150034 (Аберрация света и парадокс Эренфеста), страница 4

Известно, что явление аберрации света существует и во вращательном движении. Его там никто не отменял. Следовательно, как и ранее, мы будем иметь дело (как бы) с двумя положениями движущегося объекта (например, материальной точки):

1. Действительное положение материального объекта, который перемещается с галилеевской скоростью (сущность). Оно описывается с помощью мгновенного отображения, как в классической механике.

2. Наблюдаемое нами положение этого объекта (явление или кинематический эффект), которое доставляется нам с помощью световых лучей.

Вернемся к парадоксу Эренфеста. Прочертим на диске тонкую голубую радиальную черту от оси вращения до края диска. В системе отсчета, связанной с диском, даже при вращении диска эта черта останется радиальной, т.е. не будет испытывать никаких искажений или «сокращений». Нет реальных тангенциальных сил, «коверкающих» диск.

Рассмотрим теперь мгновенное отображение вращающегося диска в инерциальной системе. Здесь диск будет вращаться с угловой скоростью как целое. Радиальная черта не «искривится» и, подобно часовой стрелке, тоже будет вращаться с той же угловой скоростью.

Теперь рассмотрим вращение диска, отображаемое с помощью световых лучей. Допустим, что голубая радиальная полоска излучает свет во всех направлениях. Наблюдатель, покоящийся на оси, увидит световое отображение вращающегося отрезка. Благодаря явлению аберрации света, наблюдаемые световые точки этого радиального отрезка не будут в момент наблюдения, вообще говоря, совпадать с истинным положением этого отрезка.

Однако, как и при прямолинейном движении, световые вспышки будут располагаться на равных расстояниях, поскольку линейная скорость сохранилась. Более того, для наблюдателя на оси вдали от диска все точки траектории (окружности) равноправны. По этой причине и интервалы времени T = t₉ – t₈ = t₁₀ – t₉ = t₁₁ – t₁₀ = ….. будут одинаковы в отличие от случая прямолинейного движения. Помимо этого, в силу равноправия точек окружности по отношению к наблюдателю и постоянства скорости угол аберрации будет для всех точек один и тот же. То, что этот угол будет менять ориентацию в пространстве во время вращения – не столь существенно.

Рис 3.

Следовательно, наблюдаемое отображение отрезка будет вращаться с той же самой угловой скоростью, что и реальный отрезок. Соответственно, «кажущаяся» (явление) и действительная (сущность) скорости точек с одинаковым радиусом реального и наблюдаемого объектов будут одинаковы (наблюдаемое положение объекта будет двигаться («как кошка за мышкой») за действительным положением объекта, сохраняя постоянным угловое расстояние). Это очень интересный и важный факт. Непонимание этого, неумение найти различие между явлением и сущностью, между действительным объектом и его отображением световыми лучами как раз и породило рассматриваемый парадокс.

Далее. Поскольку линейная скорость зависит от радиуса, угол аберрации тоже будет зависеть от радиуса, т.е. от расстояния до оси вращения. Если реальная голубая черта не будет испытывать искажений, то наблюдаемая будет выглядеть «изогнутой», похожей на «турецкий ятаган», конец которого искривлен. Да и цвет синей линии изменится. Вблизи оси вращения он еще сохранится, но по мере увеличения радиуса синий цвет будет постепенно переходить в зеленый, желтый и т.д. Еще раз повторим, что как реальный объект, так и его отображение будут иметь одинаковую угловую скорость, т.е. сохранять во времени свое относительное взаимоположение.

Что касается «сжатия» окружности диска и нарастающего во времени «смещения» друг относительно друга смежных кольцевых слоев диска, то их принципиально не может существовать. У интерпретаторов парадокса Эренфеста не все в порядке со «здравым смыслом». Преобразование Лоренца нельзя применять формально (догматически), не сообразуясь с физикой анализируемых процессов (со здравым смыслом).

1. СТО и ускорители

Считается, что работа циклических ускорителей элементарных частиц служит твердым экспериментальным подтверждением специальной теории относительности. А так ли это? Это легко проверить, поскольку полученные выше выводы имеют непосредственное отношение к теории циклических ускорителей.

