Голословный и научный анализ относительности
Канарёв Ф.М.
Анонс
Российский государственный архив кинофотодокументов демонстрирует в Интернете свою устаревшую научную продукцию: «Что такое теория относительности» http://www.youtube.com/watch?v=PWtw7NcUZZ8&feature=related с голословным её анализом. Представим научный анализ этой относительности.
Вступительная часть
С первого просмотра демонстрационные сюжеты кажутся вполне убедительными и просмотревшие их, формируют представление о достоверности Специальной теории относительности (СТО) А.Эйнштейна, не понимая, что суть теории выражается математическими моделями. Представим их и проанализируем, чтобы убедиться в ошибочности голословных доказательств связи СТО с реальностью.
Известно, что первыми и главными судьями достоверности результатов теоретических исследований являются аксиомы - очевидные научные утверждения, не требующее экспериментальной проверки и не имеющие исключений. Известно также, что главной аксиомой Естествознания является аксиома Единства пространства, материи и времени. Она объединяет первичные элементы Мироздания: пространство, материю и время и утверждает, что они существуют независимо друг от друга и вместе. Их отделить друг от друга невозможно. Мироздание не имеет такого состояния, при котором материя существовала бы вне пространства или время текло в пространстве, лишенном материи. Это очевидные факты, не имеющие исключений и не требующие экспериментального доказательства своей достоверности. Ценность аксиомы не зависит от её признания. Она сама защищает свою достоверность очевидной связью с реальностью.
1. Судейские функции аксиомы Единства
Вступив в права независимого судьи, аксиома Единства уже поставила в трудное положение ученых ХХ века, которые получили свои научные результаты, не заметив её существование. Она просто, ясно и неопровержимо показывает их ошибки.
Аксиома Единства пространства - материи - времени указывает на то, что взаимосвязь между материей, пространством и временем должна отражаться во всех математических моделях, описывающих изменяющуюся реальную действительность. Но это, с виду весьма простое правило, осталось незамеченным ни математиками, ни физиками [1].
Начало теории относительности было положено Галилеем [1]. Он показал, что при переходе из подвижной системы отсчета , которая движется относительно неподвижной - с постоянной скоростью , координата и время преобразуются по соотношениям (рис. 1):
(1)
. (2)
Преобразования Галилея (1) и (2) работают в евклидовом пространстве и базируются на представлениях о пространстве и времени, как абсолютных характеристиках мироздания.
Впоследствии, основываясь на постулате о постоянстве скорости света , Лоренц нашел, что указанный переход связан со скоростью света зависимостями (рис. 2) [1]:
Рис. 1. Схема к анализу преобразований Галилея
Рис. 2. Схема к анализу преобразований Лоренца
(3)
(4)
Из соотношения (3) неявно следует, что с увеличением скорости величина пространственного интервала уменьшается, что соответствует относительности пространства. Аналогичное следствие вытекает и из соотношения (4). При величина также уменьшается, что соответствует уменьшению темпа течения времени (рис. 2) или - относительности времени.
Так сформировалось представление об относительности пространства и времени. Нашлись и эксперименты, якобы подтверждающие преобразования Лоренца, поэтому они и следующая из них Специальная теория относительности (СТО) были признаны непогрешимыми. Эта непогрешимость не была поставлена под сомнение и тогда, когда начали появляться экспериментальные результаты, противоречащие и преобразованиям Лоренца и СТО А. Эйнштейна. Главным из них и весьма убедительным является эксперимент Саньяка. Удивительно, то что мировое научное сообщество вместо поиска причин этого противоречия проигнорировало результаты опыта Саньяка [1].
Конечно, возникшая неясность не могла оставаться незамеченной и искатели научной истины принялись выявлять причины этой неясности. Было установлено, что существует несколько вариантов вывода одной и той же математической модели, привлекаемой для интерпретации результата эксперимента. Причем, изменение варианта вывода той или иной математической модели может изменить физический смысл, заложенный в ней. В результате, как правило, и выясняется причина существовавшего противоречия.
