрический потенциал ц и напряженность Е, оказывается, зависят от системы координат: и . На стр. 130 (гл. V) ЛЛ приводят пример определения силы взаимодействия движущихся зарядов. В выводе, естественно, используется «релятивистское» выражение для Е, приведённом выше. Для двух одинаковых зарядов, движущихся параллельно, но разнесенных по длине, выражение получилось следующее:

.

Если же заряды расположены на кратчайшем расстоянии, то и выражение имеет вид:

[8].

Если же считать E' = E (по Галилею), то выражение становится

 [9],

где - эквивалентное расстояние между зарядами. То есть выражение выглядит как закон Кулона, но «эквивалентное расстояние» между зарядами как бы зависит от скорости зарядов. И «увеличивается», а не уменьшается, при увеличении скорости. Такое же выражение [9] получено в работе (2). В работе (3) показывается, что используя выражение [9] можно объяснить экспериментально наблюдаемое уменьшение частоты излучение атомов при больших скоростях движения не прибегая к релятивистскому «замедлению времени». Выходит, что этот эффект связан с уменьшением силы взаимодействия между зарядами, что (в гармоническом осцилляторе) и приводит к наблюдаемому уменьшению частоты излучения. Естественно, это не должно распространяться на колебания электрически нейтральной механической системы. В то же время, релятивистское выражение [8] не может количественно описать этот эффект, так как в уменьшение частоты входит как релятивистское «замедление времени», так и уменьшение силы взаимодействия зарядов (формула [8]). И если уменьшение частоты хорошо описывается одним «замедлением времени», то добавление эффекта уменьшения силы взаимодействия (признаваемое релятивистами - формула [8]) приводит к абсурдному результату. Получается - или уменьшение силы или «замедление времени», а вместе никак не выходит. Принимая во внимание то, что уменьшение силы взаимодействия зарядов - чисто классический эффект, то вероятнее всего наблюдаемое уменьшение частоты излучения объясняется именно им, а релятивистское «замедление времени» никакого отношение к тому не имеет. Кроме того, зксперименты с высокоточными кварцевыми осцилляторами на спутниках (программа TIMATEON) никакого уменьшения частоты колебаний (механической системы) не отметили.

3. Заключение

На основе проведенного анализа можно предположить, что введение «интервала» в форме выражения [2] преследовало единственную цель - «теоретически обосновать» коэффициент . Дело в том, что он был выведен Лоренцем для заряженных частиц, летящих с большими скоростями, еще до появления работ Эйнштейна. Лоренц считал его эмпирическим коэффициентом, но Эйнштейн увидел в нем некий вселенский закон, связанный с течением времени. Что бы как то «влезть», «примазаться» к этой зависимости и использовать уже тогда известные преобразования Лоренца в своих целях, он, Эйнштейн, посредством весьма примитивных манипуляций с квадратными уравнениями, сопровождаемых кабалистическими заклинаниями («мировые точки», «события», «наблюдатели», «инварианты», «интервалы» и т.д), попросту подогнал формулу [2] под эту зависимость. Введенный им специально для этого «интервал» не имеет ни физического ни геометрического смысла. Мало того, этот «интервал» противоречит введенной им же «4-х мерной системе координат», которая сама по себе тоже является абсурдом.

Таким образом, выходит, что СТО изначально основана на неверных предпосылках, вывод ее проведен с грубыми логическими и математическими ошибками. Следовательно, она является лжетеорией и ее выводы не имеют ничего общего с реальностью!

Это не относится к вполне проверенным практикой преобразованиям Лоренца, которые являются чисто электродинамическими эффектами и не имеют никакого отношения к механическому движению нейтральных частиц и к «изменению хода времени». Вывод коэффициента в из уравнений Максвелла без привлечения СТО приведен в статье (2), где показывается, что этот коэффициент органически входит в уравнения Максвелла, а его появление связано с уменьшением силы взаимодействия движущихся зарядов из за появления силы Лоренца, направленной противоположно силе Кулона.

4. Литература

1. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц, «Теоретическая физика», т. II «Теория поля», Москва, «Наука», 1988 г.

2. Г. Ивченков, *Силовое взаимодействие движущихся зарядов или откуда появился коэффициент в , http://new-idea.kulichki.net/?mode=physics

3. Г. Ивченков, *Еще раз о о силовом взаимодействии движущихся зарядов или самое точное "подтверждение" СТО , http://new-idea.kulichki.net/?mode=physics

Размещено на Allbest.ru