3. … или лженаука?
Проблемы движения, пространства-времени и тяготения в виртуальной физике составляют предмет исследований специальной (СТО) и общей (ОТО) теорий относительности Эйнштейна. ОТО описывает движение материальных тел или частиц в гравитационных полях, вблизи массивных космических объектов; СТО — в отсутствие таких полей, на достаточном удалении от их источников. Тем самым утверждается, что эти два вида движения существенно различны по физическому характеру.
Движение материальной частицы m вблизи гравитационной массы M (ОТО), схема которого представлена на рис. 1, является связанным посредством силы тяготения F и осуществляется по инерции вдоль геодезических, простейшим случаем которых является окружность. Такое движение обусловлено неевклидовой геометрией (кривизной) пространства вблизи гравитационной массы M. Как в классической, так и в виртуальной физике указанное движение признаётся абсолютным, т. е. допускающим в принципе возможность измерения истинной скорости частицы в пространстве [2].
Движение той же частицы m вдали от гравитационной массы M (СТО) определяется как свободное, также осуществляемое по инерции равномерно и прямолинейно согласно первому закону динамики Ньютона. Такое движение признаётся относительным в том смысле, что скорость его может быть измерена только по отношению к скорости другого свободного тела, принимаемого в качестве инерциальной системы отсчёта.
Проведём простой мысленный эксперимент с планетной системой, представленной на упомянутом рисунке. Будем непрерывно уменьшать силу F, полагая, что тело M излучает энергию-массу в окружающее пространство, заставляя частицу медленно удаляться от центра вращения и уменьшать скорость вращения согласно закону сохранения момента импульса частицы. Очевидно наступит момент, при котором указанная сила практически исчезнет, а частица, став свободной, продолжит, тем не менее, самовращение по удалённой, но той же круговой траектории в силу наличия у неё первоначального сохраняемого момента импульса. Иными словами, характер движения связанной и свободной частицы оказывается одним и тем же — вращательным, изменяются лишь радиус круговой траектории и скорость вращения частицы.
Чтобы снять возможные сомнения на этот счёт, напомним, что момент импульса — это свойство вращения по определению. Если мы говорим о вращении, то оно может быть охарактеризовано величиной момента импульса конечной величины, если мы определяем движение тела как прямолинейное, момент импульса его равен нулю. Другого не может быть. Ибо прямолинейное движение есть вращение тела по траектории бесконечного радиуса r, и не равный нулю момент импульса такого тела означает математическую неопределённость (бесконечности в числителе и знаменателе дроби) величины импульса p такого тела при конечной скорости u движения: p = mur/r.
Таким образом, приходим к следующей простой мысли: вращение является не результатом воздействия на материальную частицу центральной, в частности, гравитационной силы другого тела, а природным свойством её, обусловленным не установленными пока причинами. В рамках виртуальной физики такой причиной может быть упругое (без энергопотребления) взаимодействие свободной частицы с материальной окружающей средой (пространством-временем, мировым эфиром, физическим вакуумом и др.), в рамках классической физики — упругое взаимодействие материальной частицы с собственным физическим или силовым полем, например, согласно следующему обобщённому уравнению динамики Лоренца:
(1) [u/c, K] + mdu/dt = 0.
Здесь второе слагаемое характеризует силу инерции частицы при центростремительном ускорении du/dt, в то время как первое задаёт “упругие” свойства её собственного силового поля: K — модуль упругости или жёсткость поля, u/c — относительная деформация его, u — скорость частицы, c — скорость деформирования силового поля или скорость света.
Сказанное подтверждается наблюдениями: в природе существует один вид движения — абсолютное вращение. В качестве исключения из этого правила иногда приводят движение светового луча в пустоте, однако и оно, как мы знаем, являет собой эталон абсолютного движения. И оказывается, что относительное движение отсутствует в природе как таковое и для СТО в этом мире не существует реальной области применения.
Геометрическое представление физических задач в теории относительности Эйнштейна имеет своим следствием также одно неразрешимое внутреннее противоречие, обусловленное чуждостью для неё (геометрии) базовых физических понятий — силы, массы и энергии. Оказывается, если описывать свойства реального мира геометрией Евклида (СТО), то приходим к понятиям однородного и изотропного пространства-времени, в котором выполняются основные законы реального мира — законы сохранения. При этом, однако, приходится оперировать инерциальными системами отсчёта, которым в реальном мире, как мы видели, нет места. Напротив, неевклидова геометрия искривлённого пространства-времени (ОТО) позволяет оперировать “реальными” неинерциальными системами отсчёта, однако приводит к нарушению законов сохранения импульса и момента импульса в таком мире вследствие неоднородности и неизотропности пространства и к нарушению закона сохранения энергии вследствие неоднородности времени [5].