Как видно, в преобразованиях (3) и (4) Лоренца пространственный интервал , расположенный в подвижной системе отсчёта, отделён от времени , текущего в этой системе. В реальной действительности такого не бывает. Изменяющийся пространственный интервал - всегда функция времени. Поэтому преобразования Лоренца описывают не реальную, а ложную относительность.
Но главным судьей достоверности математических моделей оказалась давно существующая, но, как мы уже отметили, остававшаяся незамеченной аксиома Единства пространства - материи - времени. Из неё следует, что пространство, материя и время не могут существовать в разделенном состоянии. Они существуют только вместе, поэтому математические модели, в которых пространство, материя и время разделены, искажают реальность.
2. Истоки заблуждений
Анализ истоков заблуждений начнем с фундамента Специальной теории относительности - преобразований Лоренца (3), (4). Обратим внимание на то, что в формуле (3) присутствует координата , которая фиксируется в подвижной системе отсчета (рис. 2), а в формуле (4) - только время , которое течет в этой же системе отсчета. Таким образом, в математических формулах (3) и (4) изменяющаяся величина пространственного интервала в подвижной системе отсчета отделена, повторяю ещё раз, отделена от времени , текущего в этой системе отсчета.
Теперь мы знаем, что в реальной действительности отделить пространство от времени невозможно, поэтому указанные уравнения нельзя анализировать отдельно друг от друга. Это - система уравнений и анализировать их необходимо вместе. Только такой анализ будет соответствовать Аксиоме Единства пространства - материи - времени, и результаты только такого анализа будут отражать реальность. Но это простое правило до игнорировалось физиками. Обратим ещё раз внимание на то, что из уравнения (3) неявно следует, что при величина пространственного интервала уменьшается. Из этого физики ХХ века делали вывод, что с увеличением скорости движения подвижной системы отсчета величина пространственного интервала сокращается. Далее, они брали для анализа одно уравнение (4). Отделяли пространственный интервал x' от времени t'. Из него также следует неявно, что при величина уменьшается. Из этого они делали вывод о том, что с увеличением скорости движения подвижной системы отсчета темп течения времени в ней замедляется.
Исправим ошибочную интерпретацию. Для этого, обратим вначале внимание на процедуру синхронизации часов в подвижной и неподвижной системах отсчёта. Её суть заключается в том, что в начальный момент, когда начала обоих систем отсчёта совпадают в точке О (рис. 2), делается световая вспышка и одновременно подвижная система отсчёта начинает двигаться относительно неподвижной с постоянной скоростью V. Совпадение начала световой вспышки с началом движения подвижной системы отсчёта эквивалентно полной синхронизации часов в подвижной и неподвижной системах отсчёта. Чтобы отличать время, текущее в неподвижной и подвижной инерциальных системах отсчёта, их обозначают разными символами и соответственно. В результате Лоренц получил математические модели, которые показывали, зависимость темпа течения времени от скорости движения подвижной системы отсчёта. Никто не обратил внимание на то, что время (4), текущее в подвижной системе отсчёта, оказалось отделённым от пространственного интервала , изменяющегося в этой системе отсчёта (3). Поскольку в реальной действительности пространство невозможно отделить от времени, то проанализируем уравнения (3) и (4) совместно (в рамках аксиомы Единства), для этого разделим первое на второе, в результате будем иметь
(5)
Вот теперь математическая формула (5) отражает зависимость координаты от времени . Из этого следует, что формула (5) работает в рамках аксиомы Единства пространства - материи - времени, то есть в рамках реальной действительности. Обратим внимание на то, что материя в уравнении (5) присутствует косвенно. Её роль выполняют скорости и . Обусловлено это тем, что скорость могут иметь только материальные объекты.
На рис. 2 видно, что - это координата положения светового сигнала в неподвижной системе отсчета. Она равна произведению скорости движения света на время . Если мы подставим в приведенную формулу (5), то получим координату , которая фиксирует положение светового сигнала в подвижной системе отсчета. Где же расположен этот сигнал? Поскольку мы изменяем координаты и , то в моменты времени и он расположен на совпадающих осях и , точнее - в точке - точке пересечения световой сферы с двумя осями и (рис. 2).
