Новое объяснение релятивистских явлений (стр. 5 из 6)
Новый подход к объяснению релятивистских явлений возвращает нас к классической механике Ньютона. Новый подход к релятивистским явлениям затронет и классическую электродинамику. Причина не только в возврате к классическим представлениям о пространстве и времени. К ревизии нас ведут также «побочные» результаты исследований:
Нарушение единственности решения задачи Коши для волнового уравнения [12].
Различие между мгновеннодействующими полями зарядов и запаздывающими полями электромагнитной волны [13].
Математическая некорректность релятивистского вариационного принципа [8], Часть 4.
Теоретическое обнаружение безынерциальных зарядов и токов в проводниках [15], и другие вопросы.
Пересмотр основ классической электродинамики неизбежно приведет к ревизии квантовых теорий (квантовой механики и квантовой электродинамики). Можно ожидать, что физики откажутся от логически противоречивого корпускулярно-волнового дуализма, что будет, наконец, как мы надеемся, сформулирован физический смысл ψ-функции и даны новые объяснения эффектам Черенкова, Мессбауэра и др.
Однако наиболее радикальные изменения претерпят ОТО и струнные теории. Уже сам эйнштейновский принцип эквивалентности тяжелой и инертной масс вызывает, мягко говоря, недоумение [10]. Гравитация и инерция это принципиально разные свойства. Возможно, что при условиях, близких к земным условиям, пропорциональность (а при выборе нужных единиц – равенство) масс имеет место. Однако на каком основании мы можем утверждать, что она имеет место везде и всегда? Подобное «постулирование», мягко говоря, весьма легкомысленный шаг.
Но, если даже игнорировать высказанное выше замечание, евклидовость пространства и единство времени разваливают ОТО до основания. Все эти «черные дыры», «Большие взрывы», многомерные суперпространства, «струны» и «суперструны» являют собой образец оторванной от жизни (эксперимента) схоластики.
Мы не хотим здесь касаться чисто математической стороны вопроса. Возможно, что с точки зрения математиков подобные изыскания имеют под собой смысл. Однако их прикладное значение для физики не только равно нулю, но и вредно. Оно отвлекает силы и средства на «мыльные пузыри». Конечно, можно «побаловаться», склеивая листы Мебиуса из пространственно-временного континуума или бутылочки Клейна, можно «квантовать» пространство и время. Но подобная пустая трата сил и времени для современной физики недопустима. Единственная область, которая может извлечь пользу из подобных теорий, – околонаучная фантастика.
Почти 100 лет апологеты развивали СТО и ОТО в основном теоретически, мало заботясь об экспериментальной проверке и опытном обосновании. Теперь пришло время повернуться лицом к эксперименту.
В свою очередь, мы не считаем наши результаты абсолютно полными и законченными. По этой причине мы остановимся на одном аспекте дальнейшего развития новых представлений.
Не исключено, что электромагнитная волна не окажется особым видом материи, как мы предполагали, а будет представлять собой колебания эфира. Если окажется, что это имеет место, мы можем сформулировать требования к теории, основанной на существовании эфира. Они следующие:
Нельзя отождествлять пространство и эфир.
Должны существовать прямо или косвенно измеряемые параметры эфира (скорость, плотность и др.)
Физические уравнения должны содержать параметры эфира.
Взаимодействие в рамках этих уравнений не должно зависеть от выбора инерциальной системы отсчета наблюдателем.
Уравнения должны удовлетворять принципу Галилея – Пуанкаре.
И, наконец, теория должна быть в согласии с экспериментом.
Анализируя парадоксы СТО, многие критики сравнивают ситуацию в СТО с фабулой сказки Г.Х.Андерсена «Голый король». Это весьма точное сравнение, если под «голым королем» понимать апологетов, стыдливо прикрывающих фиговым листочком математического формализма свое бесплотное физическое «неглиже».
Авторы искренне благодарят Геннадия Петровича Большакова (г.Воронеж) за полезные рекомендации.
Авторы благодарят Николая Куприяновича Носкова за то, что он указал на неточности в данной статье (которые теперь исправлены).
Авторское дополнение
(опубликовано 10 сентября 2003 года)
Прошло немного времени со дня опубликования этой статьи, а мы получили несколько откликов с вопросами и пожеланиями. Для удобства читателей (как новых, так и тех, кто уже ознакомился со статьей) мы решили привести дополнительные материалы для объяснения некоторых проблем.
