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 СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ НЕКОТОРЫХ ЗАДАЧ РЕШАЕМЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ЛОРЕНЦА И ДЕФОРМАЦИИ МЕРЫ ЛИНЕЙНЫХ РАССТОЯНИЙ D(rM). Часть 3.

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ НЕКОТОРЫХ ЗАДАЧ РЕШАЕМЫХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ЛОРЕНЦА И ДЕФОРМАЦИИ МЕРЫ ЛИНЕЙНЫХ РАССТОЯНИЙ D(rM)

Часть 3

© С. В. Мельничук

Контакт с автором: osbereg@yandex.ru

В этой работе проводится сравнительный анализ результатов применения деформации меры линейных расстояний и преобразований Лоренца, к решению некоторых, общеизвестных задач релятивисткой физики. Показана противоречивость применения преобразований Лоренца вызванная анизотропией времени.

Специальная теория относительности в своем первозданном виде существует вот уже сто лет. Многие ее выводы неоднократно проверялись экспериментом. Совпадение теоретических следствий СТО с практикой не дает оснований сомневаться в ее первоосновах. В этом смысле существование деформации линейной меры, полученной в Части 2, как решения задачи о вспышке света отличного от преобразований Лоренца, само по себе вызывает недоумение. Либо есть физические причины, по которым деформацию нужно считать не жизнеспособной, либо с помощью этой деформации можно повторить все основные, экспериментально проверенные выводы сделанные на основании СТО. При этом в логике применения преобразований Лоренца должны найтись изъяны, которые незамедлительно проявят себя при проведении сравнительного анализа.

Релятивистский эффект Доплера

Преобразования:

(1)

являются одним из общепризнанных следствий преобразований Лоренца, получившим экспериментальное подтверждение. Однако, (1) также являются прямым следствием деформации линейной меры . Покажем это.

Пусть в покоящейся системе отсчета имеется периодическая структура в виде электромагнитного поля, распространяющаяся вдоль положительного и отрицательного направлений оси . Наблюдатель данной системы отсчета, измеряя линейкой, пространственный период этой структуры, получит некоторое значение . У наблюдателя, движущегося со скоростью , вдоль положительного направления оси , согласно выражению для (), мера линейных расстояний деформирована по закону:

(2)

где, как и прежде, и длина линеек в покоящейся и движущейся системах отсчета. Т.к. показания линеек изменяются в обратное число раз их деформации, то движущийся наблюдатель получит значения, для пространственного периода этой же структуры, следующего вида:

(3)

что в точности совпадает с (1). При (направление распространения сигнала и перемещения движущейся системы отсчета противоположны), (2) переходят в:

(4)

и соответственно

(5)

Эти же рассуждения, не применимы к движущемуся наблюдателю в случае приложений преобразований Лоренца. Воспользовавшись линейкой, длина которой сокращена в раза, по сравнению с линейкой неподвижной системы, он, по мнению покоящегося наблюдателя, неизменно будет получать:

(6)

не зависимо от того совпадают направления распространения сигнала с движущейся системой отсчета, или они противоположны. Таким образом, из данных рассуждений следует, что наблюдатель, по каким то причинам не может пользоваться линейками, для такого рода измерений. В месте с этим, в Части 1 было показано, что эти измерения являются неотъемлемой частью логики преобразований Лоренца для покоящегося наблюдателя (движущийся наблюдатель пользуется линейкой, измеряя одновременно положения событий, находящихся в различных точках его пространства). Это доказывает внутреннюю противоречивость преобразований Лоренца при рассмотрении вопроса о релятивистском эффекте Доплера.

Эти же противоречия, можно получить, не используя в ходе рассуждений процедуры измерений. Рассмотрим, конкретный численный пример. В виду принципиальности рассматриваемого вопроса, расчеты предоставляются в полном объеме.

Пусть в положительном направлении оси , покоящейся системы, в течении излучается электромагнитная волна длины . Для простоты положим . Тогда за это время появится

(7)

пространственных периодов электромагнитного поля, передний фронт которого достигнет координаты (смотри рис.1.). Выясним согласно преобразованиям Лоренца, как этот же процесс будет выглядеть в системе отсчета движущейся в положительном направлении оси , покоящейся системы отсчета, со скоростью , полагая при этом, что на момент инициализации излучения, начала этих систем отсчета совпадали. За время излучения начало движущейся системы отсчета сместится относительно начала покоящейся системы отсчета на расстояние . Следовательно, через начало движущейся системы отсчета, к этому моменту времени, пройдет только

(8)

пространственных периодов электромагнитного поля. Согласно преобразованиям Лоренца, за это время, в движущейся системе отсчета, передний фронт излучения достигнет положения:

(9)

при этом длина волны этого излучения будет равна:

(10)

С другой стороны, положение переднего фронта в движущейся системе отсчета, может быть получено как:

(11)

что находится в противоречии с (9) и полном согласии с логикой - это радиус сферы, получаемый с помощью этих преобразований:

(12)

