Время и пространство
Автор этой статьи ранее прошёл весь путь СТО от эксперимента Майкельсона-Морли до релятивистских выводов в статье "Общие выводы теории относительности". Всё оказалось верным, и проверяемым. Теперь посмотрим, можно ли истолковать опыт Майкельсона-Морли в обход релятивизма. Напомним его суть. Были изготовлены две 11-метровые штанги равной длины, скреплённые под прямым углом. Из места их скреплении пускался монохроматический луч света, разлагаемый полузеркальным стеклом на два потока, один по направлению одной штанги, другой соответственно по другой. На концах штанг лучи отражались от установленных там зеркал, возвращались обратно, и проецировались на экран, расположенный рядом с источником в виде фиксируемой интерференционной картины. Далее экспериментаторы рассуждали так: свет эта некая энергетическая материя, которая как пуля из ствола вылетает из источника, летит к зеркалам. А что, если зеркало, к которому она летит начать удалять? Тогда свет пройдёт больший путь прежде, чем отразиться. Свет распространяется волнообразно, значит до отражения от удаляющегося зеркала ляжет больше длин волн. Скорость планеты Земля на орбите примерно 30 км/сек. Расположим одну штангу по направлению её движения, другую перпендикулярно. Поскольку длина пути луча изменится, изменится фаза, с которой луч встречается с зеркалом и возвратившись по двум каналам интерферируя падает на экран, а, следовательно, интерференционная картина тоже должна поменяться. Сказано - сделано. Итог их потряс, - интерференционная картина осталась прежней. Это нужно было объяснить. Лоренц предположил, раз пути оказались равными, что-то их таковыми сделало. Движение сжало штангу, направленную по вектору движения Земли до длины, которая уравнивает пути обоих каналов. Так появился знаменитый корень Лоренца из его не менее знаменитых преобразований. Когда выяснилось, нет никакой среды, внутри которой распространяется электромагнитная волна нашего луча, все опыты указали на отсутствие эфира, Эйнштейн сказал, что и так всё отлично работает, оформив свои выводы в Специальной Теории Относительности.
Постоянство скорости света вне зависимости от скорости источника, и неизменность интерференционной картины вне зависимости от направления плеч интерферометра неизбежно, неотвратимо влекут нас к релятивизму. Скорость течения времени и линейные размеры тела зависят от скорости, с которой оно двигается. Именно в таком виде, когда штанга по вектору движения Земли физически сокращалась вместе с линейками, а время физически замедлялось Эйнштейн СТО и оформил. В таком виде она преподавалась в советских ВУЗах вплоть до распада СССР. Но примерно после смерти Эйнштейна в мире стала набирать популярность точка зрения, согласно которой физики начали разнимать реальность на бесконечное множество Инерционных Систем Отсчёта (ИСО). Типа, "в неподвижной ИСО движущееся мимо тело сжато, а в самой ИСО движущегося тела его размеры неизменны". Вместо одного единственного тела не могущего иметь множества размеров, эти горе-физики придумали сколько угодно тел, которые внутри своих ИСО всегда имели свой абсолютный размер и считались при этом одним единственным телом! Таким образом они пришли к утверждению, что плечо интерферометра, направленное по вектору движения Земли в действительности, не сжималось физически. Герман Минковский даже оформил эти чудеса математически и графически.
В итоге у физиков получилось, что плечо интерферометра сжимается математически, а физически оно свою длину не меняет. И мотивировали они это постулированием Эйнштейном в СТО равноправия всех систем отсчёта. Эйнштейн под равноправием понимал невозможность узнать экспериментально в какой ИСО находится наблюдатель, хотя эта невозможность экспериментального узнавания не исключала абсолютного движения или абсолютного покоя. Понятие движения, покоя, тела, физического действия потеряли смысл. Корень Лоренца стал просто математической уловкой, но его с религиозным рвением совали во все современные физические теории. Горе-физики провозгласили отсутствие абсолютного покоя. Всего этого бреда не могло бы быть, вернись они непосредственно к опыту Майкельсона-Морли, который смог объединить в одну схему сразу две ИСО, подвижную и покоящуюся, сравнив их. В первой ИСО абсолютное сжатие, во второй исходная длина. И их нельзя поменять, как это делают математики. Нельзя подвижную ИСО назвать неподвижной. Эксперимент, на котором построена СТО это запрещает. Если вы отбрасываете эксперимент, вы уж тогда будьте последовательны, отбросьте преобразования Лоренца, его корень. Нет эксперимента Майкельсона-Морли, - нет преобразований, и нет СТО. Всё. Точка.
