Geum.ru

Специальная теория относительности (сто) покоится на двух китах: оптике и механике, и прошла свое развитие от Галилея до Эйнштейна в механике и от Гюйгенса и Максвелла до Эйнштейна в теории света и электродинамике

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
1   2   3
изменив свое направление на границе электросфер Солнца и Земли, луч света от звезды распространяется со скоростью С=300 т. км/с в движущейся вместе с Землей ее электросфере уже не меняя своего направления, независимо от того, чем заполнен телескоп воздухом, водой или еще чем-нибудь. Поэтому то Эйри и не обнаружил изменение угла аберрации при заполнении телескопа водой. Все эти рассуждения относятся к годичной аберрации, которая возникает, как мы выяснили, из-за движения Земли относительно Солнца на границе их электросфер. Суточная аберрация возникает, очевидно, из-за вращения Земли относительно своей оси. Земля, как мы выяснили непосредственно вращается в созданной ей электросфере, в которой распространяются световые лучи от наблюдаемой звезды. Поэтому суточная аберрация, в отличии от годичной, очевидно, формируется у самой поверхности Земли.

Теперь рассмотрим механизм уменьшения воспринимаемого на Земле месяца Ио, когда Юпитер находится в точке А, а Земля в точке IV своих орбит (рис. 3 стр.9). Луч света ВС (рис. 9б), испускаемый Ио в течение своего оборота вокруг Юпитера за 150 т. секунд со скоростью С=300т. км/с распространяется в электросфере Солнца и подходит к электросфере Земли. Если бы Земля и ее электросфера покоились относительно Солнца и его электросферы, то луч света ВС пересекал бы границу электросфер те же 150 т. секунд. Но, после пересечения началом луча света В границы электросфер, Земля со скоростью V=30 км/с вместе со своей электросферой движется на встречу концу луча света С, который со скоростью С=300 т. Км/с движется навстречу электросфере Земли. Поэтому скорость набегания конца луча света С на границу электросфер будет 300 т. км/с+30 км/с и конец луча света С достигнет электросферы Земли на 15 секунд раньше, то есть весь луч света ВС пересечет границу электросфер за 150 т. сек ─ 15 сек. И далее любую точку в электросфере Земли луч света ВС будет проходить со скоростью 300 т. км/с за 150 т. сек ─ 15 сек. Таким уменьшенным на 15 сек месяц Ио и воспримет наблюдатель на поверхности Земли. Через полгода, при движении Земли от Юпитера, месяц Ио наоборот увеличится на 15 сек. Выходит, что изменение воспринимаемого на Земле месяца Ио происходит в результате сложения лучевой скорости Земли со скоростью света от Ио. Причем сложение этих скоростей происходит на границе электросфер Солнца и Земли. На поверхности Земли мы имеем дело уже с результатом этого сложения. А именно, наблюдаем изменение воспринимаемого месяца Ио несмотря на то, что скорость света от Ио на поверхности Земли составляет те же 300 т. км/с и не зависит от направления движения Земли относительно Юпитера.

Таким образом, на основании анализа: явление аберрации света и изменения воспринимаемого на Земле периода вращения Ио вокруг Юпитера, а также предложенного Максвеллом эксперимента по обнаружению движения всей солнечной системы можно сделать вывод, что вопреки утверждениям СТО скорость света—величина относительная. Когда световая волна распространяется в электросфере Солнца, скорость света относительно системе координат, связанной с Солнцем, будет С=300 т. км/с независимо от направления движения Солнца в окружающем пространстве. Поэтому скорость движения всей солнечной системы относительно окружающего пространства в предложенном Максвеллом эксперименте обнаружить невозможно. Скорость света относительно системы координат, связанной с Землей, в этом случае получается сложением скоростей света и Земли относительно Солнца и зависит от направления движения Земли по ее орбите. Поэтому скорость Земли относительно Солнца определяется в этом случае по углу аберрации света и по изменению воспринимаемого на Земле периода вращения Ио вокруг Юпитера. Когда световая волна распространяется в электросфере Земли, скорость света уже относительно Земли будет С=300 т. км/с и так же не зависит от направления движения Земли по ее орбите. В результате этого в эксперименте Майкельсона-Морли и во всех оптических экспериментах по обнаружению движения Земли по ее орбите эфирного ветра нет и обнаружить его невозможно. Скорость света относительно Солнца в этом случае складывается из скорости света относительно Земли и скорости земли относительно Солнца.

