Эфир и инерциальные системы отсчета

Размещено на http://www.allbest.ru/

Эфир и инерциальные системы отсчета

Хронология.

1870 г. К. Нейман ввел идею инерциальной системы отсчета.

1881 г. Американский физик Майкельсон провел измерение скорости «эфирного ветра». Позже Майкельсон и Эдвард Морли повторили опыт несколько раз с возрастающей точностью, но результат был неизменно отрицательным -- «эфирного ветра» не существовало.

1886 г. Л. Ланге ввел понятие инерциальной системы координат. Переход от одной инерциальной системы к другой осуществляется в соответствии с преобразованиями Галилея.

1895 г. Впервые получены «преобразования Лоренца».

1905 г. А. Эйнштейн опубликовал свою специальную теорию относительности.

1915 -- 1916 г. Альбертом Эйнштейном создана и опубликована ОТО.

1924 г. Д. Миллер объявил, что обнаружил «эфирный ветер».

Луи де Бройль высказал предположение, что любым микрочастицам, в том числе и электронам, присуща двойственная корпускулярно-волновая природа.

В первом очерке мы описали ошибку Максвелла, которая способствовала возникновению кризиса в физике. Видимо, это не первая и не последняя застарелая ошибка. Расскажем немного о другой (математической) ошибке. Речь пойдет о дефиниции «внутренняя кривизна пространства».

Внутренняя кривизна пространства. Представьте себе, что Бог открыл для вас дверь в «свободное пространство» и снабдил вас карандашом, циркулем и линейкой. Пространство выглядит через дверь огромным. Исчез Бог, и тут появились черти с советами.

«Задай метрический тензор и тензор положительной кривизны пространства! - орет один, - Будем играть в футбол и выдувать мыльные пузыри!»

«Нет! - кричит другой, - пусть будет лучше отрицательная кривизна. Сделаем трубы, будем дудеть и начнем исполнять реп!»

«Не слушай их, - советует третий, - сделай пространство евклидовым и спи спокойно!»

Да это же «конвенциализм» какой-то! Не природа дает нам законы, а мы их навязываем природе! Что-то здесь «нечисто»! Не зря в руках карандаш циркуль и линейка. Нужно как-то самому измерить внутреннюю кривизну пространства.

Сказано - сделано. Выбираем некоторую область А в нашем пространстве, задаем в ней декартовы оси и масштабы. Уходим в другую часть пространства. Выбираем здесь область В и повторяем процедуру. Теперь нам остается просто сравнить результаты измерений. Мы берем осевой трехгранник в пространстве В вместе с масштабами и тянем его в область А. Сравниваем. Удивительно, но параметры совпадают!

Тут раздается чертячий хохот: «Еще один Фома неверящий занимается глупостями! Пока он идет из В в А, меняются масштабы, трехгранник и он сам!». И тут выясняется, что не существует в природе геометрического метода измерения внутренней кривизны.

Кривизна - понятие относительное [1]. Ее можно определить, только сравнив наше пространство с некоторым эталонным пространством. Для любого человека изначально пространство, где он находится, является евклидовым! «Криволинейное пространство» мы строим, опираясь на физические гипотезы, тоже в евклидовом пространстве. Оно не исчезает после построений!

Отсюда следуют важные гносеологические выводы.

Мы не в состоянии выйти за рамки нашего общего трехмерного пространства и быть вне единого для всех времени.

Все без исключения физические явления мы должны объяснять, опираясь на классические пространственно-временные отношения.

«Темная материя», «черные дыры», «кротовые норы», «струны и суперструны» и т.д. это плод ошибки, возникшей 200 лет тому назад и ставшей предрассудком.

Ее не заметили великие математики Лобачевский, Гаусс, Риман и другие. Знай физики об этом раньше, не было бы гипотезы Лоренца-Фитцджеральда, не было бы ни Специальной, ни Общей теории относительности Эйнштейна, ни работ Пуанкаре в этом направлении. Все развивалось бы по другому сценарию.

