ВОПРОСЫ ТЕОРИИ АБСОЛЮТА

Сдвиг показаний часов
Вывод преобразований Лоренца
Изотропия скорости света

- - - - - - - -

Q[question].L001. Что такое "Сдвиг показаний часов" ?

A[anser].L001. Изотропия скорости света в однородной ИСО означает, что скорость света не зависит от времени и места измерения, а также от направления распространения света; анизотропия означает, что скорость света не зависит от времени и места измерения, но зависит от направления распространения света.

Обозначим координаты точек в ИСО : (t',x',y',z')=J'; r(x',y',z') - радиус-вектор из точки (0,0,0);  v^(1,2)=v'^,'' - относительная скорость J'' в J'.

Рассмотрим пример построения некоторой ИСО I' из произвольной ИСО J'. В модели J' добавим к часам C_J в каждой точке (x',y',z') еще одни такие же неподвижные часы C_I. Темп хода у обоих часов обязан быть одинаковым, поскольку если есть причины, влияющие на темп хода часов C_J в некоторой точке ИСО, то эти же причины точно также влияют на часы C_I в той же точке. Поэтому, если эти часы показывают в некоторый момент одинаковое время, то их показания будут одинаковыми всегда, а если разное, то эта же разница показаний будет всегда. Если хотя бы в одной точке такая пара часов показывает разное время, то, по определению, часы принадлежат разным СО, неподвижным относительно друг друга. Обозначим I' вторую СО. В этой СО I' метрические координаты событий совпадают с координатами в ИСО J', а координаты времени по этим часам могут не совпадать, хотя промежутки времени между событиями совпадут. Разность показаний часов C_I и C_J в произвольной точке назовем Сдвигом показаний часов (СПЧ) в этой точке. Также Сдвигом показаний часов называется само действие по изменению показаний часов. Но спутать результат действия и само действие невозможно. В общем случае СПЧ зависит от координат рассматриваемой точки. И не всякие сочетания СПЧ в разных точках позволяют считать СО I' инерциальной.

- - - - - - - -

Q.L002. Существуют ли условия на СПЧ, при которых результирующая СО I' будет инерциальной?

A.L002. Найдем условия на СПЧ, при которых СО I' будет инерциальной.

Сдвиг показаний часов в ИСО означает одноразовую процедуру изменения на некоторую величину показаний ранее синхронизированных неподвижных часов. Величина сдвига показаний часов S(r) связана с координатами r места часов в ИСО. Процесс СПЧ конечен во времени и для конкретных часов происходит только один раз в любой ИСО. Без ограничения общности можно считать, что сдвиги часов происходили в далеком прошлом, и в период рассмотрения каких-то событий СПЧ не осуществляются и не подвластны экспериментаторам, выполняющим наблюдения, поэтому после окончания процедуры сдвига показаний часов для каждой точки величина S(r) не будет зависеть от времени.

Пусть СПЧ в некоторой точке r(x',y',z') будет  S(r), t' - координата  времени в J', T' - координата  времени в I'. Тогда можно записать

T'=t'+S(r(x',y',z')).      (26)

Поскольку мы рассматриваем системы с совпадающими началами отсчета, то S(0)=0. Отметим, что I' неподвижна в J'. В результате СПЧ координаты времени одного и того же события становятся разными, а координаты места не меняются, поэтому свойства скоростей меняются. Чтобы I' была инерциальной, в ней должны выполняться свойства ИСО. В частности, объект, равномерно и прямолинейно двигающийся в J' со скоростью w, должен равномерно и прямолинейно двигаться в I' с некоторой скоростью u. Следовательно, для объекта, двигающегося из начала координат, будет выполнено

r/u-r/w=S(r),      (27)

а для любой точки kr на линии r будет выполнено kr/u-kr/w=S(kr), откуда получаем

S(kr)=kS(r),      (28)

где  k - любое действительное число, r - произвольный вектор, проведенный из начала координат. Это свойство линейности функции S(r) по параметру r. 

Для любых двух точек r'' и r'  СПЧ между ними равен S(r'')-S(r'), и в силу линейности S получаем (даже в случае неколлинеарных векторов):

S(r'')-S(r')=S(r''-r').    (29)

Обозначив через s_N=S(r_N) величину СПЧ для единичного вектора (норму сдвига) в некотором направлении N, получаем выражение сдвига S_N показаний часов для произвольного вектора в этом направлении через его длину L_N:   S_N(L_N)=L_Ns_N . В частности, если направление N является направлением оси X ИСО J' (тогда L_X является координатой x'), то в этом случае s_X означает величину сдвига для единичного вектора в положительном направлении X, и СПЧ записывается в виде: 

S_X(x')=x' s_X .       (30)

Из свойств (29) и (30) следует формула представления сдвига S(r) для этого вектора через его декартовы координаты (x',y',z') и нормы сдвига по осям:

S(r)=Ls(r)=x's_X +y's_Y+z's_Z   (31)

где L=(x'²+y'²+z'²)^1/2>=0 - длина вектора r , s(r) - норма сдвига в направлении вектора r=(x',y',z'),  s_N - норма сдвига в направлении N, N=X,Y,Z.

