Здравствуйте, друзья!
Мне часто приходится проводить параллели между Специальной теорией относительности (СТО) и моей гипотезой. Сегодня хочу представить вашему вниманию одну наглядную визуализацию, которая покажет принцип относительности Эйнштейна на релятивистских скоростях в рамках гипотезы MoND.2019.
Вся анимация, представленная ниже выполнена максимально точно и без подгонки: скорость объектов и фотонов выдержана в необходимой пропорции. Лоренцево сокращение так же соответствует выбранной скорости (при 150 тыс. км/сек, лоренц-фактор=1.155).
Для мысленного эксперимента нам потребуется круглая платформа, на краях которой будут установлены лазеры. Эта платформа будет связана с движущейся инерциальной системой отсчета (ИСО), которая будет перемещаться относительно неподвижной системы отсчета. В рамках СТО нет никакой разницы, из какой системы отсчета будут происходить наблюдения. В рамках гипотезы MOND.2019 тоже нет разницы где будет находиться наблюдатель, все его измерения будут соответствовать СТО. Но согласно этой гипотезы предполагается существование такой системы отсчета, которая представляет собой фундаментальную систему отсчета, связанной с дипольной составляющей реликтового излучения. Если наблюдатель не будет наблюдать дипольной составляющей в электромагнитном спектре реликтового излучения, это будет означать, что он будет находиться в состоянии покоя относительно фундаментальной системы отсчета. Например, в ИСО, связанной с солнечной системой, земные наблюдатели видят доплеровское смещение спектра реликтового фона, эквивалентного движению солнечной системы со скоростью 370 км/сек. Но сейчас не об этом.
Итак, будем считать, что мы находимся в неподвижной системе отсчета, а мимо нас проносится диск с импульсными лазерами. В данной анимации показано лоренцево сокращение в точном соотношении, зависящим от скорости ИСО, которая в данном представлении равна половине скорости света. Движение фотонов (света) рассматривается в неподвижной системе отсчета.
Представим, что одновременно (с точки зрения неподвижного наблюдателя) все лазеры излучили по одному фотону. Видно, что для неподвижного наблюдателя фотоны достигнут противоположного края диска в разное время, другими словами все события произойдут не одновременно. Для наблюдателя, который бы сидел на диске в его центре, события прохождения фотонов тоже были бы неодновременны. Следует обратить внимание, что в обоих ИСО фотоны движутся по прямой.
С точки зрения неподвижного наблюдателя, все фотоны движутся с постоянной скоростью равной ~300 тыс.км/сек, но прохождение фотонов над поверхностью диска займет разное время. Обнаружит ли эту разность наблюдатель, сидящий непосредственно на самом диске?
Поставим себя на место этого наблюдателя, который хорошо знаком с принципом относительности и что скорость света в любых ИСО неизменна.
Для того, чтобы проверить специальную теорию относительности, он немного изменяет конструкцию экспериментальной установки. Вместо лазеров закрепляет на краю диска полупрозрачные зеркала, а в центре диска устанавливает импульсный источник света. Посмотрим на этот опыт со стороны из неподвижной системы отсчета.
Нетрудно заметить, что наблюдатель на диске примет все фотоны с разных сторон в один и тот же момент. Это убедит его, что скорость света в его системе отсчета равна постоянной величине и не зависит от выбранного направления. Где бы не находился центр излучения и приема фотонов относительно диска, они будут приходить через одинаковый промежуток времени и одновременно. Правда количество времени в каждой ИСО будет своим, поскольку оно будет идти с разной скоростью. Только удаленный наблюдатель будет видеть, что скорость фотонов относительно движущейся ИСО будет разная и зависеть от направления. Наверняка возникнет вопрос, а что если наблюдатель на диске захочет измерить абсолютное время, которое затрачивает каждый фотон на прохождение от центра источника до каждого зеркала. Как это ни странно, но наблюдатель на диске во всех случаях получит одинаковое значение временного промежутка для всех направлений.
Связано это с тем, что в любой движущейся ИСО нельзя точно знать, синхронизированы ваши часы или нет, если они находятся в разных местах. Любое перемещение часов в рамках ИСО приводит к возникновению временнόй поправки вперед или назад, в зависимости от направления перемещения. Отдельно об этом рассказано в этой статье.
Вывод
Подводя итоги, следует сказать, что в рамках гипотезы MoND.2019 принцип постоянства скорости света можно заменить следующим утверждением, применив вместо словосочетания "скорость света" - "скорость фотона".
Скорость фотона в фундаментальной системе отсчета равна 299792458 м/с в любом направлении. Реальная скорость фотона относительно любой ИСО, движущейся относительно фундаментальной системы отсчета может иметь различные значения, но не более 599 584 916 м/с и зависит от направления распространения фотона и скорости ИСО относительно фундаментальной системы отсчета.
Измерение скорости разнонаправленных фотонов внутри любой ИСО будет показывать постоянное значение равное 299792458 м/с. Данный принцип полностью согласуется со вторым постулатом СТО о постоянстве скорости света. Предполагается, что невозможно техническими средствами определить разность скорости фотонов относительно своей ИСО.
Спасибо за прочтение! На вежливые вопросы или возражения готов ответить.
Если Вы хотите подробнее узнать о гипотезе МоND.2019, то для ознакомления нажмите здесь.
Михаил Н. Бровкин 26 августа 2020 г.