Фантазии о физической причине лоренцева сокращения, объясняющей инвариантность скорости света и пр

    Всем известно об инвариантности скорости света в любой инерциальной системе отсчёта, но наука пока не может объяснить физику, т.е. природу механизма этого феномена.

    Математическая же модель явления постулирует, что все процессы протекают в 4-х мерном пространстве-времени, в котором феномены СТО следуют из сохранения интервала событий при преобразованиях вращения системы координат. Вряд ли можно отрицать, что реальность как бы натягивают на математические конструкции. Причём то, что в оных почти сплошь важную роль играют мнимые числа, в реальности непредставимые, нисколько не умаляет успехов науки. Ещё Э.Мах говорил, что объяснения излишни, если наблюдаемые феномены хорошо описываются формулами. И не будем с этим эмпириокритицизмом спорить.

    Математики изобретают абстракции и примеряют их к реальности. Отсюда Сингулярность, кротовые норы и пр. экзотика. А может стоит пофантазировать, например и о том, что изменится в наших представлениях о мире, если бы причиной лоренцева сокращения был некий гипотетически предполагаемый физический механизм. Почему бы нет?

    1.Физическая причина лоренцева сокращения


    Сначала выскажу такую, как бы очевидную, сентенцию, что частицы, атомы, молекулы взаимодействуют между собой посредством физических полей. Можно, конечно сказать, что они обмениваются квантовыми частицами, но мы сейчас играем на поле релятивистской теории, поэтому пока забудем о квантах. Итак, первое фантастическое допущение состоит в том, что именно благодаря взаимоуравновешиванию полевых воздействий частицы складываются в определённую конфигурацию и образуют тела. Если какая-то частичка отклонится от положения равновесия, то от неё побежит полевое возмущение, которое сдвинет остальные частицы, что, в свою очередь вызовет обратное полевое воздействие от них на эту частицу.

    И, второе допущение, это что полевое возмущение распространяется в некоем общем пространстве с некоей определённой скоростью. А фантастичность этого допущения в том, что по науке поле существует само по себе в 4-х мерном пространстве-времени (П-В) и ни по чему не распространяется. В общем, сложно по науке… Мы предположим, что поля распространяются и существуют в едином 3-х мерном пространстве – в котором находимся мы, Земля и звёзды. Вроде бы сиё само собой разумеется и кто ж этого не знает, однако посмотрим что получится. Кому не интересно заморачиваться с формулами, могут ограничиться чтением только выделенного текста.

    Итак, соглашаемся, что между частицами существует время взаимодействия, которое складывается из времени прихода к ним возмущения и времени возвращения отклика от них обратно. А в результате постепенно снова установится прежняя конфигурация тела.
    Рис.1 Полевые воздействия, определяющие положение частицы
    Для любой точки тела можно выделить группы точек, с которыми у неё будут равные времена взаимодействия и которые назовём изохронными с данной точкой. Ситуация отражена на рис.1. Естественно, что в покое сфера любого радиуса R покоя вокруг точки является геометрическим местом точек (ГМТ) изохронных с ней.

    Заметим, что движение частицы в каждый момент определяется суммой равнодействующих сил, которые прикладываются одновременно от совокупности всех изохронных с ней групп частиц. Попытаемся выяснить как изменится при движении тела поверхность ГМТ, образуемая совокупностью точек 2, 3 и т.д. с одинаковыми временами взаимодействия с точкой 1, которая может уже и не быть сферой.
    Пусть точки 1 и 2 тела взаимно неподвижны и синхронно движутся вправо со скоростью V. Когда точка 1 находится в начале координат, посылается полевое возмущение к точке 2. Взаимное расположение точек при этом отмечено литерой A.
    Рис.2 Схема полевых взаимодействий точек тела — туда и обратно
    Когда возмущение достигнет точки 2, она пройдёт расстояние V∙t1. Позиции точек при этом отмечены литерой B. За время возврата возмущения от точки 2 к точке 1, точка 2 пройдёт расстояние V∙t2. Их новые позиции отмечены литерой C.

    Формулы (1) описывают по теореме Пифагора расстояния на рис.2, а полученные из них (2) являются уравнениями для вычисления времён t1 и t2, значения которых даются формулами (3) и (4) для положительных значений корней, где β=V/c.

    Формула (5) даёт значение времени взаимодействия от посылки возмущения до получения отклика.

    Из (5) получим уравнение (6) для координат x и y геометрического места изохронных точек, с которыми одинаково время взаимодействия точки 1.
    Формула (6) описывает эллипсоид, показанный на рис.3, сжатый вдоль направления движения (вдоль оси X) в √(1 ‑ β2) раз, то есть соответственно формуле Лоренца. Точка 2 на поверхности сферы в покое, при движении сдвинется в положение 2'. При этом материальные точки, бывшие изохронными с точкой 1 в покое, останутся изохронными с ней и при движении.
    Рис.3
    Итак, при движении материальный объект сжимается по Лоренцу именно потому, что сжимается сама «картинка» физических полей обеспечивающая его целостность в пространстве.

    Так как лоренцево сокращение одинаково для всех изохронных точек окружающих каждую точку объекта, то весь движущийся объект одинаково пропорционально сократится вдоль оси движения.

