Preprint (22.09.2002)
Date: Fri, 22 Sep 2002 23:18:18 GMT
From: redshift0@narod.ru
Organization:
Newsgroups: sci.physics, sci.astro,
alt.sci.physics.new-theories
Subject: Supremum of an interaction
speed
Key words: Interaction speed – speed of light – Supernovae – w-factor – s-factor
-
- - - - - - - - -
Supremum
скорости взаимодействия материи
Чепик А.М., Нижний Новгород
22.09.2002
(Статья опубликована в ж. "Spacetime & Substance" №3(13)-2002,p.122)
Абстракт
На основании предложенной гипотезы о несовпадении
скорости света в вакууме и супремума скорости взаимодействия материи даются
объяснения зависимости от расстояния для w-фактора кривой абсолютной величины Сверхновых Ia типа; и до сих пор необъясненному s-фактору.
1.
Введение
В "Теории поля" Ландау, Лифшица в параграфе "Скорость распространения взаимодействий" сказано: "Скорость распространения взаимодействий является универсальной постоянной. Эта постоянная скорость одновременно является, как будет показано в дальнейшем, скоростью распространения света в пустоте... Объединение принципа относительности с конечностью скорости распространения взаимодействий называется принципом относительности Эйнштейна".
Из экспериментов оказалось, что скорость света в вакууме и константа скорости
распространения взаимодействия (в преобразованиях Лоренца) близки. Точность измерения самой скорости
света (в опытах с длиннобазными интерферометрами и излучением Черенкова) в
настоящее время составляет несколько дециметров в секунду, то есть 10-9с.
Необходимо указать на то, что в экспериментах проверялась скорость
распространения электромагнитного взаимодействия. Другие виды взаимодействия
материи не проверялись. Поэтому для обобщения скоростей всех видов взаимодействия следует
рассматривать супремум скорости распространения взаимодействий
Обозначим через «cL» величину
супремума, чтобы отличать его от «с» - величины скорости света.
Эйнштейн поступил очень
здраво, постулировав постоянство скорости света. Ибо и доказательство этому, и
противоречие к этому найти практически невозможно. Известна формулировка Постулата
постоянства скорости света: «Скорость света в вакууме во всех ИСО
одинакова и не зависит от скорости источника и приемника света.» Что касается наличия теоретического
доказательства того, что константа "с" в уравнениях преобразования
времени и координат от одной системы отсчета к другой и есть скорость света, то
такого доказательства попросту нет! Интересно было бы узнать, почему Максвелл,
ничего не зная о постоянстве скорости света в вакууме, поставил в своих уравнениях величину
скорости электромагнитной волны в пустоте (или эфире), как константу.
2. Формулировка постулата
Своим постулатом Эйнштейн выделил свет в отдельную категорию явлений, идеализировав материальный объект - фотон. Чтобы вернуть свет в лоно материальных частиц, необходимо и достаточно считать, что постоянной величиной является верхний предел скорости взаимодействия материи. То, что скорости взаимодействия не могут быть бесконечными, было ясно давно. Ясно также, что супремум скоростей взаимодействия уже по своему физическому смыслу гораздо больше подходит на роль величины, независимой от скорости источника и наблюдателя, чем скорость любого носителя конкретного взаимодействия.
Предлагаемая формулировка постулата звучит так:
Супремум скорости взаимодействия материи не зависит от скорости наблюдателя этих взаимодействий и скорости источников наблюдаемых взаимодействий, и является постоянной величиной во всех инерциальных системах отсчёта (ИСО).
В сравнении с существующей формулировкой произошла лишь замена понятия «свет» на понятие «Взаимодействие»).
В этом случае останется верным и постоянство четырёхмерного интервала, и преобразования Лоренца, и формула суммы скоростей, и специальная и общая теории относительности (ТО).
Можно ли согласиться с такой формулировкой постулата?
Ведь если считать скорость света равной этому супремуму (а сейчас так и считается, и это является дополнительным постулатом), то всё сводится к той теории относительности, которую мы имеем и изучаем уже почти 100 лет. Ландау и Лившиц именно так и поступают, объединяя два постулата под названием "принцип относительности Эйнштейна".
3. Рассмотрение постулата при с< cL
Почему бы не считать, что скорость света меньше супремума хотя бы на несколько ангстрем в секунду?
Ниже предлагается рассмотреть вариант несовпадения с и cL .
Ясно, что скорость света теперь
не является постоянной величиной. В разных ИСО скорость света становится
различной. По формуле суммы скоростей скорость фотона, излучённого движущимся
источником, становится больше в направлении вектора скорости источника, и
меньше – в противоположном направлении. Правда, если скорость источника устремить к скорости света, то скорость
фотонов, уходящих «назад», будет уменьшаться примерно по закону c2= cL (1- 2 (cL- c1)/( cL-
v)), где v – скорость источника, c1 -скорость света в системе отсчета источника, c2 - скорость света в системе отсчета приемника.
Чтобы мы «не увидели» такого изменения скорости света, например, для скорости
источника v<0.9 cL, достаточно, чтобы (1- c1/ cL) было меньше 5*10-11.
Следовательно, для реальных скоростей источников мы не увидим изменение
скорости света, тем более, если фотоны будут лететь «вперед».