Далее попробуем разобраться: почему, при переходе из одной инерциальной системы координат в другую, уравнения Максвелла, выведенное из них волновое уравнение и его решение оказались не инвариантны преобразованиям Галилея. Уравнения Максвелла были написаны для системы координат неподвижной относительно эфира. Под эфиром мы понимаем теперь электромагнитное поле, которое в каждой точке пространства имеет свои параметры. Уравнения Максвелла, волновое уравнение и его решение описывают колебания этих параметров возле их равновесного состояния в пространстве и времени. Для простоты и наглядности мы будем рассматривать только уравнение электромагнитной волны E(x,t)=E0cosω(t─x/c), которое описывает колебания электрической напряженности в пространстве и времени из-за прохождения в нем этой волны. Пусть в начальный момент времени обе системы координат полностью совпадают, а дальнейшее их относительное движение со скоростью U происходит только по оси X (рис. 10).





Рис. 10. Измененные преобразования Галилея для уравнений Максвелла.

Считаем так же, что движение подвижной системы координат X'Y'Z'T' со скоростью U в направлении оси X, и колебания электромагнитного поля E(t)=E0cosωt в точке O неподвижной системы координат, начинаются одновременно в момент начала отсчета времени t=t'=0. В результате этого в неподвижной системе координат со скоростью света С будет распространяться электромагнитная волна E(x,t)=E0 cosω (t─x/c), которая описывает колебания (возле своего равновесного состояния) электрической напряженности в пространстве и времени. Допустим, в какой-то момент времени t нам необходимо найти отклонение электрической напряженности от своего равновесного состояния в точке x. То есть определить фазу колебания в точке x в момент времени t. Это мы можем сделать, подставив наши значения x и t в уравнение волны E(x,t)=E0 cosω (t─x/c). Попробуем теперь перевести это уравнение в подвижную систему координат X'Y'Z'T'. Для этого согласно преобразованиям Галилея заменим в нашем уравнении t на t'=t и x на x'+ut. В результате этого мы получим уравнение электромагнитной волны в подвижной системе координат E(x',t')=E0 cosω (t'─ut/c─x'/c). Мы видим, что уравнение электромагнитной волны в подвижной системе координат изменилось. Это говорит о том, что уравнение электромагнитной волны (а так же и уравнения Максвелла и волновое уравнение) не инвариантны преобразованиям Галилея.