    2.Вывод формулы замедления времени


    Определим время взаимодействия при движении объекта по сравнению с временем взаимодействия в покое.
    Формулы (7) связывают координаты точек при движении с их же координатами при покое в соответствии с
    уравнением (6). В формуле (8) вычисляется время взаимодействия при покое. Формулы (9) и (10) получены из формулы (6) при подстановке в неё значений координат x и y и Rпокоя из формул (7). Формула (11) эквивалентна (10). Формула (12), полученная из (11) при подстановке в неё левой части формулы (8), связывает времена взаимодействий при покое и при движении. В традиционной форме это отображено в формуле (13), где T0 обозначен интервал времени между событиями в покоящемся объекте, а T – это интервал времени между теми же событиями в движущемся теле.
    Итак, времена взаимодействия всех точек в движущемся объекте увеличиваются в одинаковой пропорции по Лоренцу по сравнению с временем взаимодействия при покое. Соответственно, вообще все процессы в движущемся объекте реально замедляются в таком же отношении.
    Причину замедления времени легко понять, если учесть, что возмущение поля от задней из взаимодействующих частиц должно будет догонять переднюю по ходу движения. Когда скорость тела почти сравняется со скоростью света, догонять придётся долго, а при скорости тела равной скорости света, оно её не догонит никогда. Все изменения в теле прекратятся и время в нём как бы остановится.

    3.Объяснение феномена постоянства скорости света и пр.


    Проведём мысленный эксперимент. Пусть из последнего вагона поезда испускается импульс света, который принимается в его головном вагоне. Мы должны измерить время T0, которое свет затратит на прохождение поезда известной длины L0 в его собственной системе. При доказательстве будем использовать предположения об однородности и изотропности пространства, в частности предполагать одинаковые результаты измерения для первой и второй половин поезда, а также для направлений вперёд и назад. Но, строго говоря, эти предположения действенны только в пределах места и времени проведения эксперимента.

    Рис.4. Мысленный эксперимент по определению скорости света в движущемся поезде
    Для синхронизации момента посылки сигнала из последнего вагона поезда и начала отсчёта счётчика времени в его переднем вагоне используем стартовый импульс света из середины поезда в оба его конца.

    Когда стартовый сигнал из середины поезда достигнет его хвоста (время t1), будет послан импульс света. Когда стартовый сигнал достигнет головы поезда (время t2), начнётся отсчёт времени до прибытия посланного импульса.
    Когда свет распространяется к хвосту, то его скорость суммируется со скоростью поезда, когда к голове – скорость поезда вычитается. Получаем соотношения, приведённые ниже в формулах (1)-(6).
    Время T = t3 — t2 – это временно́й интервал, который, по мнению наблюдателя в поезде, разделяет события момента посылки сигнала из конца поезда (от момента получения там стартового сигнала) и момента его получения в голове поезда.
    Из (6) получим формулу (7), которую преобразуем к виду (8). Далее учтём, что все величины L, T и t здесь измерены в системе отсчёта стороннего наблюдателя в пространстве, где проходит мысленный эксперимент. Но при движении объекта в пространстве его длина, как доказано в гл.1, реально подвергается лоренцеву сокращению, а времена событий, как доказано в гл.2, во столько же раз реально замедляются, т.е. протекают длительнее чем в покое, что и отражено в формулах (9) и (10). Подставляя эти соотношения в формулу (8) для интервала T – времени прохождения света от хвоста до головы поезда, получим соотношение (11).
    Но какое отношение эти T0 и L0 при покое имеют к собственным времени и длине для тех же событий, измеренным в инерциальной системе отсчёта (ИСО) связанной с движущимся поездом? Очевидно, что они им равны. Дело в том, что время и длина численно выражаются через отношение к эталонам. Соответственно, измерения временны́х и пространственных координат чего-то, сделанные при покое, будут численно равны измерениям того же, сделанным в движущейся ИСО, так как при движении значения и измерений, и эталонов, изменятся пропорционально.
    Вопрос в том, как именно они изменяются при движении в пространстве. Мысленный эксперимент с поездом и доказывает, что изменяются они так, что численное значение измеренной в ИСО скорости света остаётся равным значению его скорости в пространстве. Вот именно это не являлось априори очевидным и требовало доказательства.
    Мы видим, что «постулат постоянства скорости света» выводится из одного только факта лоренцева сокращения, которое математически выводится из зависимости расположения вещественной материи от скорости распространения и конфигурации физических полей в пространстве.
    Для полноты картины определим также скорость света поперёк движения поезда, например между стенками вагона на расстоянии S0 друг от друга. Для этого измерим время движения светового импульса (2·t0) туда и обратно. Ввиду очевидной симметричности «туда» и «обратно» рассмотрим только «туда». В системе стороннего наблюдателя движение в пространстве происходит как показано на рис.5.
    Отсюда имеем (с·t)2 = S2+(V·t)2, откуда получаем t = S/(c·√(1 ‑ β²)), где β=V/c.
    В системе поезда прошедшее собственное время t0 связано с временем прошедшим в пространстве соотношением t = t0/(√(1 ‑ β²)). Подставляя это выражение в формулу для t в пространстве получим t0 = S/c.
    Рис.5. Мысленный эксперимент по определению скорости света в движущемся поезде/

    В собственной системе поезда для этого же t0 мы имеем соотношение t0 = S0/c0. Но поскольку поперечные размеры при движении не изменяются, т.е. S = S0, получаем, что и c0 = c.
    Полагаю не нужно доказывать постоянство измеренной скорости света для произвольной ориентации луча, что лишь добавило бы неоправданной сложности. Считая доказанным инвариантность скорости света, нетрудно вывести и преобразования Лоренца (ПЛ), причём без какой-либо апелляции к уравнениям Максвелла или к математически абстрактному пространству Минковского.

    4.Вывод преобразований Лоренца


    Событие состоит в прибытии светового импульса в точку "E", находящуюся в неизменных координатах x' и y' в системе отсчёта {X',Y'}, движущейся со скоростью V относительно неподвижной ИСО {X,Y}, посланного в момент, когда точки O и O' обеих СО совпадали.
    Рис.6.