Но есть и «положительный» момент. Эта ошибка открыла широкое поле для околонаучных спекуляций писателей-фантастов и псевдонаучных романов. «Путешествия» в «иные миры», «телепортация», «путешествия» из прошлого в будущее и обратно. Поддерживаемые наукой сейчас они, к сожалению, воспринимаются почти как научные предвидения, а не как фантастика! А это, по существу, дорога к «научному» невежеству, к мистике.

Эфир и мировоззрение. На смену абсолютному пространству Ньютона в конце 19 века пришел неподвижный эфир, который можно рассматривать как своего рода абсолютную и к тому же инерциальную систему отсчета [2]. Эфир рассматривался в качестве некоторой неподвижной среды, в которой существуют и распространяются электромагнитные и гравитационные поля и волны. Преобразование Лоренца заставило Эйнштейна отказаться от концепции «эфира». Пространство в СТО оказалось «пустым».

Парадоксы СТО заставили многочисленных противников теории Эйнштейна вспомнить про эфир и начать выдвигать свои «эфирные гипотезы». Их многообразие удивляет. Среди них различного рода газоподобные, гидродинамические, твердотельные и другие модели эфира. Эфир рассматривается как основа электромагнитных и гравитационных полей, поскольку «пустое пространство» это математическая абстракция.

Однако достаточно отбросить предрассудки, опереться на логику и здравый смысл, как появятся новые альтернативные варианты объяснений физических явлений. Задайте себе вопрос: «почему?» - и посмотрите на физические явления с новых позиций. Итак:

Почему силы в классических теориях не зависят от выбора инерциальных систем отсчета?

Почему законы сохранения энергии, импульса, момента импульса не зависят от выбора инерциальных систем отсчета также?

Почему скорость света инвариантна в инерциальных системах отсчета?

Почему фундаментальные уравнения физики в большинстве являются уравнениями второго порядка? И т.д.

Материализм утверждает, что «пустое пространство» это математическая абстракция. Поэтому эфир должен существовать и заполнять пространство. Но в отличие от «эфира-среды», всегда имеющего абсолютную систему отсчета «реальный эфир» не имеет такой системы отсчета. «Эфир-среда» это псевдо-эфир. Свойства «реального эфира» не зависят от выбора инерциальной системы отсчета. В любой системе отсчета они одинаковы. Таковы свойства этого удивительного реального эфира.

Итак, свойства реального эфира не зависят от выбора инерциальных систем отсчета. Для такого эфира абсолютной системы отсчета не существует.

Именно по этой причине свет можно рассматривать как распространение колебаний в реальном эфире. Причем, скорость перемещения этих колебаний в любой инерциальной системе одинакова. По этой же причине мгновенное действие на расстоянии связано с силовыми напряжениями в эфире, которые тоже не зависят от выбора системы отсчета. Опять по этой же причине эксперименты, Майкельсона, Миллера и др. были не способны «уловить эфирный ветер». В лучшем случае они могли обнаружить движение тонкой межзвездной среды.

Философские категории. Удивительно! Стоит только хотя бы на время отказаться от догм и стереотипов, которые навязываются сознанию в школах и ВУЗах, и мир начинает восприниматься по-другому. Сколько предрассудков накопилось за 150 лет с создания уравнений Максвелла. Одна ошибка породила каскад других. В очень сильной степени этому способствовало (увы, как об этом правильно писал Ленин) мировоззренческое невежество ученых.

Ленин писал, что «ученые не знают диалектики». Здесь он не точен. Физики, конечно, знают диалектику. Современные физики сдают кандидатский минимум по диамату [3]. Но вот применять на практике свои знания не способны. Более того, стало модным сейчас «пинать философию» и бравировать своим философским невежеством. На рубеже19-20 веков «больным местом» физиков оказалось непонимание содержания философских категорий и неумение связать их с физической терминологией.

Ошибка Маха («махизм»), ошибка Пуанкаре («конвенционализм») и другие были вызваны даже не проблемами с диалектикой, а с неумением разобраться в содержании терминов, например, какой физический термин используется как «явление», а какой отражает «сущность» [4]. Этими же ошибками («парадоксами») буквально пронизана вся теория относительности А. Эйнштейна [5].

