Navigation




Физический смысл преобразований Эйнштейна

2012-06-30, Естествознание , Геннадий Дмитренко

,

Статья Физический смысл преобразований Эйнштейна перенесена на страницу социальной сети VK по адресу Статья Физический смысл преобразований Эйнштейна. Перенос осуществлен в связи с прекращением действия сайта в скором будущем.

Действительный физический смысл выражений (4) состоит в том, что в свернутом виде они определяют соотношения виртуальных пространственных интервалов – оптических длин света L=ct, L'=ct' в соответствующих направлениях движущейся системы координат. При распространении света в направлении движения источника излучения оптическая длина света увеличивается в пропорции Увеличение оптической длины света., а в обратном направлении – уменьшается в пропорции Уменьшение оптической длины света.. Средняя величина для этих параметров составляет Среднее изменение оптической длины света.. Иными словами, присущая процессу распространения света асимметрия, относительно движущегося источника излучения, сохраняется и в рамках релятивистской механики, что находится в явном противоречии с декларируемыми в СТО принципом относительности и принципом постоянства скорости света.

Теперь обратимся к авторскому пониманию выражения (4-2). Вот что пишет Эйнштейн: «Рассмотрим твердый шар радиуса R, находящийся в покое относительно движущейся системы k, причем центр шара совпадает с началом координат системы k. Уравнение поверхности этого шара, движущегося относительно системы К со скоростью V, имеет вид

ξ222=R2

Уравнение этой поверхности, выраженное через x, y, z, в момент времени t = 0 будет Уравнение поврехности в нулевой момент времени.. Следовательно, твердое тело, которое в покоящемся состоянии имеет форму шара, в движущемся состоянии – при наблюдении из покоящейся системы – принимает форму эллипсоида вращения с полуосями Полуоси эллипсоида вращения. В то время как размеры шара (а следовательно, и всякого другого твердого тела любой формы) по осям Y и Z от движения не изменяются, размеры по оси X сокращаются в отношении Сокращение размеров в направлении движения., и тем сильнее, чем больше V » [3, стр. 18].

Приведенный отрывок, на мой взгляд, – образец математического невежества. В нем присутствуют, как минимум, три ошибки (я бы сказал заведомо ложные положения):

1. Поскольку процедура преобразования касается процесса распространения света, причем в терминах оптической длины света, то твердое тело радиусом R не имеет никакого отношения ни к этому процессу, ни к процедуре его коррекции. В данном случае речь идет о той виртуальной поверхности радиусом LR, которая образуется светом за время прохождения им определенного пространственного интервала R.

2. В момент времени t = 0, когда V = 0, никакой сферической поверхности света еще не существует ни в покоящейся, ни в движущейся системах координат: LR=L'R=0. Следовательно, выражение Размер оси движущегося эллипсоида., которое, по мнению Эйнштейна, обозначает размер полуоси эллипсоида твердого шара, а на деле – эллипсоида света в направлении движения источника излучения, в принципе некорректно: помимо подстановки t = 0 в числителе выражения Кси., следует делать еще подстановку V = 0 в знаменателе. Тогда ξ=х.

3. К моменту времени t=tR в покоящейся системе координат образуется сферическая волна света радиусом Радиус сферической волны.. К этому времени, в движущейся системе координат образуется асимметричный эллипсоид вращения с полуосями в виде оптических длин света, рассчитанных относительно некоторого реального пространственного интервала R. Оптическая длина света в направлении движения составляет величину Оптическая длина света в направлении движения., в противоположном направлении – величину Оптическая длина света в противоположном направлении движения., а в направлении, перпендикулярном вектору движения, – величину Оптическая длина света в перпендикулярном направлении движения..

Таким образом, в движущейся системе координат мы имеем дело не с твердым шаром, а с виртуальным асимметричным эллипсоидом вращения с оговоренными выше полуосями. При этом в направлении движения системы, размеры эллипсоида по оси Х увеличиваются, а не уменьшаются, и не в пропорции Ложное уменьшение размеров эллипсоида в направлении движения., а в пропорции Действительное изменение размеров эллипсоида в направлении движения., и тем сильнее, чем больше V. Кстати, эта форма эллипсоида справедлива как при наблюдении из покоящейся системы координат, так и при наблюдении из движущейся системы координат.

Совершенно очевидно, что «оптическая длина света L», «длина физического тела l» и «пространственная координата x» – это совершенно разные понятия и ставить между ними знак равенства недопустимо по определению и некрасиво с точки зрения научной этики. Поэтому приведенные выше уравнения не имеют никакого отношения ни к пространственным координатам, ни к длинам физических тел – речь идет об оптической длине света.

