СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Вход или Регистрация

ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Научно-техническая библиотекаНаучно-техническая библиотека SciTecLibrary
 
Cтатьи и Публикации    Теория Относительности Эйнштейна и ее критика ГОРЯЩИЙ СТЕРЖЕНЬ ’СТО’

ГОРЯЩИЙ СТЕРЖЕНЬ 'СТО'

© Матвеев Вадим Николаевич

E-mail: matwad@takas.lt; тел. +37068257895.

http://www.absolut.skynet.lt.

От автора

В последнее время появилось немало работ, в которых противниками теории относительности предпринимаются попытки раз и навсегда разделаться с неугодной им теорией. Я, автор настоящей статьи, являясь сторонником специальной теории относительности (СТО) и не считая эту теорию ошибочной, воспринимаю все эти попытки как наивные и бесперспективные.

И именно поэтому...

Мне хотелось бы привлечь внимание как сторонников, так и противников СТО к одной из ее неточностей. Быть может, знакомство с этой неточностью поможет понять сторонникам СТО, что ее противники не всегда и не во всем ошибаются. С другой стороны и кто-то из противников СТО, ознакомившись с неточностью, сможет обнаружить, что СТО не противоречит их убеждениям, а напротив, подтверждает их. Я постараюсь показать, что одно из тревожащих скептиков "следствий" СТО ошибочно и не следует из нее.

Упомянутая мною неточность СТО состоит в отождествлении отличающихся друг от друга объектов, которые в действительности не являются тождественными друг другу. Такое отождествление привело к недооценке того обстоятельства, что объект, покоящийся в некоторой инерциальной системе отсчета, и “тот же” объект, движущийся в другой системе отсчета, – это не один и тот же объект, а разные, хотя и очень похожие друг на друга, объекты.

Эйнштейн и его последователи, найдя в релятивизме решение проблем, не придали должного внимания тому факту, что, например, стержень, покоящийся в некоторой системе отсчета, и “тот же” стержень, движущийся в другой системе отсчета, отличается “сам от себя”. Из-за этой невнимательности осталось незамеченным то, что длина движущегося во второй системе остчета стержня меньше длины стержня, покоящегося в первой системе отсчета, не потому, что эта длина относительна (зависит от произвольного выбора системы отсчета), а потому что это разные абсолютные длины разных объектов.

Приверженцы физического релятивизма не смогли (или не пожелали) понять тот элементарный факт, что если достаточно детально описать объект, то все размеры физических величин этого объекта, включая его скорость, приобретают, причем согласно СТО, а не вопреки ей, абсолютный характер даже в безэфирном пространстве. Эта “непонятливость” приверженцев релятивизма создала целый ряд проблем, которые без малого сто лет не дают покоя скептикам, не желающим мириться с обтекаемыми объяснениями того, что строго и непротиворечиво объяснить невозможно.

Данная статья не раскрывает всех проблем СТО, а затрагивает лишь одну из них.

Введение

“Странности” поведения в разных системах отсчета обыкновенных не претерпевающих никаких физических изменений во времени стержней общеизвестны. Согласно СТО длина одного и того же неизменяющегося во времени стержня неодинакова в разных инерциальных системах отсчета. Так, в системе отсчета, в которой стержень движется со скоростью около 260 тыс.км/с, его длина оказывается вдвое меньше длины того же стержня, покоящегося в другой системе отсчета. Нарушая традицию рассмотрения неизменяющихся во времени в одной и той же системе отсчета стержней, рассмотрим длинный стержень, длина которого непрерывно меняется. Сначала рассмотрим поведение такого стержня в системе отсчета L, в которой стержень покоится.