Таким образом, любая СО I', построенная из ИСО J' с помощью СПЧ со свойством (31), является ИСО, поскольку она движется равномерно и прямолинейно в АСО (так как I' неподвижна в J'), и любая ИСО движется в I' равномерно и прямолинейно.

- - - - - - - -

Q.L003. Можно ли найти такой сдвиг показаний часов, чтобы в каждой результирующей ИСО скорость света была бы изотропной?

A.L003. Рассмотрим в СЭТ некоторую ИСО J', двигающуюся в АСО со скоростью v. Множество всех ИСО J' обозначим M_A. В ИСО J' обозначим c(r) - скорость света в направлении вектора r, эта величина задана формулой (21). Из нее следует, что, кроме АСО, ни в одной ИСО СЭТ скорость светового сигнала не является изотропной. Но формула (27) показывает, что при использовании сдвига показаний часов скорость объекта в новой ИСО I' может измениться. Попробуем найти такие СПЧ, чтобы скорость светового сигнала стала постоянной в любой I'. Множество всех возможных новых ИСО I' с постоянной скоростью света обозначим M_L. АСО принадлежит и M_A, и M_L. Чтобы различать АСО в этих множествах, обозначим ее J - в M_A, и I - в M_L. По условию в I и в I' скорость света равна "c", то есть, по формулам (27) и (30) получается требуемая норма СПЧ s(r) для построения I':  s(r)=1/с-1/c(r). Поэтому, по формуле (21) с учетом (23) и (22): cos(a)=v/c для осей Z',Y' и cos(a)=1 для оси X', имеем нормы СПЧ по направлениям осей J' :

s_X =-v/c²; s_Y=s_Z=0.  (32)

- - - - - - - -

Q.L004. Какие преобразования получаются после таких СПЧ, при которых скорость света в результирующей ИСО становится изотропной?

A.L004. I' неподвижна в J', поэтому I' двигается в I с той же скоростью v. Таким образом, в множестве M_L для любой скорости v имеется ИСО I' (с изотропной скоростью света). Найдем преобразование координат между I и I'. Событие (t,x,y,z) в I имеет координаты в J' (t',x',y',z')=(t,x,y,z)A(v), и координаты (T',x',y',z') в I', где T'=t'+x's_X , согласно формулам (26,30).  Поэтому преобразование для координат x',y',z' совпадает с КОЗП (14), а преобразование для координаты времени t' изменится с учетом величины s_X  в (32) и выражения величин t' и x' в (14):

L(v): T'=γ(t-xv/c²);  x'=γ(x-vt); y'=y; z'=z   (33)

Таким образом, построенные преобразования являются преобразованиями Лоренца.

- - - - - - - -

Q.L005. На что похожа модель множества ИСО с преобразованиями Лоренца, построенная в Линейном пространстве с помощью СПЧ?

A.L005. Известно, что при выводе своих преобразований Лоренц использовал инвариантность законов Максвелла и постоянство скорости света в разных ИСО, то есть, теория Лоренца неявно основана на постулатах СТО. Следовательно, Лоренц не мог получить иного варианта, кроме как ограниченной СТО для одной выделенной ИСО с неподвижной средой Максвелла. Таким образом, построенная здесь модель, содержащая выделенную АСО, множество ИСО с постоянной скоростью света и преобразования L(v) в (33), фактически является моделью теории Лоренца.

Это очень удивительно - преобразования координат из совершенно разных теорий связаны всего лишь сдвигом показаний часов.

Естественно, преобразования координат между I' и I'' также оказываются Лоренцевскими с параметром v_1,2 - относительной скоростью I'' в I', найденной по формуле релятивистской разности скоростей I'' и I' в I.

- - - - - - - -

Q.L006.  Означает ли, что модель множества ИСО с преобразованиями Лоренца, построенная в Линейном пространстве с помощью СПЧ, является СТО?

A.L006. Множество M_L всех ИСО с изотропной скоростью света, рассматриваемых в СТО, не совпадает с множеством M_A всех ИСО, рассматриваемых в СЭТ. Однако построение M_L и преобразований Лоренца не означает, что таким образом получено СТО. Поскольку в постулатах СЭТ и сдвиге показаний часов нет связи с всеми физическими процессами, то, очевидно, из них нельзя получить формулировку Принципа относительности Эйнштейна, к тому же в множестве M_L находится выделенная система отсчета I, единственная неподвижная в АСО СЭТ, от которой рассчитаны нормы СПЧ остальных ИСО I'. И, наконец, если в Пространстве присутствует среда, неподвижная в АСО, то никакой набор сдвигов показаний часов эту среду из пространства не уберет, поэтому построенная модель не может быть СТО (тем более, что в СТО эфир присутствовать не может).

- - - - - - - -

Q.L007. Откуда и как в множестве M_L возникает относительность?