Обратите внимание на отсутствие в интернете внятного вывода преобразований Лоренца из эксперимента. В Википедии на эту тему куча статей и ни в одной логичного объяснения. Эта статья, по крайней мере на момент её публикации, была видимо единственной. Непонимание рождает смысловых монстров в которых ныне превратилось толкование СТО. Цитирование советских учебников на эту тему вызывает смятение и протест в среде современных физиков. От действующих вузовских преподавателей физики приходилось слышать даже такую трактовку СТО, согласно которой линейные размеры движущихся тел на самом деле не сокращаются, как и скорость течения времени на них остаётся постоянной, но пресловутое возвращение молодого брата-близнеца из субсветового космического путешествия к своему постаревшему брату объясняется изменением скорости течения времени при ускорении (разгоне и торможении). Хотя ни одна из Теорий Относительности ничего про влияние ускорения на скорость течения времени не говорит. Это придумано чтобы не признавать физического сокращения линейных размеров в подвижной ИСО. Чего физического тогда рассчитывают формулы СТО для подвижной ИСО они объяснить не могут. Одним словом, они заменили разные точки зрения на какой-либо объект (разные ИСО) множеством объектов в которые разложился прежде единственный объект, или постоянно придумывают откровенную отсебятину.
Если вернуться к видению Эйнштейна, то оно выглядит убедительно. Из него вытекает существование некоей абсолютно покоящейся ИСО, в которой время течёт быстрее всего относительно любой другой ИСО, но экспериментально мы никогда не сможем её обнаружить. Ибо см. первый постулат СТО. Плечо интерферометра по направлению движения Земли физически сжимается, время замедляется. То, что Земля одновременно движется не только вокруг Солнца, но вся солнечная система ещё движется вокруг центра Галактики (Млечный Путь) со скоростью 250 км/с, а скорость движения её самой относительно ближайших галактик составляет около 600 км/с, ничего в эксперименте не меняет. Ведь мы проводим измерение строго по вектору нашего движения вокруг Солнца, и в рамках этого условия выводы СТО вполне корректны.
Релятивисткие чудеса происходят из-за не учёта всего пройденного подвижной ИСО пути, и замедления пропорционально скорости течения времени. Два субсветовых электрона сближаются друг относительно друга не с двойной скоростью, а всё с той же скоростью света. Для неподвижного наблюдателя они сближаются с двойной скоростью света. Если звездолёт движется с субсветовой скоростью, время на нём почти останавливает свой ход, и таким образом его пассажиры могут мгновенно переносится с одного конца Вселенной на другой, да и куда угодно. У них нет возможности считать путевые столбы, и вычислить свою реальную скорость, а она всегда частное пройденного пути на затраченное для этого время. Тут всё в СТО гладко, всё по-красоте, всё объяснимо и представимо. Но что, если путевые столбы всё-таки начать считать?
В советские времена магазины продавали специальное устройство, позволявшее вести подсчёт велосипедистом пройденного пространства. Изображённый на фото счётчик крепился на раму в области колеса велосипеда. Спицы при вращении цепляли барашек, и он "наматывал" километры.
Представим себе бесконечно прочный барашек на бесконечно прочном устройстве вращения подобном изображённому на фото, а также рельсу закреплённую в пространстве неограниченной длины. Согласно СТО, время в движущемся объекте замедляется до полной остановки при достижении им скорости света. Устройство подсчёта пройденного пространства, двигаясь с субсветовой скоростью тоже должно замедлять течение времени, но барашек, цепляясь за рельс должен крутится со временем неподвижной ИСО. Если барашек не будет крутиться со временем неподвижной ИСО он разрушится. Но время на барашке почти замедлилось, он не может крутиться так, как если бы не двигался с субсветовой скоростью. И тут мы сталкиваемся с коллизией, ибо для неподвижного наблюдателя он не может не крутиться с субсветовой скоростью, а для сидящего на барашке наблюдателя он должен крутиться с бесконечно большой скоростью, так как двигаясь с субсветовой скоростью время почти замедляется, и наблюдатель оказывается почти мгновенно в любой точке вселенной. Но у нас один и тот же счётчик, который если он не будет двигаться синхронно во всех ИСО, разрушится. Отчего же он должен разрушится?