1. Стержень в одной единственной системе отсчета

Рассмотрим, оставаясь в одной и той же системе отсчета L, покоящийся в ней гипотетический тонкий стержень – назовем его стержнем А –, первоначальная длина которого равна 1,5 млн.км. Предположим, что стержень по всей его длине снабжен неповторяющимися различными знаками. Это могут быть произвольно расположенные буквы, цифры, иероглифы и т.д., но, ради удобства, будем считать, что знаки представляют собой прописные, подчеркнутые на одной половине стержня и неподчеркнутые на другой, буквы английского алфавита, размещенные симметрично по отношению к центру стержня, обозначенному знаком +, причем в голове (назовем так, условно, один из концов стержня ) стержня нанесен знак Q, а в хвосте знак Q, т.е. стержень выглядит примерно так:

Рис. 1. Стержень А. Подчеркнутые (справа) и неподчеркнутые (слева) буквы расположены соответственно симметрично. Центр стержня обозначен знаком +

Представим себе, что стержень изготовлен из горючего материала. Предположим, что у концов стержня А размещены воспламенители, которые срабатывают таким образом, что возникшие на концах процессы горения распространяются со скоростью вдвое меньшей скорости света от концов стержня к центру и через некоторое время (через 5 секунд) завершаются точно в его середине, отмеченной знаком +, оставляя от стержня лишь дымок да воспоминание. О срабатывающих таким образом воспламенителях будем говорить, что они срабатывают одновременно. Под стержнем А в дальнейшем мы будем понимать как невоспламененный, так и горящий с двух сторон стержень. “Горящий с двух сторон стержень А” и “невоспламененный стержень А” - это разные наименования отличающихся друг от друга реальностей, входящих в объем более широкого наименования “стержень А”. Иначе говоря, наименование “стержень А” охватывает и невоспламененный, и горящий стержень. В свою очередь наименование “горящий с двух сторон стержень А” также достаточно широко, так как в объем этого наименования входит огромное число нетождественных друг другу кратковременно “существующих” объектов, а также объектов, существующих в течение какого-то времени. Поясню сказанное. После воспламенения объект, существующий в некоторый момент времени (под моментом времени будем понимать промежуток времени – настолько малый, что любыми изменениями длины горящего стержня, происходящими в течение этого промежутка, можно пренебречь) и входящий в объем наименования “горящий с двух сторон стержень А”, отличается от объекта, входящего в объем того же наменования, но существующего в другой момент времени, причем каждый из этих объектов обладает своей длиной. Назовем горящий с двух сторон стержень А, обгоревший со стороны его головы до знака I и со стороны хвоста до знака I, объектом А(*I,I*). Здесь знаки * обозначают процессы горения. В соответствии с вышесказанным, под объектом А(*Q,Q*) мы будем понимать горящий с двух сторон стержень А в момент возгорания концов Q и Q, но не будем подразумевать стержень А до воспламенения концов. Последний следовало бы называть объектом А(Q,Q) (без знаков * процесса горения), но мы не будем делать этого, так как рассмотрение неизменяющихся во времени стержней – это отдельная тема, которую мы в данной статье не затрагиваем. Объект А(*Q,Q*) с только что воспламененными концами “выглядит”, как показано на рис. 2.

Рис. 2. Объект А(*Q,Q*). Знаки * на концах объектов символически обозначают горение концов объекта Объект А(*I,I*), обгоревший с головы до знака I и с хвоста до знака I и объект А(*X,X*), обгоревший с головы до знака X и с хвоста до знака X, имеют примерно следующий вид:

Рис. 3. Два разных объекта: объект А(*I,I*) и объект А(*X,X*).