Релятивистская масса

К понятию релятивисткой массы, довольно простым путем, можно подойти из требования инвариантности такой фундаментальной физической величины как импульс тела. В классической механике, импульс определяется как:

(13)

где - масса тела, измеренная в состоянии покоя. При этом, масса движущегося и покоящегося тела принимаются за равные. К рассматриваемым нами ранее понятиям, таким как, положение материальной точки и интервалы времени, добавляется новая физическая величина - масса. Выполняя поиск процедуры преобразований для пространственно-временных интервалов, априорно полагалось, что остается неизменной физическая суть этих понятий. Она задается набором базовых операций (процедура измерения расстояний и интервалов времени) осуществляемых нами в процессе логических рассуждений. Поэтому, вопрос об инвариантности импульса в ходе рассматриваемых преобразований, сводится к выполнению двух требований:

  1. Выражение (13) должно совпадать по форме, как в покоящейся, так и в движущейся системе отсчета.
  2. В преобразованиях такого рода, физическая суть массы должна находиться, одновременно, в гармонии с логикой покоящегося и движущегося наблюдателей.

Математическим выражением утверждения 1 является запись движущимся наблюдателем импульса в виде:

(14)

Только в этом случае, рассуждения покоящегося наблюдателя и движущегося наблюдателя могут быть сопоставимы. - это те переменные, которые регистрирует и с помощью которых описывает происходящие явления движущейся наблюдатель. Явления, происходящие в движущейся системе отсчета, так же может описывать и покоящийся наблюдатель. Рассмотрим, как будет выглядеть импульс (14), для покоящегося наблюдателя, если он подойдет к рассмотрению этого вопроса с точки зрения своего временного масштаба. Для этого нужно записать в соответствии с преобразованиями Лоренца либо (13,Часть2), что пока будем считать не установленным. Начнем с (13,Части2). Действие этих преобразований нам даст:

(15)

В соответствии с этим (14) перейдет в:

(16)

Рассмотрим случай, когда тело покоится в движущейся системе отсчета, т.е. . Тогда (16), по мнению покоящегося наблюдателя можно представить как:

(17)

Вынос корня из под знака производной в (16), с точки зрения покоящегося наблюдателя необходим, на основании требования инвариантности понятия скорости и соответствует переводу (14) к масштабу времени покоящейся системы. С другой стороны, в покоящейся системе отсчета это тело движется и его импульс равен (13). Поскольку, в (13) и (17) перед скоростью, стоит масса одного и того же тела, рассматриваемая одним и тем же наблюдателем, то:

(18)

(19)

где - принято называть массой тела движущегося относительно начала покоящейся системы отсчета, а - массой тела покоящегося относительно начала движущейся системы отсчета. Как известно, (19) это релятивистское уточнение выражения для импульса (13). Таким образом, в данной задаче, переход от временного масштаба покоящегося наблюдателя, к масштабу времени движущегося наблюдателя, осуществляется внесением корня под знак производной по времени (эффект замедления времени), что в свою очередь переопределяет массу движущегося тела в массу покоящегося тела (тем самым пункт 2. требования инвариантности импульса выполнен). Это свойство преобразований указывает на однозначную и неразрывную связь таких фундаментальных понятий как, масса тел и скорость течения времени.

Установленная взаимосвязь, в свою очередь, указывает на наличие противоречий в случае преобразований Лоренца, поскольку ранее было показано, что в преобразованиях Лоренца время движущейся системы отсчета является функцией угловой переменной (17,Часть1), т.е. скорость его течения относительно времени покоящегося наблюдателя обладает анизотропией.

Что бы явно показать наличие противоречий, рассмотрим движение тела в покоящейся системе отсчета, которое осуществляется под углом к положительному направлению оси , со скоростью . Тело в движущейся системе отсчета будет перемещаться с некоторой скоростью . - как и прежде скорость относительного движения рассматриваемых систем отсчета. Потребуем, что бы к некоторому моменту времени скорость тела относительно движущейся системы обратилась в нуль. Время находим из (17,Часть1) и вычисляем:

(20)

Проводя аналогичные рассуждения, для случая , находим:

(21)

где есть масса покоя. Согласно (17) , величина, стоящая при производной по времени в (20) и (21) должна расцениваться покоящимся наблюдателем, как масса одного и того же тела движущегося со скоростью относительно покоящейся системы отсчета. Мы видим, что они не совпадают между собой и не совпадают с (17), что опять же указывает на противоречивость преобразований Лоренца в данном вопросе.

Выводы

Совпадение многих результатов получаемых с применением двух различных преобразований, может быть частично объяснено тем, что в ходе рассуждений с применением преобразованием Лоренца, совершается логический переход:

(22)

Это реализуется только в частном случае , т.е. тело или череда событий, находятся в плоскости движущейся системы отсчета. Если же время входит под знак производной, то проекция радиус-вектора события или череды событий может принимать значения , ограничение снимается, но только частично. Заметим, что переход (22) является переходом к изотропному времени.

Дата публикации: 29 июня 2006
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.