Отдельно следует остановиться на происхождении и принятой в СТО интерпретации выражения Изменение расстояния ошибочное.. Как только что мы видели, оно было получено путем некорректного, частичного, преобразования выражения Выражение для координаты х. на момент времени t = 0, когда V = 0. В других работах Эйнштейна, например в [1, стр. 155; 2, стр. 73], оно выводится из уравнения (4-2) по схеме расчета пространственного интервала:

Вывод значения пространственного интервала из других работ Эйнштейна.

Совершенно очевидно, что этот прием, т.е. по развернутому варианту выражения (4-2), недопустим – он исключает из рассмотрения параметр Vt. Математически грамотный расчет следует осуществлять по схеме

Вывод значения пространственного интервала матеметически грамотное.

В действительности же выражение Изменение расстояния ошибочное. является производным от среднего времени Среднее время., которое было заложено в исходное требование (1), если закрыть глаза на допущенное Эйнштейном отождествление понятий «оптической длины света» и «длины физического тела». По существу, оно выражает абстрактный пространственный интервал, который существует на оси X' только применительно к среднему времени Среднее время.. В то же время – это реальная оптическая длина света относительно стержня l, ориентированного перпендикулярно вектору его движения. Поэтому формально выражение Изменение расстояния ошибочное. обозначает то обстоятельство, что оптическая длина света вдоль движущегося стержня больше таковой у покоящегося стержня в указанной пропорции. У Эйнштейна же понятие оптической длины света отождествляется (толи по глупости, толи намеренно) с понятием длины физического тела. В контексте этого недоразумения выражение Изменение расстояния ошибочное., как и полуось Полуось. в приведенном выше отрывке статьи [3], должно, казалось бы, обозначать то обстоятельство, что длина движущегося стержня больше длины покоящегося стержня. Но, вопреки здравому смыслу, в СТО это выражение интерпретируется совсем наоборот. Сам автор СТО, обращаясь к выражению Мнимая длина движущегося тела., пишет: «Это означает следующее. Если стержень в покое обладает длиной l', то при движении со скоростью V вдоль своей оси он будет обладать с точки зрения несопутствующего наблюдателя меньшей длиной Мнимая длина движущегося тела., тогда как для сопутствующего наблюдателя длина стержня, как и прежде, равна l'» [5, стр. 420]. Примерно в таком же ключе это выражение интерпретируется всеми сторонниками СТО, в частности А.Н. Матвеевым [6, стр. 111], М. Борном [7, стр. 241-242], У.И. Франкфуртом [4, стр. 75], М.-А. Тоннела [2, стр. 132] и другими. Такая вот странная логика у релятивистов.

Мне представляется, что придуманное Эйнштейном нелепое, к тому же поставленное с ног на голову, объяснение физического смысла простого соотношения оптических длин света в искусственно созданной, виртуальной системе координат – это плод его неудержимого стремления найти «научное» подтверждение такому же нелепому предположению Лоренца о сокращении линейных размеров физических тел в направлении их движения. Эйнштейн так и пишет: «Легко видеть, что гипотеза Г.А. Лоренца и Фитцджеральда, выдвинутая для объяснения опыта Майкельсона, получается как следствие теории относительности» [5, стр. 420].

На самом деле, «следствием теории относительности» является увеличение длины движущегося стержня, если исходить из выражения Изменение расстояния ошибочное.. Но самое интересное заключается в том, что предположение Лоренца о сокращении линейных размеров движущихся тел в направлении их движения не противоречит тому обстоятельству, что оптическая длина света, рассчитанная по среднему времени прохождения светом «обрезанного» стержня (туда и обратно)

Среднее время.

всё равно больше, чем в покоящейся системе координат в пропорции Среднее изменение оптической длины света. (по Эйнштейну это длина покоящегося стержня, который находится в штрихованной системе координат). Просто в классической механике, без операции обрезания, эта длина еще больше и составляет Среднее изменение оптической длины света., что в Разница между результатами. раз превышает величину Среднее изменение оптической длины света.. При этом никому в голову не приходит мысль о том, что выражение L'=L/(1-β2) можно рассматривать как аналог длины движущегося стержня.