Наименование “горящий с двух сторон стержень А” включает в себя не только кратковременно существующие объекты, такие как объекты А(*Q,Q*), А(*I,I*), А(*X,X*), но и объекты, существующие в течение продолжительного времени (под продолжительным временем будем понимать любой промежуток времени, достаточно длительный для обнаружения изменения длины горящего стержня), в частности, объект, существующий с момента поджигания стержня А до момента его сгорания или входящий в него объект, существующий с момента появления объекта А(*I,I*) до момента появления объекта А(*X,X*). Ни один из таких объектов нельзя изобразить на бумаге на одном рисунке – каждый из них можно продемонстрировать на киноэкране или на мониторе в “анимационном” виде. Длину такого объекта нельзя передать одним-единственным размером. Длина продолжительно существующего объекта – это множество размеров, соответствующих множеству его последовательных причинно-следственных состояний. Более подробно о продолжительно существующих объектах можно прочитать в книге [1]. В дальнейшем, простоты ради, мы будем рассматривать только кратковременно существующие объекты. Если некоторый заказчик дает наблюдателям системы отсчета L задание измерить длины объектов А(*Q,Q*), А(*I,I*) и А(*X,X*), то наблюдатели, зафиксировав положение горящих концов и убедившись в том, что эта фиксация отвечает условию одновременности, дадут точные значения измеренных длин. Так, если длину объекта А(*Q,Q*) они укажут равной 1,5 млн. км, то длины объектов А(*I,I*) и А(*X,X*) будут иметь другие (меньшие) значения. Ведь объекты А(*Q,Q*), А(*I,I*) и А(*X,X*) – это разные объекты, обладающие разными длинами Сделанное выше замечание о необходимости проверки наблюдателями соответствия фиксации концов стержня в момент измерения длины условию одновременности, вообще говоря, не следует считать необходимым. Вернее полагать, что заказчик, не зная длины объекта, знает, какой объект реален, а какой нет, и не дает наблюдателям задание измерить, например, длину не существующего в системе отсчета L объекта А(*X,W*), где X и W – знаки расположенные несимметрично по отношению к первоначальному центру стержня. Такого объекта наблюдатели системы отсчета L вообще не могут обнаружить, поскольку при одновременном воспламенении стержня и равномерном горении последнего несимметрично (по отношению к первоначальному центру) обгоревший стержень, вид которого показан ниже

,

в принципе не может быть обнаружен в системе отсчета L ни в какой момент времени. Достойным внимания является то обстоятельство, что, давая наблюдателям своей системы отсчета задание определить мгновенную длину конкретного объекта, заказчик может не указывать момента времени, а лишь конкретно (с помощью знаков) описать данный объект. Необходимым моментом времени измерения наблюдатели будут считать тот момент времени, в который они смогут обнаружить данный объект. Это является проявлением того факта, что длина конкретного объекта в данный момент времени зависит не от самого момента времени, а от того, что собой данный объект в данный момент времени представляет.

Итак, если заказчик четко и конкретно укажет объект, входящий в объем наименования “горящий с двух сторон стержень A”, то наблюдатели системы отсчета L, в которой покоится данный стержень, дадут четкие результаты измерения длины в достаточной степени конкретизированного объекта, не запрашивая у заказчика самого момента времени.

2. Тот же стержень в разных системах отсчета

Пусть наблюдатели разных инерциальных систем отсчета измеряют длину стержня А в момент воспламенения его головы в следующих инерциальных системах отсчета: - в системе отсчета L, в которой стержень покоится; - в системе отсчета К, в которой стержень движется со скоростью около 260 тыс.км/с хвостом вперед; - в системе отсчета М, в которой стержень движется со скоростью около 260 тыс.км/с головой вперед. Какие результаты измерений получат наблюдатели разных систем отсчета? Что касается системы отсчета L, то в ней длина стержня A в момент воспламенения его головы практически равна его первоначальной длине, так как концы воспламеняются одновременно, процесс горения только начинается, а концы стержня еще не успевают обгореть. Можно считать, что длина стержня A в момент воспламенения головы (и хвоста), представляющего собой в этот момент объект А(*Q,Q*), равна 1,5 млн.км. Чтобы понять, как воспринимается стержень наблюдателями систем отчета К и М, представим себе, что воспламенители снабжены синхронно идущими в системе отсчета L часами, показания которых доступны для наблюдения и в других системах отсчета. Нетрудно понять, что, так как в системе отсчета L голова и хвост стержня A воспламеняются одновременно, то показания часов воспламенителей в системе отсчета L, в моменты возгорания головы и хвоста стержня A, совпадают,. Известно, что, согласно преобразованиям Лоренца, часы воспламенителей в любой системе отсчета в, которой они, как и поджигаемый ими стержень, движутся с большой скоростью, оказываются идущими несинхронно. В любой момент времени по часам такой системы отсчета часы воспламенителя, летящего впереди стержня, отстают по показаниям от часов воспламенителя, летящего вслед за стержнем. По этой причине в системе отсчета К часы, расположенные у хвоста стержня, показывают время, меньшее, чем часы, расположенные у его головы, и хвост стержня в момент воспламенения головы стержня оказывается еще не воспламенившимся (рис. 4).