A.L007. Оказывается, именно наше действие - сдвиг показаний часов с нормой (32), вносит в построенные ИСО свойство относительности для пространства и времени. Очевидно, что неподвижные часы в ИСО идут медленнее таких же неподвижных часов в АСО и  dt'=dt/γ. Но когда мы рассматриваем неподвижные в АСО часы, то в ИСО I' эти часы двигаются и интервал времени dt' измеряется в разных точках I'. Без СПЧ получается  dt=γdt', то есть, все равно неподвижные часы в ИСО идут медленнее таких же неподвижных часов в АСО, а при наличии СПЧ величина dt' заменится на dT', то есть, интервал времени dT'=dt'+sdx' уже не может равняться  dt/γ. Оказалось, существует такая норма СПЧ (32), что выполняется другое, симметричное соотношение  dT'=dt'+sdx'=γdt, а это означает, что уже часы в I идут медленнее часов в I' : dt=dT'/γ. Но это замедление обеспечивается уже не темпом хода часов, а СПЧ. Аналогично для длины отрезка - при изменении понятия одновременности за счет СПЧ получаем, что неподвижный отрезок в I длиннее его измеренной в I' длины. Таким образом, именно СПЧ с нормой s=-v/c² вносит в построенные ИСО свойство относительности для времени и пространства.

- - - - - - - -

Q.L008. Можно ли на множестве M_L теперь построить множество M_A и преобразование КОЗП?

A.L008. Можно. Точно таким же методом сдвига показаний часов для множества M_L  можно построить множество ИСО M_A, но только выбрав в качестве АСО ту единственную ИСО I, в которой светоносная среда неподвижна. Естественно, что в этом случае СПЧ разрушает в построенных ИСО J' свойство относительности для пространства и времени. То есть, из условия выполнения Преобразований Лоренца получаем существование АСО - линейного 4-пространства с изотропной скоростью света (а это постулат П1 в СЭТ), существование множества ИСО M_A с изотропными скоростями света, выполнение преобразований КОЗП для пар ИСО из M_A, независимость времени движения "туда-обратно" светового импульса  вдоль прямого отрезка от направления этого отрезка в ИСО (а это постулат П2 в СЭТ). Следовательно, из выполнения Преобразований Лоренца получаем выполнение СЭТ.

- - - - - - - -

Q.L009. Эквивалентны ли преобразования Лоренца и КОЗП?

A.L009. Да. Сдвиг показаний часов, являясь физическим действием, означает, что если во Вселенной выполняются преобразования Лоренца, то выполняются КОЗП; и если выполняются КОЗП, то выполняются преобразования Лоренца; и показывает причину того, почему мы можем считать Вселенную и Абсолютным пространством, и пространством Минковского. То есть, поскольку преобразования Лоренца являются частью СТО, то эта теория может стать объединяющей идеей, уничтожающей деление физиков на сторонников и противников СТО. Однако поскольку теперь ясно, что могут существовать ИСО с анизотропной скоростью света, то необходимо смягчить формулировку постулата Эйнштейна "Скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчета"[4,с.147], например, так : «Можно считать инерциальные системы отсчета такими, что скорость света в вакууме в них постоянна», или даже так «Если считать, что инерциальные системы отсчета таковы, что скорость света в них постоянна в вакууме, а преобразования координат между двумя ИСО обладают симметрией, то эти преобразования имеют вид преобразований Лоренца». А возможность таких формулировок следует из Абсолюта.

- - - - - - - -

Q.L010. Есть ли преимущество у какой-либо из этих моделей или геометрий?

A.L010. У геометрий - нет. А у моделей, полагаю, есть. Эксперименты показывают, что быстро движущиеся часы имеют темп времени, отличающиеся от темпа неподвижных часов. Но тогда должна существовать физическая причина разного темпа хода часов. СЭТ дает этому объяснение (существует выделенная система отсчета, в которой имеется среда (всеобъемлющая, всепроникающая, бесконечная, неподвижная), результаты наблюдения за циклическими процессами в которой зависят от скорости движения наблюдателя), а СТО такой физической причины не дает, так как в ней не может существовать среда, неподвижная в каждой ИСО. Нет в СТО и физического обоснования постулата относительности, так как экспериментальная проверка его невозможна в силу отсутствия доступных нам для экспериментов ИСО. Система отсчета Земли заведомо является неинерциальной, а проведенные в Земных лабораториях проверки этого постулата показали его выполнение с достаточной точностью. Это означает, что вклад от неинерциальной системы отсчета меньше ошибки эксперимента, следовательно, проверка выполнения постулата относительности невозможна - близкое совпадение формулы проверяемого закона в условиях неинерциальной СО не означает точное совпадение этих формул в условиях ИСО. А ведь принцип относительности декларирует именно точное совпадение формул всех физических законов.   

- - - - - - - -
К началу             <<---    Темы    Вопросы    --->> 

Главная страница                                  Eng

Последняя коррекция 25.05.2007 15:33:18

Хостинг от uCoz