    В собственной СО {X',Y'} длине L, измеренной в СО {X,Y}, будет соответствовать координата x'. Для события справедлива система уравнений (1), решая которую получим (2), а затем (3) и (4).
    Поскольку длины тел при движении сжимаются по Лоренцу, а скорость света, как доказано в гл.3, одинакова в любой СО, то для собственных x' и t' в СО {X',Y'}справедливы соотношения (5). Подставив соотношения из (5) в (3) получим (6), а подставив их в (4) получим (7). В силу относительности движения можно считать движущейся систему {X,Y}, но тогда в (6) и (7) надо нештрихованные переменные заменить штрихованными, а скорость V следует взять с обратным знаком, либо просто решить систему относительно x и t.
    В результате получим выражения (8) для канонического вида преобразований Лоренца координат и времени событий в разных ИСО.
    При использовании ПЛ как чисто формального математического метода, физический механизм феноменов СТО остаётся непроявленным. Поэтому в моих предыдущих статьях о релятивистских эффекте Доплера и аберрации света, а также законах отражения от движущегося наклонного зеркала, ПЛ принципиально не использовались с целью демонстрации именно физической причины этих феноменов.

    5.Обоснование принципа относительности и ограничения его применимости


    Отметим, что если в покое на схеме рис.1 возмущение от точки 1 до ГМТ изохронных с нею точек приходило одновременно, то при движении, на схеме рис.2, это уже не выполняется. В каждой точке этого ГМТ отклик на возмущение будет создаваться в разные времена, но сойдутся они в точке 1 одновременно. Вопрос в том, будет ли результат от этого такой же как и в покое?

    Выше было доказано, что в любой ИСО измеренные собственные времена и расстояния между всеми точками будут такие же, как в покое. Следовательно и количество периодов, например инициированной электромагнитной волны, между любыми точками будет таким же, как и в покое. Поскольку возмущение поля произвольной конфигурации может быть представлено разложением по ряду монохроматических гармоник, то соответственно конфигурации и напряжённости всех полей в собственной системе будут одинаковы им же при покое. Следовательно фазовые соотношения и синхронизация полей, образующих тело, не нарушаются, и все процессы в нём будут протекать как и при покое.

    Именно это и провозглашает эйнштейновский «принцип относительности», и, как видим, он математически неизбежно выводится из двух допущений (см. гл.1), напомню: первое: что положение вещественных частиц определяется структурой полей, и второе, что распространение полей происходит с конечной скоростью.

    То есть принцип относительности уже как бы вовсе и не априори всеобщий принцип, а следствие, и имеет понятные границы применимости. В частности, скорость света имеет смысл не мировой константы, а является конкретной скоростью света в конкретной области пространства. И кое-где может быть иной вследствие взаимодействия с местными физическими полями, например, гравитацией. Итак, имеем две альтернативы, которые имеют результатом совершенно одинаковые релятивистские формулы:

    • первая, ортодоксальная и научная: требует постулировать априори истинным принцип относительности;
    • вторая и фантастическая: предлагает признать зависимость положения вещественной материи от конфигурации и скорости распространения физических полей в пространстве, в том числе связанных с вещественными частицами
    .
    В первом случае феномены СТО не требуют объяснений, а их причины и механизмы остаются непознаваемы. Вопрос «Почему?» оказывается даже как бы вне науки.
    Во втором, допущения вполне даже логичны и ничего постулировать не требуется, а «фантастичны» они лишь постольку, поскольку в науке приняты иные причины релятивизма. На вопрос «почему таковы феномены СТО?» здесь даётся наглядное и даже чуть ли не тривиальное объяснение. Зато возникает насущная потребность выяснить природу материи и в каких она отношениях с физическими полями.

    Поэтому продолжим фантазировать дальше.

    6.Вывод формулы E = Mc² и уравнений динамики


    Сначала выясним, как преобразуются силы при релятивистских скоростях. Выделим в теле элемент объёма, на который действуют уравновешенные моменты сил. При движении тела продольный размер (вдоль траектории движения) выделенного элемента сократится в соответствии с коэффициентом Лоренца. Чтобы элемент остался в равновесии, точно в таком же соотношении должны увеличиться силы, перпендикулярные движению.
    Рис.7.
    Величина сил параллельных движению не изменится. Фактор зависимости сил от ориентации относительно направления движения следует учитывать при векторном разложении сил в следующих ниже формулах.

    Заметим, что разгон тела до некоей скорости осуществляется приложенной силой, которая соответственно при том выполняет некую работу, чем увеличивает энергию тела. А чем в пространстве отличается разогнанное тело от находящегося в покое? Тем, что разогнанное сжато по Лоренцу. В гл.1 выводится формула для геометрического места точек (ГМТ), окружающих данную точку, с которой у них одинаково время взаимодействия физических полей. Это ГМТ оказывается эллипсоидом сжатым по Лоренцу в направлении движения. Обратим теперь внимание на то, что объём W этого эллипсоида уменьшается пропорционально лоренцеву сокращению. Это отражено в формуле (1) ниже. Вот теперь сделаем уже действительно фантастическое предположение, что при ускорении тела работа силы затрачивается на сжатие занимаемого им объёма пространства, который остаётся затем неизменным при свободном движении. По крайней мере, это предположение ничем не хуже научных сентенций, что пространство может искривляться или раздуваться.

    Предположим, что эта энергия E обратно пропорциональна объёму, до которого его удалось сжать согласно формуле (2), или (3) после подстановки в неё (1).
    E из (3) разложим в ряд Тейлора (4), откуда (5) – приращение энергии от скорости в первом приближении при малых скоростях. Но при малых скоростях оно же равно (6). Сравнивая (5) и (6), получим (7) и (8). Подставляя (8) в (3), получим (9), связывающее энергию тела в сжатом пространстве с его массой покоя.
    Релятивистскую массу выразим формулой (10), откуда, подставляя (2), получим известное выражение (11), связывающее массу и энергию. Сравнивая (9) и (11), получим (12).
    Масса является просто иной формулировкой энергии затраченной на сжатие пространства. И в этом смысле они эквивалентны. А вещество всего лишь «маркирует» занимаемый телом участок пространства.