Рис. 4. Стержень и часы в системе отсчета К летят вправо. В момент воспламенения головы стержня задние часы (прямоугольник с показаниями в часах, минутах и секундах) показывают время 5 час 32 мин 20 с, передние - 5 час 32 мин 16 с (десятые доли секунды не учтены). Передний конец стержня еще не воспламенился. Лоренцевское сокращение стержня вдоль направления движения на рисунке не показано. Знаки должны быть сплюснуты, стержень укорочен вдвое.

Длина стержня, летящего вперед хвостом, в момент воспламенения его головы соответствует условию Лоренца и равна около 750 тыс.км, однако в силу невоспламененности конца Q такой стержень не входит в объем наименования “горящий с двух сторон стержень А”. В системе отсчета М часы, расположенные у хвоста стержня, показывают время, большее, чем часы, расположенные у его головы, и прилегающая к хвосту часть стержня оказывается в момент воспламенения головы стержня уже изрядно сгоревшей, как это показано на рис. 5.

Рис. 5. Стержень и часы в системе отсчета М летят влево. В момент воспламенения головы стержня передние часы показывают время 5 час 32 мин 20 с, задние - 5 час 32 мин 24 с. Сокращение стержня вдоль направления движения на рисунке не показано. Знаки должны быть сплюснуты, стержень укорочен.

Элементарные расчеты показывают, что длина остатка частично сгоревшего стержня в этой системе отсчета в момент воспламенения головы стержня равна около 525 тыс.км. Если в этот момент времени в системе отсчета М хвост стержня A оказывается обгоревшим до знака K, то можно также говорить, что объект A(*Q,K*) обладает длиной 525 тыс.км.

3. Обратная задача, которую следовало бы назвать прямой

Итак, для того, чтобы определить размеры физических величин быстро изменяющегося объекта необходимо точно описать сам объект. Невозможно измерить длину данного горящего с двух сторон стержня А, не конкретизировав стержень А и не дополнив термин “горящий с двух сторон стержень А” вспомогательными признаками конкретного объекта. Представим себе, что заказчик, желая получить результаты измерения скорости и длины интересующего его объекта, не называя момента времени и не указывая систему отсчета, конкретно указывает объект и дает наблюдателям всех систем отсчета обнаружить указанный им объект и, произведя необходимые измерения, предоставить ему их результаты. Пусть заказчик, например, дает задание наблюдателям всех систем отсчета измерить продольную скорость и длину объекта A(*Q,K*).

Говоря о продольной скорости, будем считать, что заказчик не рассматривает системы отсчета, в которых стержень обладает поперечной, перпендикулярной к нему составляющей скорости. Какие результаты заказчик получит? Нетрудно показать, что наблюдатели ни одной из систем отсчета, кроме наблюдателей системы отсчета М, не обнаружат объекта A(*Q,K*) и не смогут измерить его длины и скорости.