Казалось бы: чего проще? Есть цепочка категорий: «наблюдатель - условие - явление - сущность». Вы - «наблюдатель» и рассматриваете какой-то предмет. Поворачиваете его. Каждый поворот - это «условие наблюдения». Каждому повороту предмета отвечает свое «явление», которое вы наблюдаете. По совокупности наблюдений вы формулируете свое суждение о предмете, которое мы условно назовем «сущность». Отсюда следует «золотое правило»:

Явление зависит от условия его наблюдения.

Сущность (объект) от этих условий не зависит.

Вот и вся «сермяжная правда». Ниже мы проиллюстрируем это правило на примере аберрации света. Повторим еще раз: что ошибка Максвелла внесла путаницу в содержание философских категорий «причинность», «взаимодействие» и некоторых других. «Базарное» понимание причинности, только как последовательности событий, не отвечает материалистическому пониманию причинности. Как отмечал Ф. Энгельс, именно взаимодействие является основой причинно-следственных отношений. Этот вопрос исследован в [6].

Появились пустые бессодержательные понятия как, например, «скорость распространения взаимодействий». Получается, что «взаимодействие» есть некий гипотетический материальный объект, способный перемещаться в пространстве. На самом деле «взаимодействие» есть процесс, в котором одновременно участвуют два объекта. Такой подход к взаимодействию не отрицает мгновенного действия на расстоянии.

Преобразования Галилея и Лоренца. Релятивисты утверждают: «Преобразование Лоренца противоречит преобразованию Галилея!». Это еще один признак непонимания физических явлений. Преобразование Лоренца зависит от относительной скорости между источником света и наблюдателем. Такая скорость инвариантна относительно преобразования Галилея, а потому и само преобразование Лоренца инвариантно относительно преобразования Галилея.

В чем же физический смысл этих преобразований?

Преобразование Галилея позволяет отобразить пространственные отрезки, интервалы времени и другие величины из одной инерциальной системы отсчета в другую. При преобразовании Галилея все величины отображаются мгновенно и без искажений. Такая информация является информацией, передающей нам характеристики сущности (см. «золотое правило»).

Преобразование Лоренца отображает те же самые объекты из одной инерциальной системы отсчета в другую с помощью световых лучей. Из-за конечной скорости распространения света переносимая информация искажается (эффект Доплера, искажение волнового фронта и т.д.). Искажения отображений с помощью света зависят от скорости относительного движения инерциальных систем отсчета (условие наблюдения). Поэтому они являются характеристиками явлений. Для световых отображений галилеевские отображения являются эталоном, по которому мы можем судить о степени искажений при передаче информации светом (преобразование Лоренца).

В разделе «внутренняя кривизна пространства» мы говорили о том, что любые физические явления должны объясняться в раках классических пространственно-временных представлений. При описанном выше подходе мы не выходим за рамки этого условия. Более того, мы избегаем появления логических противоречий («парадоксов»), характерных для теории А. Эйнштейна.

Сделаем еще одно замечание. Оно касается оценки новых результатов. Складывается (оправданное) впечатление, что на рубеже веков любой новый результат детально не исследовался, а принимался на веру, как абсолютная истина. Примеров много. Вот один из них.

Наши исследования показали, что существует много линейных преобразований, сохраняющих постоянной скорость света и уравнения Максвелла. Вот, например, класс модифицированных преобразований [7]

где: f(V/c) - некоторая нечетная функция относительно V/c; V - относительная скорость движения инерциальных систем.

Постулат Эйнштейна это умозрительная конструкция, отвечающая следующему варианту

Если f(V/c) = V/c , тогда это преобразование не только сохраняет скорость света неизменной, но и разрешает движение со скоростями, превышающими скорость света.. Этот интересный факт следовало бы проверить экспериментально!