Выводы из ОТО и СТО остаются
полностью верными в части, не касающейся распространения света. Но и в
оставшейся части можно указать такие изменения в формулах, которые, в основном,
внесут только замену некоторых обозначений с на cL . В
частности, формула Доплера теперь будет выглядеть так: f=f0*[1-(v/ cL)2]1/2/[1-(v* cos a)/c].
Уравнения Максвелла останутся инвариантными относительно ИСО, ведь величина скорости света «с» в них теперь не константа, а переменная, равная скорости света в рассматриваемой ИСО.
Но может не быть:
-
нулевых масс
покоя;
-
бесконечности в энергии
и массе частиц при приближении к скорости света (не cL).
4.
Следствие из
гипотезы
Измерялась ли когда-нибудь скорость света, пришедшего к нам от далеких
(z>1) галактик? Уверен, что нет, так как поиск изменения скорости света –
дело бесперспективное (как показано выше). Зато следствие изменения скорости
света в виде процессов разной длительности мы можем наблюдать, хотя и не знаем
их объяснения.
Так, совсем недавно обнаруженное явление расширения (w-фактор) кривой абсолютной величины Сверхновых типа Ia считалось бы самым ярким доказательством расширения Вселенной, если бы оно не сопровождалось до сих пор необъясненным фактором растяжения (s-фактор) [Peter Nugent, Alex Kim and Saul Perlmutter, arXiv: astro- ph/ 0205351 v1 21 May 2002 K-corrections and Extinction Corrections for Type Ia Supernovae; далее NKP2002]
Оболочка Сверхновой разлетается во все стороны с огромной скоростью.
Поэтому скорость фотонов, летящих в нашем направлении, разная. Обозначим среднюю скорость фотона от
удаленного источника c, а
диапазон скоростей [c-σ,c+σ]. Будем считать, что распределение плотности
фотонов по скорости определяется некоторой усредненной функцией F(v,
c, σ).
Предположим, что величина c не зависят ни от времени, ни от длины волны; и изменение расстояния от источника до приемника за время
наблюдения несущественно (намного меньше R - расстояния от источника до приемника).
Пусть n – общее число принятых в
единицу времени фотонов (зависит от эпохи приема t’). Пусть время t (эпоха излучения) и t' определяется в системе
отсчета приемника, причем t' =t+R/c. N
– общее число фотонов, испущенных в единицу времени, которые затем попадут в
приемник; N зависит от времени
излучения t (t=0 соответствует моменту пика излучения).
Тогда
n(t’)= ∫ N(t+ R/v - R/c) F(v, c,
σ) dv
Величина сдвига R/v - R/c = (R /c)
(c/v –1) измеряется в сутках и означает эпоху
относительно времени t, из
которой приходят фотоны к приемнику в момент времени t’. Причем, чем дальше находится Сверхновая, тем
из большего количества эпох будут приходить фотоны. И, наоборот, для очень
близкой Сверхновой величина сдвига будет практически равна 0 для любой скорости
v, то есть, устанавливается однозначное
соответствие между эпохами излучения и приема.
Соответственно, чем дальше находится Сверхновая, тем в большее
количество эпох будут приходить фотоны из одной эпохи излучения.
5.
Выводы
Все это приводит к тому, что:
1.
Ширина световой
кривой увеличивается пропорционально расстоянию, как для всего спектра, так и
для отдельного диапазона (w-фактор).
2.
Пик принимаемого
излучения (абсолютной светимости) уменьшается пропорционально расстоянию, как
для всего спектра, так и для отдельного диапазона (s-фактор), причем коэффициент
пропорциональности зависит от абсолютной светимости в этом диапазоне (формула
(2) в NKP2002).
3.
Цвет B-V
в пике B пропорционален
расстоянию и есть следствие формулы (2) как разность светимостей (формула (3) в
NKP2002).
4.
В качестве
результата этих рассуждений можно оценить величину cL, предполагая, что максимальная скорость v равна cL и что ширина световой кривой составляет 60
суток для Сверхновой, находящейся на расстоянии R=3*109 св. лет :
2(R /c)
(1–c/ cL ) = 60 суток
Откуда c = cL (1-3*10-11).
5.
Попутно
выясняется, почему в первые дни после взрыва ширина спектра у далеких
Сверхновых меньше, чем у близких, даже без учета w-фактора.
6.
Еще одна
возможность проверки этой гипотезы заключена в оценке скоростей и размеров струй из активных ядер галактик.
Удаляющиеся от нас джеты должны быть меньше по размерам (ближе к ядру), чем приближающиеся к нам. А в начальной
стадии – удаляющийся джет может быть даже не виден.
Хотя мне больше нравится эта гипотеза, вынужден сказать, что есть еще одна возможность объяснения w- и s-факторов – гипотеза об отличии реальной скорости света от скорости света в вакууме вследствие оптической плотности межгалактической среды.
Но, возможно,
эффекты w- и s-факторов получаются из-за суммарного
воздействия этих причин.
- - - - - - - - -
-
Supremum of the
Interaction Speed of the Matter
Alex M. Chepick, Nizhni Novgorod
22.09.2002
Abstract
Explanations
of dependence on distance both for the w-factor of an absolute magnitude Type
Ia Supernovae curve, and for till now not explained s-factor are given on the
basis of the offered hypothesis about inequality of speed of light in vacuum
and Supremum of the interaction speed of
a matter.
- - - - - - - - - - -
Последняя коррекция
12.10.2002 22:18