Когда в XIX веке этот факт обнаружили, его восприняли как первый звонок о начале кризиса в классической физике. Вторым звонком было отсутствие эфирного ветра в опыте Майкельсона. Для выхода из этого положения, придумали искусственные преобразования Лоренца, которым уравнения Максвелла инвариантны, и создали релятивистскую механику СТО. Преобразования Лоренца и СТО в свою очередь потребовали признания абсолютности скорости света и относительности и субъективности пространства, времени и материи. То есть ради выхода из кризисного состояния, в котором находилась физика в конце XIX века, ее поставили с ног на голову. Отсутствие эфирного ветра в опыте Майкельсона, как и во всех остальных экспериментах по обнаружению эфирного ветра мы уже объяснили. Теперь попробуем вскрыть ошибку, в результате которой уравнения Максвелла оказались не инвариантны преобразованиям Галилея. При переходе из неподвижной системы координат XYZT в подвижную X'Y'Z'T', мы, согласно преобразованиям Галилея, заменяем координату x на x'+ut. Этим действием мы переносим начало отсчета пространства из неподвижной точки О в подвижную точку О'. То есть, отбросив отрезок волны ОО' мы начинаем рассматривать распространение нашей волны от подвижной точки О'. Время же распространения данной волны, заменив, согласно преобразованиям Галилея t на t'=t, мы продолжаем отсчитывать с того момента, когда волна вышла из точки О. Поэтому, после перехода в подвижную систему координат, в аргументе уравнения электромагнитной волны появляется дополнительный член ─ut/c, который и вызывает его не инвариантность преобразованиям Галилея. Попробуем выяснить: что же нужно еще сделать, при переходе в подвижную систему координат, чтобы сохранить инвариантность уравнения электромагнитной волны преобразованиям Галилея. Заменив в уравнении волны E(x,t)=E0 cosω (t─x/c) x на x'+ut мы получаем E(x',t)=E0 cosω (t─ut/c─x'/c). Теперь, чтобы получить уравнение волны в новой подвижной системе координат в прежнем виде, мы должны t─ut/c заменить на t'. Тогда уравнение волны в новой системе координат примет тот же вид E(x',t')=E0 cosω (t'─x'/c). Посмотрим, что за время представляет из себя t'= t─ut/c. Здесь ut—это отрезок ОО' (рис. 10), то есть расстояние, на которое к интересующему нас моменту времени t продвинется подвижная система координат X'Y'Z'T'. Разделив этот отрезок на с мы получаем ut/c—время, за которое волновая поверхность проходит отрезок ОО'. Тогда t'= t─ut/c—это время, которое учитывает запаздывание распространения волны в подвижной системе координат по сравнению с неподвижной. Таким образом, чтобы уравнение электромагнитной волны (а так же волновое уравнение и уравнения Максвелла) были инвариантны преобразованиям Галилея, необходимо всего лишь учесть запаздывание распространения волны в подвижной системе координат. Для этого преобразования Галилея для уравнений Максвелла необходимо скорректировать (рис. 10). Теперь, при переводе уравнения электромагнитной волны из неподвижной системы в подвижную, заменяя, согласно скорректированным преобразованиям Галилея x на x'+ut и t на t'+ut/c, мы получаем E(x',t')=E0cosω (t'+ut/c─x'/c─ut/c). То есть уравнение электромагнитной волны в новой системе координат сохраняет свой вид. Получается, что уравнения Максвелла всегда были и остаются инвариантными скорректированным преобразованиям Галилея, которые учитывают запаздывание распространения электромагнитной волны в убегающей от нее подвижной системе координат. И не было никакой необходимости придумывать искусственные преобразования Лоренца, чтобы добиться инвариантности уравнений Максвелла, при переводе их в другую систему координат. Теперь для сравнения проанализируем: как производится перевод уравнений Максвелла в другую систему координат согласно преобразованиям Лоренца. Принимая, согласно преобразованиям Лоренца

x - ut

x'=√1- u2/c2

мы членом ─ut в числителе переносим начало координат из точки О неподвижной системы координат в начало подвижной системы координат О'. То есть, так же как и в преобразованиях Галилея этим действием мы осуществляем перенос начала отсчета из точки О в точку О'. С помощью знаменателя √1─u2/c2 в преобразованиях Лоренца обеспечивается равенство скорости света в обоих системах координат. А как же переводится в другую систему координат время? Посмотрим: что же из себя представляет член ─ux/c2 в формуле

t – ux/c2

t' =

√ 1 – u2/c2

преобразований Лоренца. Здесь x/c—это, очевидно, время прохождения волновой поверхностью от начала неподвижной системы координат О до интересующей нас точки пространства x . Если это время умножить на u, то получим ux/c =ОО'1—отрезок, на который продвинется за это время подвижная система координат. А разделив отрезок ОО'1 на с мы получим ux/c2—время, за которое волновая поверхность светового луча пройдет отрезок ОО'1. Тогда t - ux/c2 будет учитывать запаздывание распространения световой волны в подвижной системе координат. Знаменатель √1–u2/c2 в преобразование времени так же как и в преобразовании координаты x обеспечивает абсолютность скорости света в обоих системах координат. Таким образом, даже в искусственных преобразованиях Лоренца учитывается запаздывание распространения волны в подвижной системе координат. Выходит, что без этого учета в любых преобразованиях никак нельзя обойтись. А в преобразованиях Галилея, заменяя t на t'=t хотели обойтись без учета этого запаздывания. В результате этой ошибки уравнения Максвелла и оказались не инвариантны преобразованиям Галилея.