Аберрация света. Мы начнем с теории Птолемея. Нам кажется, что солнце движется вокруг земли. Мы привыкли к этому. Но ведь звезды на небе и солнце неподвижны. Эффект их «движения» объясняется суточным вращением земли вокруг своей оси. Нам это «кажется» (явление), но мы ошибочно считаем, что «на самом деле» (сущность) так и есть. Эта ошибка связана с неумением исследователя провести грань между сущностью и явлением [4], незнание «золотого правила».

Представьте себе, что вы смотрите в зеркало и видите предметы, расположенные за спиной. Вы знаете, что видимые в зеркале предметы являются мнимыми изображениями действительных предметов. С мнимыми изображениями мы встречаемся в школе. Телескопы, микроскопы, лупа - все эти приборы основаны на использовании мнимого изображения.

Рис. 1. Иллюстрация явления звёздной аберрации света (из Википедии)

Однако с мнимым изображением мы можем столкнуться и без приборов. Ночью, рассматривая на тёмном небе звезду, мы забываем, что свет от неё идёт к нам миллионы лет (см. рис. 1). За это время звезда успеет сместиться, и мы будем видеть её мнимое изображение (объект № 2 на рис. 1). Сама звезда в момент наблюдения невидима (объект № 1 на рис. 1), т.е. будет находиться в другом месте пространства.

Угол между направлением на видимое положение звезды (мнимое изображение) и направлением на её действительное положение называется углом аберрации. Он равен д = и - ц. Явление звёздной аберрации возникает только при наличии относительного движения между наблюдателем и наблюдаемым объектом.

Система отсчёта наблюдателя. Рассмотрим явление аберрации качественно. На рис. 2 свет от источника S*, идущий под углом И к оси x, будет распространяться со скоростью с к наблюдателю конечное время. За время распространения Т₀ = |t_приема - t_{излучения}| источник переместится со скоростью V в новое положение S. Таким образом, в момент приёма светового сигнала источник будет находиться уже в другом месте по отношению к видимому исследователем положению.

Рис. 2. Явления, происходящие в системе отсчёта наблюдателя

Замечание к рис. 2.

Расстояние R₀ это реальное расстояние (сущность), которое прошел световой импульс от источника к наблюдателю. Оно измеряется в момент приема наблюдателем светового сигнала при t = t_приема.

Расстояние R это кажущееся расстояние (явление), т.е. расстояние, которое прошел бы световой сигнал, если бы скорость относительного движения V = 0 (неподвижный источник). Оно измеряется в момент излучения при t = t_{излучения}.

Реклама ТВ справедливо советует: «Почувствуйте разницу!».

Здесь обычно возникает соблазн применить законы механики к свету. Действительно, вектор скорости света должен складываться с вектором скорости источника и, благодаря суммарной скорости, свет проходит расстояние R. Например, если заменить световой импульс камнем, то последний может «повредить» наблюдателя, врезавшись с суммарной скоростью.

Но свет это не материальное тело. Корпускулярно-волновой дуализм - логически противоречивый «суррогат». Об этом мы позже поговорим специально. Свет же это волны колебаний «реального эфира», которые имеют всегда постоянную скорость по отношению к источнику и по отношению к приемнику излучения. Парадокс? И да (непривычно), и нет (таковы свойства). В результате возникает эффект Доплера и искажение фронта световой волны. Но скорость света та же. Продолжая лучи перпендикулярно воспринимаемому фронту, мы видим мнимое изображение источника, удаленное от нас на расстояние R.

Однако самое важное в том, что нам удалось «втиснуть» объяснение явления аберрации в рамки классических представлений о пространстве и времени, как того требовало отсутствие «кривизны пространства».

Система отсчёта светового источника. Перейдем теперь в систему отсчета источника света. Здесь возникает интереснейшая ситуация. Для описания качественной картины мы можем воспользоваться преобразованием Галилея или же Лоренца.

При преобразовании Галилея величины, обозначенные на рис. 3 (R, R₀, T₀, V и углы), сохраняются неизменными. Факт хорошо известный. Меняется лишь направление вектора скорости V. При преобразовании Лоренца те же величины (R, R₀, T₀, V ) сохраняются также, поскольку являются истинными скалярами! По этой причине качественные объяснения будут подобными.