    Изменение полной энергии E системы, т.е. энергии сжатия пространства, в полном соответствии с ньютоновой классической механикой, равно работе приложенной силы как произведению силы на путь, а изменение импульса P системы равно произведению той же силы на время её действия. Эти зависимости отражены в формулах (13). После подстановки в них выражений для энергии из (11) и импульса P из формулы (14) получаем систему уравнений (15), которая в форме малых приращений записана в (16) в векторной форме. Затем, дифференцируя по времени, запишем систему дифференциальных уравнений (17), описывающих релятивистскую динамику. Силу F дифференцировать не надо, так как она внешняя и не зависит от вариаций переменных системы. Подставив в формулу (A) выражение для массы из (12), получим известную релятивистскую формулу прямолинейного движения (18).
    Из системы уравнений (17) можно выяснить зависимость массы от скорости. Подставив F из формулы (B) в формулу (A) и разделив обе части равенства на , при ускорении вдоль траектории движения, получим выражения (19) и (20). Откуда, интегрируя, получим выражение (21). Легко видеть, что оно эквивалентно прологарифмированному выражению (12) для релятивистской массы, где const равна логарифму от массы покоя m0. Это значит, что именно такая зависимость массы от скорости обеспечивает соответствие энергии Mc² и импульса M·V, в формулах (16, 17). И отсюда также следует, что величина, принятая нами ранее за массу покоя, является не зависящей от скорости константой, как это и записано в исходных формулах (9). И значит верно наше предположение о зависимости энергии от степени сжатия пространства.

    Конечно заявление о сжатии пространства не слишком убедительно. Если пространство предполагается пустым вместилищем частиц и тел, то как можно сжать пустоту? Пустота так и останется пустотой. Наука, правда, позволяет себе говорить об искривлении пустого пространства – формулы того требуют. Однако, строго говоря, её пространство является математической абстракцией.

    Но мы вполне обоснованно можем предположить, что пространство не пусто, а заполнено некоей материей, которая, предположим, не в сжатом состоянии воспринимается нами как пустота. Когда же, например, она находится под напряжением сжатия, мы имеем вещественные частицы и тела. Когда оные в ней покоятся, то степень сжатия (энергия) участка этой материи соответствует массе покоя тела, а при его ускорении увеличивается и степень сжатия (энергия) тела, и соответствующая ему масса.

    И вот в этой материальной среде вполне могут существовать и распространяться с конкретной скоростью физические поля определяющие местоположение и взаимодействие частиц (вплоть до «самых-самых» первичных – которые, продолжаем фантазировать, окажутся явлением фокусировки полей от окружающей их обстановки без которой они и не существуют), энергия покоя и движения которых определяется степенью сжатия занимаемого ими участка первоматерии. Собственно, уравнения релятивистской динамики как раз и описывают движение этих неоднородностей напряжений (вещественных тел) в первоматерии. Как мы могли видеть, при этом никаких противоречий с опытом Майкельсона и преобразованиями Лоренца не возникает.
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 42

      +2
      Засим, прекращаю дозволенные речи. Но если уважаемая и неравнодушная аудитория проявит заинтересованность, то благодаря этому в следующих публикациях смогу высказать вытекающие из вышеизложенного гипотезы о возможности формирования вещества в этой первоматерии, о её свойствах, и пр. Если вы понимаете, о чём я.
        0
        Я не профессиональный физик и могу ошибаться, но мне кажется Ваши размышления очень близки к тем, которые проводил Эйнштейн, когда создавал свою теорию. Мне кажется он тоже исходил из принципа локального действия — поля, связывающие вещество не могут распространятся с бесконечной скоростью.

        Если Вы немножко уточните формулировки. Если Вы более точно подумайте что-это за поля, связывающие частицы и в каких пространствах и с какими скоростями и относительно чего они распространяются. Если немножко более точно примените принцип относительности, то у Вас как раз получится теория Эйнштейна.
          0

          А все взаимодействия имеют одинаковую скорость распространения c?
          Суть СТО же в том, что c есть максимально возможная скорость взаимодействия и ровно потому является константой, в противном случае же ваши выкладки будут неверны. То, что c — это скорость распространения электромагнитных волн в вакууме, на самом деле, не входит в постулаты СТО, это эмпирическая интерпретация.

            0
            «А все взаимодействия имеют одинаковую скорость распространения c? Суть СТО же в том, что c есть максимально возможная скорость взаимодействия и ровно потому является константой … То, что c — это скорость распространения электромагнитных волн в вакууме, на самом деле, не входит в постулаты СТО»
            Насколько я понимаю, суть СТО в том, что физические законы в любых ИСО одинаковы. Поэтому никакие законы не ставятся в зависимость от скорости распространения ЭМ волн. Уравнения Максвелла с их скоростью света там частный случай, хотя с них всё и началось…
            А вот в изложенной теории, в которой нет никаких постулатов, вопросы о разной скорости распространения различных полей возникают. Т.е. некоторые взаимодействия как бы могли бы и не подчиняться СТО. Пока таковых не обнаружено и это повод задуматься о природе ЭМ полей и роли факторов, общих для ЭМ полей и других полей, в построении вещества.
              +2

              Так я и написал, в СТО вводится только максимально возможная скорость распространения взаимодействия. То, что она совпадает со скоростью ЭМ волн, не требуется, просто так получилось, что ЭМ взаимодействия распространяются именно с этой предельной скоростью.
              У вас тоже уже в первой формуле появляется c. Если это просто скорость "какого-то" взаимодействия, а не предельная — то все ваши дальшейшие выводы неверны, т.к. не будет универсального понятия "изохронных точек, с которыми одинаково время взаимодействия точки 1".
              А наличие максимальной скорости передачи взаимодействия + равноправность всех ИСО — это в точности СТО. Т.е. всё вами написанное — верно, кроме того, что это якобы не СТО-интерпретация.
              Как evgenyspace написал, вы можете не признавать "истинность" 4-мерной псевдоевклидовой геометрии, но "эффективно" она всё равно будет работать, т.к. она с неизбежностью следует из двух постулатов СТО.