Предположим, разница в скорости течения времени между подвижной и неподвижной ИСО 4 раза. За время t в ИСО рельса барашек делает 1 оборот, значит, в ИСО счётчика прошло t/4 времени, и барашек прошёл только четверть пути. Если произошёл полный поворот барашка, на счётчике выскакивает цифра 1. Это значит, что в ИСО рельса цифра 1 выскочила, а в ИСО счётчика ещё нет, но такое при целом счётчике невозможно. Ещё сузим тему: заменим барашек на диск, на котором у самой кромки нарисуем точку. В ИСО рельса мы видим, как диск сделал полный круг, а в ИСО счётчика только 1/4 оборота. (Сплющивание диска в эллипс лоренцевым сжатием будет общим для всех ИСО, и потому не внесёт разночтений.) И тут мы сталкиваемся с единственным слабым местом СТО. Этот парадокс объяснить логически не получается. Как только мы начинаем учитывать всё пройденное пространство, - возникает конфликт между разными ИСО. Они начинают показывать разные реальности типа тех, что нам сейчас предлагают горе-физики размножая одно тело до бесконечности параллельных вселенных.
Выше мы упоминали логику рассуждений экспериментаторов, - свет подобен пуле, проходящей путь от точки излучения к точке поглощения последовательно, точка за точкой. Тогда удаление мишени продлит путь. А если свет не подобен пуле, и вообще какой-либо материи? Сколько бы мы не скрещивали электромагнитные лучи, они проходят друг сквозь друга словно их и нет. Так это свойства волн, скажут нам горе-физики. Но ведь у нас нет среды в которой волны могут распространяться, нет эфира, а электромагнитное излучение мы фиксируем только два раза, в момент излучения и в момент поглощения. То, что оно проходит путь точка за точкой, мы домысливаем. Длину волны мы ведь вычисляем не прикладыванием линейки к волновому гребню, а из интерференционных полос, ширины щели и расстояния от неё до экрана. Мы домысливаем волны. И пока всё нормально. Но вот вывод о субстанциальности электромагнитного излучения уже выходит за рамки экспериментальных данных. Эксперимент нам говорит, что квант электромагнитной энергии при попадании в заряженную частицу сообщает ей кинетический импульс по направлению движения кванта (эффект Комптона). Влияние есть, субстанции электромагнитного излучения не обнаружено. Когда мы говорим о материи, то подразумеваем наличие субстанции. Но если называть кванты электромагнитной энергии материей, поскольку влияние на материю имеется, это не будет неверным. Однако нужно помнить, что, если мы называем их материальными, субстанциальности их от этого не прибавляется.
Итак, что, если квант энергии прыгает прямиком из точки излучения в точку поглощения со скоростью света, но не через разделяющее пространство? Речь об опыте с тем же, но слегка модифицированным плечом интерферометра. Из источника по направлению экрана излучается одиночный квант энергии. На достижение им экрана требуется t времени. Но после излучения, за время t/2 перед самым экраном выскакивает преграда. Если фотон попадает в экран не через разделяющее пространство, то экран зафиксирует его попадание несмотря на преграду. А если это случиться, то неизменность интерференционной картины в опыте Майкельсона-Морли можно объяснить нечувствительностью света к движению мишени, к которой он стремится. Свет не чувствует движение мишени, так как сразу сигает в неё, хотя и с задержкой на скорость света. И если это будет зафиксировано, то как говорил волк из к/ф "Про красную шапочку" в исполнении Владимира Басова, - "все детишки заплачут горькими слезами", ибо придётся переписывать все учебники убирая из них любые упоминания ставшей неверной СТО.
Удивительно, что такая простая мысль никому до сих пор не приходила в голову. Хотя интерференционный опыт со щелью наводит на неё. Если свет прыгает прямиком в заранее выбранную щель, то он ещё до выхода из источника должен быть осведомлён о наличии и размере щели, поскольку ему не требуется отражаться от её краёв для создания интерференционной картины. Будь иначе, требуйся свету для создания такой картины отражение от краёв щели, интерференция не возникала бы на щелях из материалов, поглощающих падающее на него излучение. В этом случае мы не имели бы огибания световой волной краёв.
Что же касается экспериментальных доказательств СТО, релятивистского роста энергии частиц на ускорителях, долетающие с орбиты Земли до её поверхности мюоны, свидетельствующие о замедлении на них благодаря субсветовой скорости времени, и т.д., их можно рассмотреть дополнительно. Всё равно дров, наломанных на обосновании самой СТО куда больше, чем на экспериментальном подтверждении её выводов.
19.05.2025г
|