Наблюдатели же системы отсчета М в какой-то момент времени обнаружат указанный объект и, измерив его длину и скорость, дадут заказчику их значения, равные соответственно 525 тыс.км и 260 тыс.км/с, причем сообщат, что объект движется головой вперед. Возможность объективной регистрации объекта A(*Q,K*) в системе отсчета М свидетельствует о реальности объекта A(*Q,K*), реально движущегося со скоростью 260 тыс.км/с и обладающего длиной 260 тыс.км/с, в то время как невозможность его регистрации в других системах отсчета свидетельствует лишь о том, что этот реальный физический объект необнаружим в других система отсчета и, что выбор этих систем отсчета неадекватен цели, состоящей в регистрации именно этого объекта.

Все это свидетельствует о том, что длина и скорость объекта A(*Q,K*) абсолютны и равны соответственно 525 тыс.км и 260 тыс.км/с. Они не зависят от произвольного выбора системы отсчета. В других системах отсчета длины и скорости другие, но они принадлежат не объекту A(*Q,K*), а другим объектам. Выбор же системы отсчета зависит от того, какой из конкретных объектов, входящих в наименование “горящий с двух сторон стержень А”, необходимо зарегистрировать. Чтобы это утверждение стало яснее, обратимся к следующему примеру. Зададимся вопросом, – можно ли считать рельеф одной из бесчисленных (полусферических) сторон лунной поверхности относительным, поскольку произвольно выбирая точку наблюдения, можно изменить и рельеф стороны Луны, которую видит наблюдатель? По-видимому нет.

Конкретный рельеф конкретной (например, обратной для земного наблюдателя) стороны Луны не относителен, а абсолютен, поскольку не он зависит от выбора точки наблюдения, а точка наблюдения зависит от того, рельеф какой конкретно стороны Луны желает увидеть наблюдатель. Относителен не конкретный рельеф конкретной стороны Луны, а абстрактный рельеф абстрактной стороны Луны – стороны Луны вообще, существующей как понятие. Подобным образом обстоит дело и с так называемыми относительными размерами физических величин объекта. Не размер физической величины объекта зависит от выбора системы отсчета, а выбор системы отсчета зависит от того, размер физической величины какого объекта желает измерить наблюдатель. Длина покоящегося и движущегося стержней разная в разных системах отсчета не потому, что она относительна, а потому, что это длины разных объектов.

Причем данное утверждение относится не только к рассмотренным выше изменяющимся вследствие горения стержням, но и к стержням, которые мы считаем не изменяющимися. Более детальное рассмотрение таких объектов показывает, что и по отношению к ним вышеотмеченное остается в силе [1]. И еще об одном. Скорость движения каждых из часов воспламенителей, если их рассматривать независимо, относительна и зависит от произвольного выбора инерциальной системы отсчета, но скорость такого объекта, как “пара пространственно разнесенных часов, имеющих конкретную разницу показаний”, определенна.

В частности, объект, представляющий собой пару часов, имеющих разницу показаний 4,325 секунды, движется со скоростью 260 тыс.км/с, причем отстающие по показаниям часы движутся первыми. В любой другой системе отсчета, где эта пара движется с другой скоростью - это уже не этот, а другой объект, хотя он и очень похож на тот, который движется со скоростью 260 тыс.км/с.

Разница показаний часов объекта, движущегося со скоростью отличной от 260 тыс.км/с, не равна 4,325 секунды. Обратим внимание еще на одно обстоятельство. Если бы наряду со стержнем А мы рассматривали аналогичный стержень В, воспламенители которого сработали бы таким образом, что процессы горения стержня В завершались бы не в средней точке, а, скажем, в точке Z, то объект В(*Q,Q*) оказался бы движущимся, а объект В(*Q,K*) покоящимся. Объект В(*Q,Q*) был бы недоступным для регистрации в системе отсчета, где стержень В покоится, а объект В(*Q,K*), напротив, обнаруживался бы именно в такой системе отсчета.

Литература

1. В.Н. Матвеев. В третье тысячелетие без физической относительности? М., ЧеРо, 2000.

