2-й способ: Δx' – длина неподвижного отрезка в системе K'; ΔT – интервал времени, измеренный в неподвижной точке системы K. Здесь, как и в предыдущем случае, интервал времени измерен в одной и той же неподвижной точке пространства, а длина отрезка в системе отсчета, где отрезок неподвижен.
Величины, измеренные при этих условиях, являются характеристиками сущности. В то же время, интервалы времени и длины отрезков, измеренные при других условиях, являются характеристиками явлений [4]. Они зависят от условий наблюдения (от угла наблюдения и от скорости относительного движения). По этой причине мы имеем дело с двумя видами скорости: истинной (галилеевой) скоростью относительного движения V инерциальных систем отсчета и наблюдаемой (кажущейся) скоростью vкаж, которая «искажена» из-за изменений параметров светового луча при переходе наблюдателя из одной системы отсчета в другую.
Таким образом, нам удалось записать явное выражение для f через истинную (галилеевую) скорость относительного движения инерциальных систем отсчета (3.6) и найти явный вид преобразования (1.2). Это преобразование называется модифицированным [2]. Оно существенно отличается от преобразования Лоренца. Именно оно должно использоваться для описания релятивистских явлений.
4. Вращательное движение
Мы сделали подробные выкладки в предыдущем параграфе только для того, чтобы по аналогии рассмотреть вращательное движение. Причина в том, что уравнения Максвелла инвариантны относительно преобразования (перехода) из неподвижной (инерциальной) системы отсчета во вращающуюся с постоянной скоростью (неинерциальную) систему отсчета.
Пусть ось вращения неинерциальной системы отсчета совпадает с осью z. Преобразование для этого случая имеет вид:
φ' = φ (1 + f 2(V/c))1/2 – f(V/c) ct/r; r' = r; z' = z; ct' = ct(1 + f 2(V/c))1/2 – f(V/c) rφ/c,
где: V = ω0r; ω0 – угловая скорость вращения неинерциальной системы отсчета.
Для определения угловых скоростей мы расположимся на оси z. В этом случае движение точек вращающейся плоскости будет наблюдаться под углом 90о.
По аналогии с предыдущим параграфом выделим во вращающейся системе отсчета неподвижную точку и будем наблюдать за ее вращением. Нам необходимо найти угловые скорости действительного и кажущегося вращения. Наблюдаемая (кажущаяся) скорость это скорость, искаженная световыми лучами, которые несут информацию о движении. Поскольку точка имеет бесконечно малые угловые размеры, положим Δφ'=0. После несложных преобразований получим:
действительная скорость углового вращения ω0 равна: ω0=Δφ/Δt'=fc/r=V/r;
наблюдаемая (кажущаяся) скорость ωкаж определяется из выражения: ωкаж=Δφ/Δt=fc/r(1+f 2)1/2=V/r(1+ω02r2/c2)1/2=ω0/(1+ω02r2/c2)1/2; где V есть истинная (галилеева) скорость, входящая в модифицированное преобразование.
Из выражений видно, что истинная угловая скорость совпадает с классическим выражением для угловой скорости вращения твердого тела. Что касается наблюдаемой скорости, то здесь имеет место парадоксальный результат. Нам будет казаться (мы будем наблюдать), что внешние слои вращающегося тела имеют меньшую угловую скорость. По этой причине мы будем видеть, что одни слои будут во времени постоянно отставать от других Δφ=Δωкажt, где Δωкаж – разность линейных скоростей соседних слоев, а Δφ – смещение этих слоев друг относительно друга, хотя в действительности тело вращается без смещения слоев.
Если бы величина Δφ не зависела от времени, то наличие этого угла можно было бы объяснить явлением, например, аберрации. Но нарастающее во времени смещение не имеет физического объяснения.
Рассмотрим теперь, что дает нам использование преобразования Лоренца. Будем, следуя Лоренцу, считать, что v есть действительная относительная скорость сопутствующей системы отсчета в точке наблюдения.
f = v/(c2 – v2)1/2.
В этом случае действительная угловая скорость вращения твердого тела равна
ω0 = Δφ/Δt' = v/r(1 – v2/c2)1/2.
Теперь при вращении твердого тела одни слои должны смещаться относительно других Δφ=Δωt, где Δω – разность линейных скоростей соседних слоев, а Δφ – смещение этих слоев друг относительно друга. Таким образом, вращающееся тело должно неминуемо разрушиться. Как с точки зрения физики, так и с позиции здравого смысла этот результат абсурден. Предвидя подобные казусы, Эйнштейн выдвинул гипотезу об отсутствии в физике абсолютно жестких тел. Но она не спасает положения. Те же трудности имеют место и для других f.
Таким образом, ни модифицированное преобразование, ни любое другое не могут дать физически правильного описания вращательного движения. Хотя рассмотренное выше преобразование сохраняет форму уравнений Максвелла неизменной, оно не имеет физического смысла, а потому не применимо для правильного описания физических явлений.
Есть ли выход? Разумеется. Во-первых, для корректного описания явлений следует применять не преобразование Лоренца, а модифицированное преобразование. Во-вторых, при движении тела с переменной скоростью следует использовать «челночный» метод перехода из одной сопутствующей системы отсчета в другую. Этот метод рассмотрен в [2].
5. Ошибка Лоренца
В чем мы видим ошибку Лоренца?
Исходная посылка и конечный результат в выводе преобразования Лоренца противоречат друг другу.
Лоренц и его последователи не исследовали (не искали) класс возможных преобразований, сохраняющих уравнения Максвелла неизменными.
Скорость, входящая в преобразование Лоренца, не соответствует действительной (галилеевой) скорости относительного движения инерциальных систем отсчета.
Преобразование Лоренца использовалось для вращательного движения без физического обоснования.
К этому следует упомянуть о гносеологических ошибках, допущенных А.Эйнштейном.
Неверное изложение пространственно-временных отношений, обусловленное гносеологической ошибкой: интерпретацией явлений как сущностей [4].
Абсолютизация преобразования Лоренца, т.е. неправомерное распространение этого преобразования, которое справедливо только для электромагнитных волн, для всех без исключения физических явлений материального мира.
Это не кризис. Это крах Специальной теории относительности.
Список литературы
Эйнштейн А. К электродинамике движущихся тел. ПСС, т.1, М.: Наука, 1969.
Кулигин В.А., КулигинаГ.А., КорневаМ.В. Новое объяснение релятивистских явлений. НиТ, 2003.
Кулигин В.А., КулигинаГ.А., КорневаМ.В. К столетнему юбилею СТО. НиТ, 2002.
Кулигин В.А., КулигинаГ.А., КорневаМ.В. Физика и философия физики. НиТ, 2001.