Необходимо подчеркнуть, что в откорректированных преобразованиях Галилея t'=t─ut/c и в уравнении волны в подвижной системе координат E(x',t')=E0cosω(t'─x'/c), t' отражает время запаздывания распространения световой волны в подвижной системе координат, а не сужение местного времени (как у Лоренца), и не метрические свойства пространства и времени (как у Эйнштейна). Необходимо еще подчеркнуть, что С здесь скорость распространения света относительно эфира, то есть в неподвижной системе координат.

Таким образом, объяснение отсутствия эфирного ветра в опыте Майкельсона, и доказательство того, что уравнения Максвелла инвариантны преобразованиям Галилея, устраняют необходимость введения специальной теории относительности. Появись подобная работа на рубеже XIX—XX веков, не возникла бы потребность в преобразованиях Лоренца и во всей специальной теории относительности. Понятия пространства и времени остались бы такими, как их определил Ньютон. Масса любого тела так же осталась бы независимой от скорости движения этого тела. А скорость света, как и положено любой скорости, оставалась бы величиной относительной. То есть вся физика осталась бы стоять на ногах. А на ногах двигаться вперед бесспорно удобнее, и, за прошедшие 100 лет, можно было уйти значительно дальше.

И на последок хотелось бы вслед за Низовцевым вскрыть объективные причины появления СТО. В XIX веке было совершено множество научных открытий и проведено большое количество экспериментов, результаты которых ученые не успевали осмысливать и объяснять классической физикой. По меткому выражению Маркса, по Европе бродил призрак коммунизма. И это касается не только социальной, а всех сторон жизни общества. Либерально настроенная интеллигенция жаждала немедленного объяснения всех открытых и пока непонятых физических явлений природы. Она больше была подготовлена к восприятию сомнительных революционных научных идей, объясняющих все и сразу, чем к восприятию достоверной информации по крохам, получаемым в результате кропотливого продолжительного труда ученых. По определению Марксизма-Ленинизма, на лицо была классическая революционная ситуация. Поэтому первой в 1905 году революция произошла в физике, в виде специальной теории относительности. Она, как тогда казалось, разрубила сразу весь клубок накопившихся проблем. На самом же деле не решенные проблемы были загнаны в тупик, не доступный для всеобщего обозрения. Затем, в 1917 году произошла социальная революция в России. Потом была еще культурная революция. Но с помощью революций истины не постигаются. Поэтому, после 70-летнего эксперимента, пришлось признать ошибочность социальных революционных преобразований в России. Теперь пришла пора признать ошибочность научного революционного переворота в физике в 1905 году. И, как пишет Низовцев, задача российской науки (не понятно почему, только российской) не дать специальной теории относительности дожить до 100-летнего юбилея. А если следовать логике дальше, то очевидно должна настать пора переоценки ценностей и культурной революции.

История со временем, несомненно, по достоинству оценит вклад, внесенный в развитие науки специальной теорией относительности, но, очевидно, он никак не меньше вклада внесенного в “развитие” России революцией 1917 года.

Выводы.

1. Прослежено возникновение, развитие и становление идей, приведших к рождению специальной теории относительности Эйнштейна.

2. Классическая физика не смогла в то время объяснить причины не инвариантности уравнений Максвелла преобразованиям Галилея, и отсутствие эфирного ветра в опыте Майкельсона-Морли.

3. Специальная теория относительности выдвинута в результате возникшей необходимости: а) обеспечить инвариантность уравнений Максвелла при переводе их из одной инерциальной системы в другую; б) объяснить отсутствие эфирного ветра в опыте Майкельсона-Морли.