В нашей статье изложены материалы, подводящие читателей к, так называемой, «точке ветвления». Точка ветвления соответствует положению вещей, когда возникает несколько альтернативных направлений дальнейшего развития теории. Выбор правильного направления затрудняется недостатком теоретической и экспериментальной информации, необходимостью анализа возможных путей развития теории.
Исторически сложились два главных направления.
Теории, опирающиеся, на различные модели эфира (газо-подобная модель, жидкостная модель и твердотельная модель).
Теории, представляющие собой различные модификации гипотезы Ритца.
Мы не сторонники публикации «скороспелых» гипотез. Однако здесь мы отступим от этого правила, исходя из следующих соображений.
Гипотеза не укладывается ни в одно из перечисленных направлений, т.е. является самостоятельной.
Гипотеза логически вытекает из всей совокупности проведенных нами исследований.
Изложение этой гипотезы позволит в едином ключе осветить проблемы, затронутые читателями.
В основе гипотезы лежат два положения.
Волна является самостоятельным материальным объектом. Свойства полей волны (запаздывание) принципиально отличаются от свойств полей электрических зарядов (мгновеннодействие).
Поля и потенциалы электромагнитной волны должны удовлетворять принципу Галилея-Пуанкаре. Иными словами, уравнения Максвелла не должны зависеть от выбора инерциальной системы отсчета и, как следствие, скорость света в любой инерциальной системе отсчета постоянна.
На первый взгляд кажется, что второе условие невозможно соблюсти, исходя из следующих соображений. Как известно, в галилеево-евклидовой метрике имеет место векторное сложение скоростей для инерциальных материальных тел.
| V2 = V1 + V12 | (Д.1) |
Условно связь между различными инерциальными системами показана на рис.4.
Рис. 4. Связь между различными инерциальными системами: K0 – покоящаяся система отсчета; K1 – система, имеющая по отношению к K0 скорость V1; K2 – система, имеющая по отношению к K0 скорость V2.
Обратимся теперь к электромагнитной волне. Как известно, уравнения Максвелла не инвариантны относительно преобразования Галилея. По этой причине мы должны использовать модифицированное преобразование. Именно здесь и возникает проблема.
Суть проблемы в том, что преобразование волновых полей математически описывается с помощью произведений матриц [T(V)], отвечающих модифицированному преобразованию. Использование их, как говорят, «в лоб», ведет к противоречию.
| [T(V2)] ≠ [T(V1)] · [T(V12)] | (Д.2) |
Другими словами, переход из системы K0 в систему отсчета K2 мы можем совершить непосредственно (левая часть неравенства (Д.2)) или же сначала перейти в систему K1, а из нее далее в K2 (правая часть неравенства (Д.2)). Трудность в том, что такие переходы не эквивалентны и приводят к различным результатам в отличие от преобразования Галилея для инерциальных тел. Об этом говорит знак неравенства.
Здесь следует вспомнить одно важное обстоятельство. Мы писали в некоторых наших работах, что волна есть самостоятельный материальный объект, который после своего излучения «живет» своей самостоятельной «жизнью» независимо от дальнейшей «судьбы» источника, породившего волну.
Однако волна в каждой своей точке содержит информацию об излучающем объекте, которую она приобрела в момент излучения (частота, поляризация и т.д.). Эта информация является первичной в системе отсчета, связанной с точечным источником излучения.
Если наблюдатель движется относительно этого источника, то он будет принимать искаженную информацию. Искажения информации будут зависеть только от вектора относительной скорости между системами отсчета излучающего объекта и наблюдателя, а также от угла наблюдения. Искажения не могут и не должны зависеть от того, какими путями наблюдатель переходит из системы K0 в систему K1. Это важное условие в рамках СТО не выполняется.
Изложенному положению о независимости результатов от путей такого перехода соответствует «челночный» метод преобразования, который иллюстрируется рис.5.
Рис. 5. «Челночный» метод преобразования: 1 – переход K0 → K1; 2 – переход K1 → K0 → K2; 3 – переход K0 → K2; 4 – переход K1 → K2
Математически переход из системы K0 в систему K1 записывается с помощью матрицы [T(V1)], переход из системы K0 в систему K2 записывается с помощью матрицы [T(V2)], а переход из системы K1 в систему K2 записывается с помощью матрицы [T], которая равна произведению двух матриц:
| [T] = [T(V1)] · [T(V2)] | (Д.3) |
Такой подход интересен тем, что электромагнитная волна излучается только безынерциальными зарядами и токами [15]. Эти заряды и токи удовлетворяют однородному волновому уравнению. Следовательно, правая часть уравнений Максвелла подчиняется тем же преобразованиям, что и поля электромагнитной волны. Это весьма важное обстоятельство.