Таким образом, избранный Эйнштейном в работе [3] способ вывода преобразований пространственно-временных координат основан на волевом решении – приравнять среднюю относительную скорость распространения света и оптическую длину света в движущейся системе координат вдоль оси X' к соответствующим величинам в направлении, перпендикулярном вектору движения. Что касается отождествления Эйнштейном понятий «оптической длины света» и «длины физических тел», то это уже выходит за рамки адекватного восприятия им окружающей действительности.

Физические основы СТО. Введение
Замысел преобразований СТО
Техника преобразований уравнений Допплера
Физический смысл преобразований Эйнштейна
Вторая попытка Эйнштейна преобразовать уравнения Допплера
Преобразование уравнений Допплера по методу А. Н. Матвеева и М. Борна
Первый комплект преобразований СТО
Второй комплект преобразований СТО
Эффект Допплера в релятивистской редакции
О совместимости принципов СТО
Физический смысл преобразований СТО
О релятивистской массе
Физические основы СТО. Заключение

1. Эйнштейн А. Принцип относительности и его следствия в современной физике. – В кн.: Альберт Эйнштейн. Собрание научных трудов. Т. 1. – М.: «Наука», 1965. с. 138-164.
2. Мари-Антуанетт Тоннела. Основы электромагнетизма и теории относительности. – М.: «ИЛ», 1962. 483 с.
3. Эйнштейн А. К электродинамике движущихся тел. – В кн.: Альберт Эйнштейн. Собрание научных трудов. Т.1. – М.: «Наука», 1965. с. 7-35.
4. Франкфурт У.И. Специальная и общая теория относительности. – М.: «Наука», 1968. 331 с.
5. Эйнштейн А. Теория относительности. – В кн.: Альберт Эйнштейн. Собрание научных трудов. Т. 1. – М.: «Наука», 1965. с. 410-424.
6. Матвеев А.Н. Механика и теория относительности. – М.: ООО "Издательский дом "ОНИКС 21 век": ООО "Издательство "Мир и Образование", 2003. С. 432.
7. Макс Борн. Эйнштейновская теория относительности. – М.: «Мир», 1972. 368 с.

Другие статьи на подобные темы:
Проблемы математической физики I
Квантовая «телепатия»
"Джентльмены удачи" в науке
Проверка двух постулатов Эйнштейна
О сущности понятия «Время» IV


Теория происхождения культурных растений

2016-10-15, Естествознание, Светлана Аксенова,

Основоположник российской селекции Николай Иванович Вавилов родился в 1887 г. в Москве. С юных лет его интересовала окружающая природа. Ещё будучи студентом Московского сельскохозяйственного института, он занимался проблемой иммунологии растений. Впоследствии Н.И. Вавилов много путешествовал, собирая коллекции различных культурных растений и общаясь с видными учеными Англии, Франции, Германии. Неоднократно он ездил с научной целью в Азию — Иран, Бухару, Афганистан, бывал на Кавказе. На основе собранных коллекций семян и гербариев Н.И. Вавилов готовил серьезный обобщающий труд по селекции и генетике растений.

Подробно


Биоценоз и экосистема

2016-04-21, Естествознание, А.В. Ганжина,

На основе биотических взаимоотношений создаются сообщества растительных и животных организмов — биоценозы.

Подробно


Теория отражения

2016-04-07, Естествознание, Константин Платонов,

Любой живой организм беспрерывно взаимодействует с окружающей средой, в результате чего происходит его развитие.

Подробно


Структура периодической таблицы химических элементов

2016-03-13, Естествознание, Н. Ахметов,

Химию можно определить как науку, изучающую вещества и процессы их превращения, сопровождающиеся изменением состава и строения. В химическом процессе происходит перегруппировка атомов, разрыв химических связей в исходных веществах и образование химических связей в продуктах реакции. В результате химических реакций происходит превращение химической энергии в теплоту, свет и пр.

Подробно


Периодическая система химических элементов

2016-04-01, Естествознание, Светлана Аксенова,

Дмитрий Иванович Менделеев родился в г. Тобольске 8 февраля 1834 г. Окончив в 1855 г. Главный педагогический институт в Петербурге, он служил учителем гимназии в г. Одессе. В 1857 г. Менделеев вернулся в столицу, а с 1865 г. получил профессорскую должность в Петербургском университете.

Подробно


Точка зрения администрации сайта может не совпадать с мнением авторов.
2010-2017 © Анидор
Любое использование материалов сайта, полностью или частично, разрешается только с согласия правообладателя.
Если Вы обнаружили опечатку или неработающую ссылку, просьба сообщить администрации сайта.