Рассмотрим явление аберрации подробнее. Пусть наблюдатель N движется относительно источника света S со скоростью V, как показано на рис. 3. В момент излучения светового импульса источником S наблюдатель будет находиться в точке N*.

В точке N световой импульс и наблюдатель встречаются. Воспринимаемый наблюдателем фронт (рис. 3) не будет перпендикулярен направлению SN (относительное движение наблюдателя). Наблюдаемый фронт будет перпендикулярен линии SN*. Видимое положение S* строится на продолжении лучей из точки N перпендикулярно наблюдаемому фронту волны (мнимое изображение!).

Это интересный и важный факт. Поскольку наблюдатель воспринимает фронт волны в искажённом виде (повёрнутым), он «достраивает» объект с его характеристиками, продолжая лучи перпендикулярно фронту. В результате он видит искаженный объект. Это не субъективный, а объективный факт. То же делает и измерительный прибор, связанный с наблюдателем.

Рис. 3. Аберрация света. V - скорость движения наблюдателя относительно источника; S* - мнимое изображение источника в момент приёма светового сигнала; S - действительное положение источника в тот же момент времени; R - кажущееся расстояние до источника в момент приёма сигнала; R₀ - действительное расстояние между источником и наблюдателем в момент приёма сигнала наблюдателем, Т₀ = | t _прием - t_излуч | - время, за которое свет прошёл расстояние от момента излучения до момента приёма, д = И₀ - И - угол аберрации

Итак, наблюдатель имеет дело с двумя объектами: с действительным объектом (сущность) и с его мнимым изображением (явление). Это важное обстоятельство релятивисты обходят, хотя никак не могут обойтись без его использования (см. рис. 3). Действительное положение объекта описывается с помощью мгновенного отображения, а мнимое - с помощью достроенных световых лучей.

Замечание.

Расстояние R₀ это реальное расстояние, которое прошел световой импульс от источника к наблюдателю. Оно измеряется в момент приема наблюдателем светового сигнала t = t_приема.

Расстояние R это расстояние, которое прошел бы световой луч при скорости относительного движения V = 0. Это расстояние измеряется в момент времени излучения при t = t_{излучения}.

Расстояние R это явление, которое мы наблюдаем. Оно зависит от условия (от скорости относительного движения). При одном и том же пути R₀ , пройденном световым импульсом от источника S до точки N, кажущееся расстояние R будет различным для разных относительных скоростей движения наблюдателя относительно источника V через точку N («Золотое правило!»).

Обсуждение.

Итак, мы видим мнимое изображение источника S*. Действительное положение S мы не видим. Расстояние, проходимое светом от источника S до наблюдателя N, равное R₀, и время прохождения этого расстояния T₀ не зависят от выбора системы отсчёта. Скорость света с = R₀/T₀ в этих инерциальных системах отсчёта постоянна!

Интересно отметить, что релятивисты старательно избегают рассматривать сразу два объекта: реальный объект и его мнимое изображение. Об этом они молчат в учебниках. Единственный рисунок (рис. 1) мы обнаружили в википедии!

Говоря языком каламбура можно так подвести итог: Специальная теория относительности есть мнимая (лженаучная) теория, которая описывает только мнимые объекты [8]. Поэтому СТО развивают только мнимые ученые.

«Кто на самом деле создал Специальную теорию относительности»? Здесь претендентов у А. Эйнштейна достаточно много.

Математик Ф. Линдеманн Знаменитый немецкий математик, вычисливший в то время значение числа р до 35 знаков.. Приведем цитату из работы [9]: «Но в том же 1904 г. Ф. Линдеманн был назначен ректором мюнхенского университета, и это определило дальнейший ход событий. Написанная им под заголовком «Об электродинамике движущихся тел» теория относительности вышла в сентябре 1905 года в берлинском полугосударственном журнале Планка «Анналы физики» под именем подставного лица (Эйнштейн, Берн)…. Ответственный за выбор текстов редактор журнала «Анналы» Пауль Друде был найден застреленным меньше, чем через год после роковой для всей науки публикации». Ознакомьтесь с этим неизвестным фактом.