                0
                У вас тоже уже в первой формуле появляется c. Если это просто скорость «какого-то» взаимодействия, а не предельная — то все ваши дальшейшие выводы неверны, т.к. не будет универсального понятия «изохронных точек, с которыми одинаково время взаимодействия точки 1»
                Увы, я не понимаю, чем может помочь сколь угодно высокая предельная скорость взаимодействия, если реальная будет ниже. Лоренцево сжатие определяется не предельной, а реальной скоростью взаимодействия. А вот то, что оно равно одинаково, насколько я знаю, и для атомов, с ЭМ природой полей, и для ядер атомов с их природой «сильного взаимодействия» – это требует объяснения. Возможно где-то в основе природа всех взаимодействий одинакова. Однако при формально постулируемом принципе относительности даже и повода не могло бы быть для возникновения такого вопроса и, соответственно, необходимости поиска ответа.
                  +3

                  О, как жестоко вы ошибаетесь. Математики мозголомные штуки придумывали для вывода принципа относительности из минимального набора аксиом. Школа тополога Александрова, если интересно почитать, была большая обзорная статья в Успехах математических наук.

                    0
                    О, как жестоко вы ошибаетесь. Математики мозголомные штуки придумывали для вывода принципа относительности из минимального набора аксиом.
                    В рассматриваемой теории никаких априори аксиом нет, кроме существования полей в пространстве. А обычно привлекаемый постулат постоянства скорости света в ИСО и вовсе не нужен. А что включает в себя минимальный набор аксиом уважаемых математиков и Александрова в том числе? Увы, моя эрудиция явно недостаточна.
                      +1

                      Если попросту, то максимальную симметричность пространства и времени и существование причинной структуры, которая как раз мозголомно формулируется, но оказывается, физически говоря, как раз наличием предельной скорости распространения взаимодействия. Только из постулата оно становится теоремой :).

            +1
            "… феномены СТО следуют из сохранения интервала событий при преобразованиях вращения системы координат"

            Как раз способ измерения, выражающийся в аффинном преобразовании пространства-времени, даёт нам в качестве инварианта квадрат интервала (определитель итоговой матрицы преобразования), что, в свою очередь, даёт нам эти "феномены".


            «Вряд ли можно отрицать, что реальность как бы натягивают на математические конструкции. Причём то, что в оных почти сплошь важную роль играют мнимые числа, в реальности непредставимые...»

            Комплексное число суть вектор на плоскости. Операции с комплексными числами суть преобразования плоскости — движения.


            «Мы видим, что «постулат постоянства скорости света» выводится из одного только факта лоренцева сокращения...»

            Но вы в своих же расчётах в движущейся и покоящейся системах отсчёта используете факт постоянства скорости света (формулы 1 и 8).


            "… времена взаимодействия всех точек в движущемся объекте увеличиваются в одинаковой пропорции по Лоренцу по сравнению с временем взаимодействия при покое"

            Тут стоит уточнить, что, если мы ограничиваемся постоянными скоростями, измеренное замедление времени и сжатие в направлении движения является взаимным в двух системах отсчёта. То есть оба наблюдателя придут в точности к идентичным выводам.


            «Но при движении объекта в пространстве его длина, как доказано в гл.1, реально подвергается лоренцеву сокращению, а времена событий, как доказано в гл.2, во столько же раз реально замедляются»

            Здесь также ключевое слово "измеренное", а не "реальное". В противном случае нарушался бы принцип взаимности в СТО, описанный выше. Настоящее замедление времени может происходить только в неинерциальных системах отсчёта, т.е. при наличии ускорения.


            "… время и длина численно выражаются через отношение к эталонам"

            Здесь вы правы, стоит уточнить только, что таким эталоном является сам свет. Геометрия света есть одновременно геометрия жёстких тел и часов. Между тем, Пуанкаре, рассуждая о геометрии, справедливо подмечал, что аксиомы "суть не более чем замаскированные определения" и что "никакая геометрия не может быть более истинна, чем другая; та или иная геометрия может быть только более или менее удобной". В таком же статусе и постулат о постоянстве скорости света. Можно поступиться этим принципом, но геометрия получится сложнее.