Геометрический смысл преобразований Лоренца очень прост. В них зафиксированы: координата точки в подвижной системе отсчета и её координата в неподвижной системе отсчета (рис. 2). Это - точка пересечения световой сферы с осями и . Вот и весь смысл преобразований Лоренца. Другой информации в этих преобразованиях нет и они не отражают никакие физические эффекты.
Важно и то, что приведённый анализ преобразований Лоренца придаёт всем математическим символам: , входящим в эти преобразования, четкий геометрический и физический смысл. Посмотрите внимательнее на рис. 2. При величина действительно уменьшается. Вполне естественно, что уменьшается и время , необходимое световому сигналу для того, чтобы пройти расстояние . Вот Вам и причина сокращения пространственного интервала , темпа течения времени и появления парадокса близнецов. Приведите преобразования Лоренца к виду, соответствующему аксиоме Единства пространства - материи - времени и все парадоксы исчезают.
Вот, как восприняли некоторые из наших читателей, приведённый анализ преобразований Лоренца:
«Уважаемый Филипп Михайлович! … как красиво и на удивление просто разрешена головоломка с преобразованиями Лоренца. С уважением, М. В.»
«Уважаемый Филипп Михайлович! Книгу скопировал…. Книгой я восхищён. В самом начале я ужаснулся - где же были мои глаза, когда я много раз читал студентам эти преобразования Лоренца. Ясно, что эти два уравнения являются системой. Обсуждать одно нельзя. Провёл психологический эксперимент. Указал на эти уравнения одному доценту. Он бросился доказывать, что координата и время в них зависят от скорости, а зависимость координаты от времени не обязательна. Как видите, имеем нарушение аксиомы. Ничего он не понял. Или голова забита мифами, как у всех теоретиков. Присланный «Закон эволюции» - важный шаг в пропаганде нового. Примеры просто убийственны и понятны даже школьнику. З. В.Я.»
Спасибо, Филипп Михайлович. …. Ваша Аксиома Единства справедлива для всех физических процессов. В их математических моделях координаты и время не могут быть независимыми. Это важнейшее Ваше открытие. Этот факт вроде очевиден для всех, однако и физики, и математики (занимающиеся физикой) просто не замечали этой связи и зачастую игнорировали её. За что Физика и поплатилась, доверившись математикам. И в этом случае справедливо "доверяй, но проверяй!" Чисто математические, абстрактные модели, конечно, могут работать и с не зависимыми координатой и временем, однако ни в коем случае нельзя применить их без тщательной проверки для описания реальных физических процессов. Это изумительно просто, но эту простоту люди не замечали. Вы первый, который это "открыл". Но и я, и Вы убедились, что к простоте, как правило, идут через сложность. Таков парадокс познания. Ибо простота гениальна. М.Г. http://www.micro-world.su/ Папка «Дискуссии и комментарии». Письма читателей [5].
А теперь представьте, сколько теорий и сколько математических моделей базируется на преобразованиях Лоренца, которые выполняют фактически роль теоретического вируса. Сколько ошибочных интерпретаций экспериментальных данных породили математические модели, зараженные этим вирусом!!! Мы не будем анализировать процесс аналитического вывода преобразований Лоренца, но отметим, что он следует из четырёхмерной геометрии Минковского, суть которой в придании фотону несуществующего свойства - двигаться в пространстве криволинейно [1].
Трудно представить хаос, который бы существовал в мире, если бы свет двигался криволинейно. Ведь от далекой звезды до нашей матушки Земли можно провести лишь одну прямую линию и бесчисленное количество кривых, а по какой из них движется свет, доходя до нас, остаётся тайной. Но физиков все это не смущало и они смело начали использовать преобразования Лоренца (3) и (4) для своих исследований. Причем, они не утруждали себя анализом соответствия этих преобразований реальности. Они с небывалой лёгкостью использовали не только сами преобразования Лоренца, но и отдельные элементы этих преобразований. Часто можно встретить использование так называемого релятивистского корня . Не избежал этого искушения и Альберт Эйнштейн.
В основополагающей научной статье «К электродинамике движущихся тел» [2], на которую все релятивисты ссылаются, как на статью, положившую начало новой физике, он пишет: «Если принять во внимание, что свет вдоль оси при наблюдении из покоящейся системы всегда распространяется со скоростью