4. Инвариантность уравнений Максвелла, при переводе их из одной инерциальной системы в другую, СТО обеспечила преобразованиями Лоренца, а отсутствие эфирного ветра в опыте Майкельсона-Морли объяснила отсутствием эфира в природе.

5. За выход из создавшегося в физике кризиса СТО заплатила: а) исключением из природы материальной среды (эфира), в которой распространяется свет, в результате чего поиски эфира были прекращены; б) признанием вопреки Ньютону абсолютности скорости света и относительности и субъективности пространства, времени и материи. То есть всю физику поставила с ног на голову.

6.На основании астрономических наблюдений Ремера в 1676 году показывается, что скорость света от спутника Юпитера Ио, при наблюдении за ним с Земли складывается с лучевой скоростью Земли. Этим опровергается постулат СТО об абсолютности скорости света.

7. На основании экспериментов Эйри 1871 года с заполненным водой телескопом, показывается несостоятельность существующего на данный момент, со времен Брэдли 1728 года и Юнга 1799 года, механизма аберрации света.

8. На основании экспериментов Саньяка 1912 года и Майкельсона 1925 года показывается, что материальная среда (эфир), в которой распространяется свет, в природе существует. И эфирный ветер обнаружить можно, надо только искать его в движении относительно эфира.

9. Предложена естественная непротиворечивая модель эфира в виде электромагнитных полей, в которых со скоростью света распространяются электромагнитные волны, а сами эти поля окружают создавшие их материальные космические объекты (планеты, звезды и т.д.) и движутся вместе с ними в пространстве.

10. Предложенная модель поля—эфира логично объясняет отсутствие эфирного ветра, во всех проводившихся ранее экспериментах, по обнаружению этого ветра, отсутствием в проводившихся экспериментах движения, относительно созданного Землей и двигающегося вместе с ней ее поля—эфира.

11. На основании выдвинутой модели поля—эфира, предложен новый непротиворечивый механизм аберрации света.

12. Показано, что уравнения Максвелла и электромагнитной волны, фактически, всегда были и есть инвариантны преобразованиям Галилея. Необходимо только учитывать запаздывание распространения электромагнитной волны в движущейся системе координат.

13. После объяснения причины отсутствия эфирного ветра в опыте Майкельсона-Морли и доказательства, что уравнения Максвелла инвариантны преобразованиям Галилея, отпадает всякая необходимость в специальной теории относительности.

14. Для окончательного подтверждения выдвинутой модели поля—эфира, опровержения этим постулатов СТО и доказательства несостоятельности всей специальной теории относительности, необходимо провести эксперимент по обнаружению эфирного ветра в прямолинейном движении относительно Земли и ее поля—эфира.

15. Учитывая современное состояние науки и техники, эксперимент по обнаружению эфирного ветра проще всего провести, очевидно, на воздушном шаре или на планере, которые не имеют агрегатов с электромагнитными полями, могущими создать помехи измерениям. Применение же лазерных лучей или гамма-излучения с эффектом Мессбауэра, позволит обнаружить столь малые скорости относительно эфира.

16. На основании результатов эксперимента Майкельсона по обнаружению вращения Земли 1925 года следует вывод, что эфирный ветер на поверхности Земли должен быть обнаружен и в покое. А величина этого ветра должна составлять примерно 350 м/с в зависимости от географической широты места проведения эксперимента.