              0
              «Но вы в своих же расчётах в движущейся и покоящейся системах отсчёта используете факт постоянства скорости света (формулы 1 и 8)»
              К сожалению, вы не уточнили в каких это главах. Я использую феномен постоянства скорости света в разных ИСО только после его доказательства, т.е. после гл.3.
              «Настоящее замедление времени может происходить только в неинерциальных системах отсчёта, т.е. при наличии ускорения.»
              Это да. Ускорение чего-то во всех внешних ИСО приведёт к фактору наблюдения в ускорившемся замедления времени. Но почему бы не предположить, что все эти ИСО в некий момент не претерпели в разной степени как бы ускорения от начала времён? И тогда в каждой из них собственное замедление времени вполне себе реально.
              "… та или иная геометрия может быть только более или менее удобной". В таком же статусе и постулат о постоянстве скорости света. Можно поступиться этим принципом, но геометрия получится сложнее ...
              Зато она будет свободна от мнимых чисел в своей метрике. Соблюдение этого принципа и далее в математических моделях реальности, полагаю, избавит от беспочвенных абстракций. Во всяком случае, в изложенной здесь теории, сразу нашлись очень даже может быть реальные и понятные причины феноменов СТО. А формальная теория СТО ничего, кроме постулата, предложить не может.
                +1
                1. Формула 1 из гл. 1 и формула 8 из гл. 2
                2. Теория всё же начинается от простого, с инерциальных систем. Даже если в какой-то момент времени в прошлом системы претерпевали ускорения, но в настоящий момент силовое воздействие прекратилось и системы стали свободными, то и все преобразования вновь будут симметричными.
                3. Метрика итак свободна от всякой мнимости, поскольку метрика суть инвариант, т.е. скаляр. Метрика просто связывает набор измеряемых величин в единое уравнение, как бы проецируя результат измерения на мировую линию наблюдателя. Да, ещё в начале 20 века (а может и конце 19-го) рассматривали квадратичную форму:
                r^2 + (it)^2 <=> r^2 — t^2 = const
                Но это были лишь формальные попытки подступиться к неевклидовости пространства-времени. Физического смысла такое преобразование для полученного инварианта не несёт
                  0
                  Формула 1 из гл. 1 и формула 8 из гл. 2
                  Там все процессы рассматриваются в некоем едином пространстве, в котором, что естественно, и предполагается некая одинаковая в пределах наблюдения скорость распространения физических полей. То есть всё это в пределах единой абсолютной ИСО, связанной с условно неподвижным общим пространством.
                  Интервал событий в пространстве Минковского вполне годится для описания физ.явлений, но в пределах применимости этой концепции. А чтобы их выяснить, нужно выявить физические причины феноменов и их область действия. В рассматриваемой теории этим фактором является скорость распространения силовых физических полей. И она может зависеть, например, от гравитации. Если в гравитационном поле скорость распространения полей ниже, чем в вдали от масс, то свет будет преломляться, как то и наблюдается – надо просто увязать параметры масс и расстояний от них в гипотетической теории гравитации. Ну а можно, как и было сделано, выразить то же через факторы «искривления пространства».
                    +1
                    Так весь смысл специального релятивизма как раз в том, что абсолютной ИСО не существует. Говорить приходится лишь об отношениях между системами отсчёта. Эти отношения выявляются действием световых сигналов. По-существу, принцип относительности, по сравнению с преобразованиями Галилея, лишь уточняет понятие «измерения».
                    Да, теоретически абсолютная система отсчета имеет место быть, её ведение уже требует некую нелинейную космологическую модель, причём с особыми (несобственными?) точками. Другое дело, что любая нелинейная модель в первом приближении (на «малых» масштабах) выражается линейными преобразовании. Но это уже другой вопрос. В разделе по СТО, вы же, на самом деле, рассматриваете именно линейные преобразования.
                    А по поводу того, что есть гравитация, — скалярное поле или кривизна на многообразии, есть разные точки зрения, в т.ч. релятивистская теория гравитации академика Логунова. В ней как раз гравитация есть поле скалярное. Но и тут есть принцип свой принцип относительности (или, вернее, двойственности): всякое силовое поле можно представлять себе как таковое, либо как многообразие и наоборот.
                      0
                      весь смысл специального релятивизма как раз в том, что абсолютной ИСО не существует.
                      В гл.6, в последних 3-х абзацах рассматриваемой фантазии дано описание гипотетической первоматерии заполняющей всё пространство, с которой вполне можно бы связать абсолютную ИСО. Причём все формулы СТО остались бы справедливы в локальных областях.
                      любая нелинейная модель в первом приближении (на «малых» масштабах) выражается линейными преобразованиями
                      Ну да, в пределах однородности физических свойств заполняющей пространство гипотетической первоматерии.
                      по поводу того, что есть гравитация, — скалярное поле или кривизна на многообразии, есть разные точки зрения, в т.ч. релятивистская теория гравитации академика Логунова. В ней как раз гравитация есть поле скалярное
                      Можно предложить идеи для создания скалярной модели гравитации на более общих и реальных основаниях, чем наследование законов СТО в пространстве Минковского. Но об этом, если будет возможность, поговорим в следующих статьях.
                        –1

                        Со скалярными моделями засада — в них нет отклонения света.

                          0
                          Со скалярными моделями засада — в них нет отклонения света.
                          Чтоб не пререкаться по терминам, может я даже и неправильно понимаю «скалярная», но так я бы так назвал поля которые можно охарактеризовать скалярной величиной потенциала чего-то, или плотности среды и т.д. И разумеется в них существует вектор градиента скалярной величины. Так вот, если от параметра, скажем так, «плотности» физической среды зависит скорость света, то он несомненно будет преломляться в этом поле.
                            0

                            Увы, нет. Это особенность скалярной гравитации, как раз у Уилла хорошо разжёванная. Несколько упрощённо можно сказать, что если мы хотим универсального действия гравитации, то приходим к метрическим теориям, а скаляр там сводится к общему масштабному фактору у метрики Минковского (который может изменяться от точки к точке), а в такой конформно инвариантной метрике не искажаются нулевые интервалы: свет вообще не видит гравитации.

                              –2
                              скаляр там сводится к общему масштабному фактору у метрики Минковского (который может изменяться от точки к точке), а в такой конформно инвариантной метрике не искажаются нулевые интервалы: свет вообще не видит гравитации
                              Я бы не стал доверять любым мат.выкладкам на основе пространства Минковского, в котором скорость света ни от чего не зависит и является мировой константой. Ни этим, и не эйнштейновской ОТО тоже.
              0
              Когда свет распространяется к хвосту, то его скорость суммируется со скоростью поезда, когда к голове – скорость поезда вычитается.