4. О чём свидетельствует поперечный эффект Доплера?
Упорно культивируется миф о том, что СТО нашла строгое практическое воплощение в описании процессов, происходящих в ускорителях заряженных частиц (рис. 2). И в подтверждение его, как правило, приводят пример хорошо известного и действительно безупречного с позиций опыта эксплуатации ускорителей выражения:
(2) W = W0(1 – u2/c2) – 1/2.
Оно свидетельствует о безграничном росте энергии W частицы в ускорителе с ростом скорости движения по сравнению с энергией W0 покоя частицы. Указанная энергия, как известно, связана с эффективной массой m заряда знаменитым соотношением:
W = mc2 или W0 = m0c2.
Оно устанавливает эквивалентность излучения и вещества при взаимных превращениях, в частности, в процессах аннигиляции и рождения пары электрон-позитрон. Другим фактором в пользу СТО представляется так называемый эффект Доплера для электромагнитного излучения.
Напомним, что СТО Эйнштейна даёт следующие точное и приближённое выражения для подсчёта эффекта Доплера в случае движения в ускорителе излучающего заряда:
v/v0 = (1– u2/c2)1/2[1– (u/c)Cosф] – 1 @ [1– (u/c)Cosф] – 1;
здесь v и v0 — частота излучения движущегося и покоящегося источника излучения соответственно, ф — угол между вектором скорости излучателя и направлением на наблюдателя (см. рис. 2).
Если источник излучения движется на наблюдателя (измерительный прибор 1), угол ф между вектором его скорости и направлением наблюдаемого излучения равен нулю и согласно приближённой формуле прибором фиксируется повышенная частота излучаемого света v > v0. Если источник излучения удаляется от наблюдателя (измерительный прибор 3), то угол ф =1800 и прибор фиксирует пониженную частоту света. При ф = 900 (измерительный прибор 2), и малых (дорелятивистских) скоростях движения заряда наблюдатель фиксирует частоту колебаний, практически совпадающую с частотой колебаний покоящегося источника излучения v = v0.
При релятивистских скоростях движения заряда проявляется и так называемый поперечный эффект Доплера, обусловленный наличием в формуле первого сомножителя. При ф = 900 имеем следующее выражение для оценки этого эффекта:
v = v0 (1– u2/c2)1/2.
Оно прогнозирует снижение регистрируемой частоты излучения при увеличении скорости движения излучателя.
Умножая левую и правую части этого соотношения на постоянную Планка h, получаем:
(3) E = E0 (1– u2/c2)1/2.
Теперь соотношение утверждает, что энергия излучения E = hv, регистрируемая наблюдателем за движущимся источником, оказывается тем меньше энергии E0 = hv0, излучаемой покоящимся источником, чем больше скорость движения источника излучения. Однако такая — обратная — связь между энергией движущегося электрона (2) и энергией его излучения (3) на практике никогда не наблюдается. Более того, — она грубо противоречит характеру и духу физических законов.
5. Кто виноват?
Похожая описанной выше ситуация наблюдается и в других разделах виртуальной физики. Чтобы не утомлять читателя примерами, сошлёмся на авторитетное мнение Р. Фейнмана на этот счёт: “Если вы поглубже вгрызётесь почти в любую из наших физических теорий, то обнаружите, что в конце концов попадаете в какую-нибудь неприятную историю” [6].
Корни этих неприятностей, естественно, уходят в историю развития теоретической физики и, прежде всего, в революционные преобразования начала ХХ столетия. Если говорить об атомной физике, то эти неприятности, на наш взгляд, обусловлены ложностью исходного тезиса, сознательно или в силу недоразумения взятого на вооружение физиками-революционерами и до сих пор кочующего из одного учебника по физике в другой под видом следствия из классической электродинамики Максвелла.
Приводим типичную формулировку злополучного тезиса: “Благодаря наличию центростремительного ускорения у движущихся вокруг ядра электронов они должны непрерывно излучать электромагнитные волны. В результате потери энергии на излучение радиус орбиты электронов должен непрерывно уменьшаться и в конце концов электроны должны упасть на ядро, т. е. с точки зрения классической физики атом в виде планетарной модели вообще существовать не может” [7].