Пусть заряженная частица летит прямолинейно с постоянной скоростью. Ее движение можно описать двумя способами, используя либо лоренцевскую скорость (явление), либо галилеевскую скорость (сущность). Эти скорости, как мы уже знаем, различны.

Если эта частица влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно его силовым линиям, то она будет двигаться по окружности постоянного радиуса. Здесь возникает интересная ситуация. Будем следить за галилеевской скоростью частицы. Эта скорость будет неизменна на любом участке траектории (как на прямолинейном, так и на круговом).

Но совершенно иное положение возникает, если мы используем лоренцевскую (наблюдаемую) скорость. На прямолинейном участке она будет меньше галилеевской. Но когда частица переходит на криволинейный участок (движение по окружности), то ее скорость будет испытывать резкий скачок от величины лоренцевской скорости до величины галилеевской.

С этим «необъяснимым » скачком столкнулись разработчики циклических ускорителей. А это «чревато» для СТО, поскольку работа этих ускорителей считается одним из фактов как бы, «подтверждающих» эту теорию.

Процитируем критические замечания А.В. Мамаева [10], которые касаются работы этих ускорителей. Хотя мы по разному относимся к решению релятивистских проблем, но его критические замечания мы считаем квалифицированными. Мамаев следующим образом оценивает характеристики армянского ускорителя (синхротрон АРУС) и объяснение его работы. Цитируем:

«Интересующие нас технические характеристики электронного синхротрона АРУС имеют следующие значения. (Быстров Ю. А., Иванов С. А. Ускорительная техника и рентгеновские приборы. - М.: Высшая школа, 1983. - с. 159 - - 162):

• - длина орбиты 2R = 216,7 м;

• - энергия инжекции электронов W = 50 МэВ;

• - частота ускоряющего поля f = 132,8 МГц;

• - кратность ускорения g = 96;

• - энергия покоя электрона E₀ = 0,511 МэВ.

Согласно формуле (10.4), вытекающей из специальной теории относительности, частота обращения электронных сгустков по орбите ускорителя АРУС в момент инжекции электронов при кинетической энергии электронов W = 48,55 МэВ будет равна

(11.9)

А согласно формуле (10.3), вытекающей из новой теории пространства-времени, частота обращения электронных сгустков по орбите ускорителя АРУС в момент инжекции электронов с кинетической энергией W = 48,55 МэВ будет равна

(11.10)

т. е. по новой теории пространства-времени частота обращения электронных сгустков в ускорителе АРУС в момент инжекции электронов точно равна частоте ускоряющего поля.

Но в настоящее время специальная теория относительности считается абсолютно истинной теорией и поэтому частота обращения электронных сгустков в момент инжекции электронов в ускоритель АРУС считается равной значению 1,3843МГц, рассчитанному по формуле (11.9), вытекающей из специальной теории относительности.

Однако если на траектории движения электронных сгустков в ускорителе АРУС установить мишень, то период облучения этой мишени электронными сгустками при W = 48,55 МэВ окажется равным не величине

T_СТО = 1/f_СТО = 1/(1,3843 MГц) = 722,39 нс (11.11)

соответствующей частоте обращения 1,3843 МГц, а величине

T = 1/f = 1/(132,8 MГц) = 7,53 нс, (11.12)

т. е. величине, соответствующей частоте обращения сгустков по новой теории пространства-времени.

Но период 7,53 нс обращения электронных сгустков по орбите длиной 216,7 м означал бы, что электроны движутся со скоростью, в 96 раз большей скорости света c₀. Согласно же специальной теории относительности сверхсветовые скорости электронов невозможны.

Поэтому для того, чтобы объяснить экспериментальное значение периода облучения мишени 7,53 нс в рамках специальной теории относительности, потребовалось ввести понятие "кратность ускорения" и объявить, что "под действием ускоряющего поля частицы инжектированного пучка распадаются на сгустки, группирующиеся вокруг устойчивых равновесных фаз. Число таких сгустков, располагающихся по окружности ускорителя, равно кратности ускорения g". (Бурштейн Э. Л. Ускорители заряженных частиц // Большая советская энциклопедия, 3-е изд., т. 27. - М.: Советская энциклопедия, 1977. - с. 108).