              То есть, постулируем, что скорость света зависит от системы отсчета? А что же мы потом доказываем?
                –1
                То есть, постулируем, что скорость света зависит от системы отсчета?
                Нет. Постулируем, что свет распространяется в пространстве со скоростью не зависящей ни от источника света, ни от наблюдателя. Я об этом в гл.1 писал: "Мы предположим, что поля распространяются и существуют в едином 3-х мерном пространстве – в котором находимся мы, Земля и звёзды." В том же, в котором движется и этот воображаемый поезд.
                А потом доказываем, что всяческие измерения скорости света в любой ИСО дадут значение, равное его скорости в этом самом пространстве.
                  +3
                  Постулируем, что скорость света постоянна в некой одной системе отсчета. Затем начинаем рисовать и считать, получаем, что в движущейся системе хотя внешне все происходит и по-другому, но при определенных условиях по сути происходят те же события. Дальше, если представить, что нечто или некто «сидит» в этой движущейся системе, то для него происходящее может (при определенных физ. законах) ничем не отличаться от того, как если бы он сидел в исходной системе с которой мы начали. Не отличается, потому что каждый его атом замедляется и события равномерно сдвигаются в пространстве и во времени.
                  Отсюда делаем вывод, что все системы отсчета равноценны и неотличимы друг от друга.
                  Можно еще рисовать игрушечный мир на бумаге в клеточку из частиц, которые двигаются зигзагами под 45 градусов к оси времени. Если подвергнуть такой мир преобразованиям Лоренца (это по сути растяжение в k раз по одной диагонали и сжатие в k раз по другой), то мы снова получим рисунок с двигающимися зигзагами под 45 градусов к времени частиц. Т.е. этот игрушечный мир лоренц-инвариантен. Зигзаги отсчитывают собственное время частиц, можно геометрически интерпретировать импульс, энергию и законы их сохранения и так далее. Мне вроде даже удавалось там получить эффект Комптона.
                  Все это более-менее известные трюки.
                    –1
                    Можно еще рисовать игрушечный мир на бумаге в клеточку…
                    А вы приведите физические основания того, что вы рисуете, тогда и поговорим. А без оных можно многое, чем даже высокоуважаемые математики отнюдь не пренебрегают.
                      +2
                      Физические основания СТО окончательно замыкаются где-то на уровне квантовой теории поля. Все что до того — обходные маневры и косвенные подсчеты. Сама идея, что массивные частицы — это частицы, которые летят со скоростью света в одну сторону, а потом со скоростью света в другую высказана много где. Я не знаю КМ дальше базового теоретического минимума, видел упоминание подобной модели у Пенроуза. Если загуглить «Penrose zigzag electron», выпадает много материалов на этот счет.
                      Что касается, листика в клеточку — это игрушечный мир. Т.е. некая условная очень простая вселенная, в которой происходит нечто похожее на реальную вселенную. Некоторые расчеты могут сходиться с реальной физикой, другие понятное дело нет. Но как наглядная модель, позволяющая «почувствовать» СТО мне нравится. У меня нет какого-то вменяемого описания с формулами, когда-то когда я был моложе и глупее и описал наброски в блоге.
                        0

                        Ага, есть такая забавная штука, что оператор измерения проекции скорости квантовой частицы на любую ось имеет два собственных значения, то бишь получаемых результата измерений: +с и -с. Отсюда растут ноги у Zitterbewegung.

                  +1
                  1. Отлично оформленная статья)

                  2. Вечная проблема соотнесения концептуальной и формальной модели чего-бы то ни было)
                  Вот здесь не плохо разобрано в применении к СТО и ОТО.

                  3. На творчество сильное влияние оказывают методологические установки. Эйнштейн всегда был реалистом, хотя позже начали доминировать рационалистические установки. А тот же Пуанкаре был конвенционалистом, он один из основателей этого направления в философии. Это установка характерна для людей с математическим мышлением, образованием, тем более, профессиональным занятием. Но она проигрышна в физике, где, в первую очередь, нужно быть реалистом. Эйнштейн увидел в опытах Майкельсона-Морли главное — доказательство постоянства скорости света. Это физический факт! И положил его в основу своих построений, соответственно отказался от абсолютного пространства и времени. Пуанкаре нет, для него это был вопрос соглашения — конвенции, сговора ученых) Поэтому он не отказался от абсолютного пространства и времени. И не смотря на то что, как математик был намного опытнее молодого Эйнштейн проиграл соревнование в разработке теории, кот. сейчас называют СТО. Эта история соперничества хорошо задокументирована. Мало кому известно, что Пуанкаре разрабатывал свой вариант теории гравитации, но так же уступил пальму первенства Эйнштейну, из-за своих методологических установок. Это конечно никак не умоляет значения Пуанкаре, как одного из величайших математиков в истории.
                    0
                    С оформлением помогли модераторы Хабра (Exosphere) и статься действительно стала более читабельной.
                    0
                    В голову пришел интересный вопрос.
                    А почему скорость света именно такая какая есть?
                    Невероятно мала по сравнению с размерами вселенной. От чего зависит её величина.
                    Определяет ли величина скорости света все остальные параметры вселенной или зависит от них?
                    И что поменяться в мире при изменении скорости света например в 100 раз в большую или меньшую сторону?
                      +2
                      Скорость света сама по себе не имеет никакой величины. Когда мы говорим, что она 300 000 000 м/сек, мы имеем ввиду, что расстояние которое человек может показать разведя руки свет проходит 300 000 000 раз за один удар сердца человека.
                      Настоящий вопрос: почему сердце бьется так медленно. Ответ — потому что человек живой и мыслящий и в его теле должно произойти огромное количество элементарных событий, для того, чтобы он на что-то отреагировал.
                      Т.е., напрмер, если мы создадим некий мир в клеточном автомате и реализуем там работающее существо наподобие человека, то волна возмущений клеток будет проходить размах его «рук» за время в миллионы раз быстрее чем процессы, происходящие в его теле. Соответственно, «скорость света» для него так же будет велика как для нас, хотя в этом клеточном мире как и в нашем нет такой вещи как скорость света сама по себе.
                      Что касается скорости света по отношению к размерам вселенной — то пока никаких ограничений для размера вселенной физика не обнаружила. Вселенная выглядит бесконечной или почти бесконечной.
                        0
                        что поменяется в мире при изменении скорости света например в 100 раз в большую или меньшую сторону?
                        Если скорость света, это как раз та скорость с которой переносятся все изменения, то при её увеличении и скорость изменений всего равно одинаково увеличится. С нашей точки зрения мы этого просто не заметим, ибо ускорившееся мышление будет наблюдать столь же ускорившиеся процессы в реале. Однако не всё определяется скоростью передачи информации. Например движение в поле гравитации может от неё не зависеть. Тогда временнЫе соотношения могут не сохранить пропорциональность к наблюдаемому сейчас. Ответ на это следует искать в теории гравитации.
                          –3
                          не совсем точно. «Скорость света» (то есть скорость эфирной волны) определяется параметрами эфира, которые определяют и саму эволюцию эфира (то есть материи). Трансформация «поля гравитации» (то есть трансформация эфирной ауры эфирного объекта при его перемещении) также носит волновой характер, то есть «движение в поле гравитации» зависит от «скорости света»…
                        –1
                        … поля распространяются и существуют в едином 3-х мерном пространстве – в котором находимся мы, Земля и звёзды...