Милева Марич (супруга А. Эйнштейна). Цитируем [10]: «Как говорят, эта женщина, Милева Марич, не только создала современную теоретическую физику, но и самого Эйнштейна. Удивительно, что до сих пор по ТВ показывают полуправду об Эйнштейне, которая, как известно, хуже, чем ложь. Исследования, проведенные в РНАН, показали, что все современные «историки науки» заняты исключительно тем, чтобы скрыть легко доказываемую фактами и документами правду о том, что создала теорию относительности, квантовую физику Милева Марич, которая, возможно, сама и выбрала Альберта Эйнштейна для публикаций своих открытий и научных журналах, так как поместить статьи от имени женщины было в то время нереально.

Ученые-мужчины тщательно скрывают и то, что согласно брачному контракту, заключенному перед женитьбой, он был обязан всю будущую Нобелевскую премию отдать Милеве Марич, которая не только предвидела и правильно оценивала свои возможности, но и обучала физике и самого Альберта - это следует из его восторженных писем».

А. Пуанкаре. Здесь следует придерживаться интересной работы [11]: «В 1935 году на русском языке был издан сборник работ классиков релятивизма «Принцип относительности». В отличие от подобного же немецкого издания он содержал основную работу Пуанкаре «О динамике электрона». Редакторы сборника В. К. Фредерикс и Д. Д. Иваненко подчеркивали, что эта статья Пуанкаре «содержит в себе не только параллельную ей работу Эйнштейна, но в некоторых своих частях и значительно более позднюю -- почти на три года -- статью Минковского, а отчасти даже превосходит последнюю». Факт забвения этой фундаментальной работы расценивался ими как не имеющий аналогов в современной физике.

Такого прецедента в физике действительно не было. Одно из основных исследований, завершающих крупнейший переворот в науке, было обойдено вниманием в первые годы и преднамеренно игнорировалось в последующие, уже после того, как не раз был подчеркнут приоритет полученных в нем результатов!».

Сам Пуанкаре после 1905 года больше не возвращался к развитию новой механики больших скоростей. Предполагаемая причина такого поведения Пуанкаре описана в [12].

Источники

электромагнитный физика силовой напряжение

1. В.А. Кулигин. Заблуждение геометров, ставшее предрассудком. http://www.trinitas.ru/rus/doc/avtr/01/1926-00.htm.

2. Кризис классического естествознания на рубеже XIX-XX веков. http://pandia.ru/text/78/493/71702.php.

3. В.А. Кулигин. Практика - критерий истины. http://propaganda-journal.net/1712.html.

4. В.А. Кулигин. Материализм и теория относительности. http://sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/15305.html.

5. М.В. Корнева, В.А. Кулигин. Парадоксы теории относительности на одно лицо. http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/8085.html.

6. В.А. Кулигин. Причинность и взаимодействие в физике. Сборник Воронежского госуниверситета: «Детерминизм в современной науке». Воронеж, 1987. http://n-t.ru/tp/ns/pvf.htm.

7. М.В. Корнева. Ошибка Лоренца. http://n-t.ru/tp/ns/ol.htm.

8. В.А. Кулигин. Куда релятивисты прячут реальные объекты? https://maxpark.com/community/603/content/2854643.

9. Петер Рош. Теория относительности принадлежит Ф. Линденманну. (перевод В. Йендрек; liliarusa@lycos.de), http://www.sciteclibrary.ru/texsts/rus/stat/st309.htm.

10. П. Тюленев. Гений человечества Милева Марич создала Эйнштейна. http://www.proza.ru/2014/12/05/1273.

11. А. Тяпкин, А. Шибанов. Пуанкаре. ЖЗЛ. «Молодая гвардия», М.: 1982. (http://coollib.com/b/131939/read#t1).

12. В.А. Кулигин. Об ошибке Пуанкаре, которую он не успел исправить. http://www.trinitas.ru/rus/doc/avtr/01/1926-00.htm.

Размещено на Allbest.ru