Дата публикации: 27 мая 2002
Источник: SciTecLibrary.ru

Вы можете оставить свой комментарий по этой статье или прочитать мнения других в следующих разделах ФОРУМА:
Свернуть Защита интеллектуальной собственности и авторских прав
Диспуты по темам изобретательства. Вопросы по изобретениям, проблемы на пути изобретателей и методы их решения.
Патентование. Все о патентовании изобретений, полезных моделей, промышленных образцов и товарных знаков.
Нерешенные задачи. Здесь идет обсуждение нерешенных задач: безопорный двигатель, вечный двигатель, преодоление гравитации и пр.
Свернуть Точные науки и дисциплины
Дебаты по Теории Относительности Эйнштейна. Все кому не лень хотят опровергнуть Теорию Относительности Эйнштейна. Вам предоставляется слово для аргументации.
Физика, астрономия, математические решения. Физико-математические вопросы, наблюдения, исследования, теории и их решение.
Физика альтернативная. Новые взгляды на физические законы, теории, эксперименты, не вписывающиеся в общепринятые законы физики.
Teхника, узлы, механизмы, электроника и аппаратура. Все про технику, приборы, детали, узлы и механизмы. Электроника, компьютеры, программное обеспечение. Новые технические решения в самых разных областях.
Биология, Генетика, Все о жизни. Генетика и другие вопросы биологии. Их развитие. Медицина. Биотехнологии, агротехника и сельское хозяйство. Эволюционные теории и альтернативные им.
Химия. Вопросы по химическим технологиям, разработкам и применению химических материалов. Химические элементы и их свойства.
Геология, все о Земле и ее обитателях. Геология, метеорология, антропология, сейсмология, атмосферные явления и непознанные эффекты природы.
Свернуть Мозговой штурм
Генератор решений. Здесь Вы можете заработать реальные деньги, помогая решать фирмам, предприятиям и частным лицам те или иные технические задачи, которые перед ними стоят. Те, кто ставят задачи перед участниками должны обозначить гонорар за ее решение и перевести указанную сумму на общий счет генератора.
Головоломки. Если у Вас есть желание поломать голову над интересными логическими задачами - Вам сюда.
Гипотезы. В этой теме идет обсуждение гипотез и предположений, основанных чисто на теории и логике.
Найди ляп! Этот раздел для тех, кто хочет мысленно расслабиться. Он посвящен задачам по поискам ляпов, которые встречаются в литературе, интернете, кино и на телевидении.
Свернуть Взгляд в будущее и настоящее
Глобальные темы. Вопросы касающиеся всех. Глобальные угрозы и злободневные темы современности.
Наука и ее развитие. Все о развитии науки, направлениях и перспективах движения научной мысли и знаний.
Новая Цивилизация. Принципы социального устройства новой цивилизации. Увеличение роли созидательного интеллекта... Отдалённые перспективы развития человечества...
Вопросы без ответов. Этот раздел посвящен вопросам и проблемам, которые до сих пор не решены. Предлагайте свои решения.
Военная стратегия и тактика современных боевых действий. Об особенностях современного военного искусства. Проблемные вопросы теории и практики подготовки вооруженных сил к войне, её планирование и ведение в различных конфликтах на планете.
Свернуть Гуманитарные науки и дисциплины
Философские дискуссии. Диспуты по вопросам жизни, сознания, бытия и иных философских понятий.
Экономика. Вопросы по экономике и о путях развития России и других стран.
Социология, Политология, Психология. В этом разделе обсуждаются вопросы, как отдельных частных исследований данных наук, так и проблема соотношения этих наук с остальными.
Образование. Все об образовании: как учить, кому учить, чему учить и кого учить.
Религия и атеизм. Вопросы религий и атеистические взгляды, религиозные споры.

Хотите разместить свою статью или публикацию, чтобы ее читали все?
Как это сделать - узнайте здесь.

Назад

 
О проекте Контакты Архив старого сайта

Copyright © SciTecLibrary © 2000-2017

Агентство научно-технической информации Научно-техническая библиотека SciTecLibrary. Свид. ФС77-20137 от 23.11.2004.