                        не совсем точно. Эфирное поле — это суперпозиция эфирных аур и эфирных волн. Волны «распространяются» в материи (эфирные волны — в эфире), но сама материя (то есть эфироны, то есть эфир) «существует», действительно, в пространстве и во времени…
                          +1

                          Боже, почему я такой тупой?!.

                            +3

                            Поздравляю, вы переизобрели подход к теории относительности, блестяще изложенный, например, в книжке Ломизе "Из школьной физики — в теорию относительности". Если сами — то реально большой успех. Если интересно посмотреть глубже эту тематику, рекомендую Уилла "Теория и эксперимент в гравитационной физике".

                              –1
                              Поздравляю, вы переизобрели подход к теории относительности, блестяще изложенный, например, в книжке Ломизе
                              Приведенные вами ссылки несомненно представляют интерес для всех интересующихся ТО. Вам мой плюс. Хотя мы с уважаемым Ломизе танцуем с разных углов, но да, иногда сходимся. Например на стр.72,73 его книжки. Но там им как раз использован как бы априори фактор лоренцева сжатия, а отнюдь не объясняется механизм его происхождения. И даже, каюсь, скользнув по диагонали его книгу не нашёл объяснения этого механизма. Возможно, был невнимателен.
                              Моё изложение проблем ТО конечно не затрагивает всей сферы явлений, блестяще рассматриваемых Ломизе, но оно короче и гораздо прямолинейнее.
                                0

                                Ну, он рассматривает как раз электромагнитные силы и их скорость распространения взаимодействия. И из этого выводит лоренцево сокращение и замедление электромагнитных часов при движении. У вас же взаимодействие абстрактное, примерно как финально у Эйнштейна.

                                  0
                                  он рассматривает как раз электромагнитные силы и их скорость распространения взаимодействия. И из этого выводит лоренцево сокращение
                                  У вас же взаимодействие абстрактное
                                  Но перед этим на стр.31, 32, насколько я понял, он ссылается на Лоренца и использует его преобразования. А они, как понимаю, как раз и предполагают скорость света неизменной в любой ИСО и из них же, само собой, следует лоренцево сокращение. Однако ни он, ни Лоренц, не объясняют почему электромагнитные поля ведут себя именно так.
                                  А вот в моей гл.1, анализ механизма абстрактного взаимодействия приложимого к любым полям, как раз и объясняет почему любые поля должны при движении подвергаться лоренцеву сжатию в соответствии с характеризующей их скоростью распространения. И соответственно приводить к сжатию вещественной материи, управляемой этими полями. Собственно, статья как раз и написана ради декларации этого механизма. И даже странно, что никто из, как можно судить по комментам, компетентных специалистов именно на сей аспект не обратил никакого внимания. Что за зашоренность эдакая и почему? Но именно критику или согласие с этим механизмом мне и хотелось бы услышать. Итак, можем ли его оспорить, не растекаясь по бесчисленным попыткам многих чего-то сказать за СТО?
                                  0

                                  Кстати, вот при ускорении тела как раз динамически сжимаются по-разному в зависимости от удерживающих их вместе сил, и парадокс Белла на этом основан.

                                0

                                "Если какая-то частичка отклонится от положения равновесия, то от неё побежит полевое возмущение, которое сдвинет остальные частицы, что, в свою очередь вызовет обратное полевое воздействие от них на эту частицу"


                                А разве причина не в том, что бесконечно малое взаимодействие не имеет физического смысла (бесконечная точность бывает только на бумаге)? Как только вы говорите "на чуть чуть" вас спрашивают "а на сколько конкретно?"

                                  0
                                  Как только вы говорите «на чуть чуть» вас спрашивают «а на сколько конкретно?
                                  Я не понял к причине чего относится ваш вопрос „А разве причина не в том …“ Поэтому отвечу пока может быть тоже непонятно, и не на ваш вопрос. Но, если буде такая возможность, в следующих статьях прояснится. Итак:
                                  Предположим, что волновая Пси-функция реально описывает вероятность обусловленную физикой процесса. Поскольку она непрерывная, то ей свойственна бесконечная точность амплитуды. Но в момент коллапса происходит реализация акта взаимодействия, в результате чего объект, например электрон, получает квантованные конкретные значения, например энергии атомных орбиталей. Излишек энергии уносится фотонами, состояние которых, допустим, по новому описывается пси-функцией.
                                  Идея собственно в том, что имеющие точные значения потенциальные причины реализуются однако в одном и том же состоянии в пределах некоторого зазора исходных начальных значений. Таким образом бесконечная точность возможного будущего реализуется в дискретной реальности настоящего, которое в момент коллапса изменило и будущее. Это значит, что измеряемые и реально существующие объекты принципиально не содержат достаточной информации для предсказания будущего.
                                  0
                                  О выводе формулы Е=мс2:
                                    –1
                                    Ещё о формуле E = Mc²:

                                  Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                  Самое читаемое