И действительно, разделив величину из выражения (11.11) на величину из выражения (11.12), получим g = 96 - кратность ускорения электронного синхротрона АРУС. А, разделив величину из выражения (11.6) на величину из выражения (11.7), получим, что кратность ускорения протонного синхротрона ЦЕРН в эксперименте равна 19. (Test of the second postulate of special relativity in the GeV region / Alvager T., Farley F., Kjellman J., Wallin J. // Physical Letters. - 1964. - v. 12. –No. 3. - p. 260 -262)

Таким образом, экспериментальные значения частоты обращения сгустков элементарных частиц в рассмотренных двух ускорителях подтверждают не формулу (11.4) из специальной теории относительности, а формулу (11.3) из новой теории пространства-времени. Для объяснения же экспериментальных значений частоты обращения сгустков элементарных частиц в рамках специальной теории относительности и согласования этих значений с формулой (11.4) используется специальная гипотеза, основанная на введении ad hoc понятия "кратность ускорения"».

Сторонники СТО так и не смогли понять причину этого явления. Вот и пришлось им вводить гипотезу ad hoc о существовании кратности ускорения – g. На самом деле никакого «распада на сгустки, группирующиеся вокруг устойчивых равновесных фаз » в синхротроне не существует. Это фантазия, домысел. Действительная скорость электронов в 96 раз выше наблюдаемой скорости их прямолинейного движения, которая почти равна скорости света. При переходе от прямолинейного движения к вращательному движению наблюдаемая скорость электронов скачком возрастает в 96 раз! Действительная скорость при этом не меняется.

Таким образом, теория циклических и линейных ускорителей не подтверждает выводы теории относительности А. Эйнштейна, а противоречит им. Так зачем же «насиловать» физику, используя «кажущуюся» (наблюдаемую) скорость вместо действительной (галилеевской) скорости? Зачем действительное (сущность) подменять «кажущимся» (т.е. явлением)? Не пора ли разобраться в том, чем отличается явление от сущности, и избавиться от «мифических» объяснений, противоречащих здравому смыслу и логике?

1. Переосмысление основ теории относительности

Существуют три разных подхода, определяемые типом преобразований, используемых в теории:

1. Любые процессы и явления должны подчиняться единому преобразованию, сохраняющему форму уравнений Максвелла неизменной. К таким теориям относится теория относительности Эйнштейна. Есть теории, в которых использовалось видоизмененное преобразование Лоренца для того, чтобы попытаться обойти противоречия («парадоксы»), присущие эйнштейновской теории.

2. Волновой вариант теории Ритца. В нем, в отличие от баллистической гипотезы Ритца, электромагнитная волна рассматривается как самостоятельный вид материи. Ее параметры и характеристики подчиняются модифицированному преобразованию Лоренца. Для материальных тел используется преобразование Галилея. Пространство является однородным, изотропным (евклидовым), а время единым для всех инерциальных систем отсчета.

3. Любые процессы и явления должны подчиняться только преобразованию Галилея. При этом пространство является однородным, изотропным (евклидовым), а время единым для всех инерциальных систем отсчета. К такому типу относится баллистическая гипотеза Ритца, и многочисленные гипотезы, опирающиеся на эфир, как на среду распространения электромагнитных волн.

1. Эйнштейновская теория относительности.

До появления уравнений Максвелла (1864 г.) законы механики и электродинамики (законы Ньютона, Кулона, Ампера и др.) удовлетворяли принципу относительности Галилея:

«Механический эксперимент дает одинаковые результаты в неподвижной лаборатории (системе отсчета) и в любой лаборатории, которая движется равномерно и прямолинейно относительно первой » .

Иными словами, законы природы и уравнения, описывающие их, не должны меняться при преобразованиях Галилея:

x' = x - Vt; y' = y; z' = z; t' = t

где V - относительная скорость движения двух инерциальных систем отсчета (лабораторий), направленная вдоль оси x, т.е. галилеевская скорость относительного движения.

Уравнения Максвелла " нарушили" этот фундаментальный принцип. Форма уравнений Максвелла уже не сохранялась при преобразованиях Галилея.