Список используемой литературы.
  1. Базилевский С. А., Варин В. П. «Ошибка Эйнштейна». Сборник. Проблемы пространства и времени в современном естествознании. Серия. Проблемы исследования вселенной. Выпуск 15. С-Пб 1991г. Стр. 25-55.
  2. Бернштейн В. М. «Развитие электродинамики, теория гравитации, квантовой теории на основе электродинамики Гаусса-Вебера.
  3. Бордовский Г.А., Бурсиан Э.В. «Общая физика. Курс лекций с компьютерной поддержкой». М. «Владоспресс» 2001.
  4. Борн Макс. «Эйнштейновская теория относительности». М. «Мир». 1972г.
  5. Бутиков Е.И. «Оптика». С-Пб. «Невский диалект». 2003г.
  6. Годжаев. «Оптика» М. «Высшая школа». 1977г.
  7. Гречаный П.П., Попов П.А. «Сто лет дороги вне куда. Конец специальной теории относительности». М. «Новый центр». 2003г.
  8. Демин В.Н., Селезнев В.П. «Мироздание постигая». М. 1989г. Стр. 140.
  9. Детлаф А.А., Яворский Б.М. «Курс физики». М. «Высшая школа». 2001г.
  10. Иос Г. «Курс теоретической физики». «Учпедгиз» 1963г.
  11. Иродов И.Е. «Электромагнитизм». М.Л.В.З.Ф.М.Л. 2002г.
  12. Калашников Н.П., Смодырев М.А. «Основы физики». «Дрофа» М. 2003г.
  13. Калашников С.Г. «Электричество». М. «Физматлит» 2003г.
  14. Карякин Н.И. «Краткий справочник по физике». «Высшая школа» М. 1963.
  15. Левитан Е.П. «Краткая астрономия». М. «Классикс. Стиль.» 2003г.
  16. Лозовский В.Н. «Курс физики». С-Пб. 2001г. Т.1. Т.2.
  17. Мандельштам Л.И. «Лекции по оптике, теории относительности и квантовой механики». М. «Наука» 1972г.
  18. Низовцев В.В. «Время и место физики XX века». «Эдиториал УРСС» 2000г.
  19. Савельев И.В. «Курс общей физики». М. «Аристель. АСТ». 2002г.
  20. Савчук В.Д. «От теория относительности до классической механики». «Феникс». Дубна 2001г.
  21. Сборник «Принцип относительности». «Атомиздат». М. 1973г.
  22. Секерик В.И. «Теория относительности—мистификация века». Новосибирск 1991г.
  23. Сивухин Д.В. «Общий курс физики. Оптика». Т.II. М. «Физматлит МФТИ» 2002г.
  24. Сивухин Д.В. «Общий курс физики. Электричество». Т.III. М. «Физматлит МФТИ» 2002г.
  25. Трофимова Т.И. «Физика в таблицах и формулах». «Дрофа». М. 2002г.
  26. Фейнман Р., Лейтон Р., Сендс М. «Фейнмановские лекции по физике». «Мир». 1977г.
  27. Франкфурд У.И., Френк А.М. «Оптика движущихся тел». «Наука». 1972г.
  28. Шмутцер «Теория относительности. Современное представление». «Мир». М. 1981г.
  29. Эйнштейн А. «К электродинамике движущихся тел». Сборник научных трудов. «Наука». М. 1965г. Т.1. Стр. 7.
  30. Эйнштейн А. «Принцип относительности и его следствие в современной физике». Стр. 138. Сборник научных трудов. «Наука». М. 1965г. Т.1.
  31. Эйнштейн А. «Теория относительности». Стр. 175. Сборник научных трудов. «Наука». М. 1965г. Т.1.
  32. Эйнштейн А. «О принципе относительности». Стр. 395. Сборник научных трудов. «Наука». М. 1965г. Т.1.
  33. Эйнштейн А. «Теория относительности». Стр. 410. Сборник научных трудов. «Наука». М. 1965г. Т.1.
  34. Эйнштейн А. «О специальной и общей теории относительности». Стр. 530.Сборник научных трудов. «Наука». М. 1965г. Т.1.
  35. Эйнштейн А. «Мой ответ. По поводу антирелятивистского акционерного общества». Сборник научных трудов. «Наука». М. 1965г. Т.1, стр. 693.
  36. Wallase B.G. Spectroscopy Letters. 1962г. 2(12 стр.361-367).
  37. Филиппов П.И. Описание изобретения к патенту Российской Федерации. RU 2049312. C1 27.11.95. Бюл. №33.
  38. Чанкин В.В., Прытков С.И. Описание изобретения к патенту Российской Федерации. RU 2094761. С1 27.10.97. Бюл. №30.