В этой работе я покажу почему критерий синхронности Эйнштейна не является всеобщим критерием, а выполняется только в частном случае; покажу какой противоречивой является синхронизация неподвижных и движущихся часов; и покажу как использование принципа постоянства скорости света приводит к двум разным результатам.
Предлагаю вам вместе со мной перечитать работу Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел». Вот, что Эйнштейн пишет в §1:
Если в точке А пространства помещены часы, то наблюдатель, находящийся в А, может устанавливать время событий в непосредственной близости от А путём наблюдения одновременных с этими событиями положений стрелки часов. Если в другой точке В пространства также имеются часы (мы добавим: «точно такие же часы, как в точке А»), то в непосредственной близости от В тоже возможна временная оценка событий находящимся в В наблюдателем. Однако невозможно без дальнейших предположений сравнивать во времени какое-нибудь событие в А с событием в В; мы определили пока только «А-время» и «В-время», но не общее для А и В «время». Последнее можно установить, вводя определение, что «время», необходимое для прохождения света из А в В, равно «времени», требуемому для прохождения света из В в А. Пусть в момент t(A) по «А-времени» луч света выходит из А в В, отражается в момент t(B) по «В-времени» от В к А и возвращается назад в А в момент t’(A) по «А-времени».
Часы А и В будут идти, согласно определению, синхронно, если
t(B) - t(A)=t’(A) - t(B). Конец цитаты.
Эйнштейн считает, что этот критерий справедлив и, что с его помощью можно проверить синхронность хода любой пары часов. Давайте, проверим, как на самом деле работает критерий Эйнштейна.
Допустим, что часы А и В синхронны, но показывают разное друг с другом время, например, часы А показывают время на 4 часа меньше чем часы В; и пусть расстояние между точками А и В свет преодолевает за 1 час; пусть также в момент излучения света t(A) часы А показывают 1 час 00 минут, тогда часы В в момент отражения света в В покажут 6 часов 00 минут (1 + 1 + 4=6), следовательно
t(B) - t(A)= 6 - 1= 5 часов, а t’(A) - t(B)=1 + 2 - 6 = -3 часа.
5 ≠ -3, по критерию синхронности Эйнштейна выходит, что часы А и В не идут синхронно, но по условию задачи часы А и В синхронны. Что это, если не ошибка?
Другой пример: Эйнштейн в §1 нигде не выдвигает никаких требований к часам А и В, поэтому мы можем допустить, что часы А и В не идут синхронно друг с другом, и что в момент прихода света в точку В, часы В показывают время
t(B)=t(A) + L/c, и в этом случае часы А и В по критерию Эйнштейна будут считаться синхронными, а на самом деле - нет. Вот вам и вторая ошибка.
Доверять этому критерию, можно только в одном случае, когда часы А будут предварительно синхронизированы с часами В, и будут показывать одинаковое друг с другом время. Можно ли быть уверенным на 100% в том, что умозаключение верное в частном случае будет справедливым и в более общем случае?
Далее к спорному критерию синхронности Эйнштейн добавляет спорную синхронизацию неподвижных и движущихся часов. Посмотрите как просто, без лишних подробностей и уточнений он об этом пишет:
Представим себе, что к обоим концам стержня (А и В) прикреплены часы, которые синхронны с часами покоящейся системы, т.е. показания их соответствуют «времени покоящейся системы» в тех местах в которых эти часы как раз находятся; следовательно, эти часы «синхронны в покоящейся системе».
Представьте себе, стержень с часам движется, и не смотря на это, часы неподвижного наблюдателя будут синхронны с движущимися часами? Но такой результат явно будет противоречить явлению релятивистского замедления времени.
Получается замкнутый круг, если для неподвижного наблюдателя движущиеся часы А и В синхронны с неподвижными часами, то релятивистского замедления времени не может быть, а если релятивистское замедление существует, то тогда невозможно чтобы часы А и В на движущемся стержне были синхронны с неподвижными часами. Эти два утверждения не совместимы друг с другом. А Эйнштейн не видит это, и уже в следующем абзаце пишет:
Представим далее, что у каждых часов находится движущийся с ними наблюдатель и что эти наблюдатели применяют к обоим часам установленный в §1 критерий синхронности хода двух часов. Пусть в момент времени t(A) из А выходит луч света, отражается в В в момент времени t(B) и возвращается назад в А в момент времени t’(A). Принимая во внимание принцип постоянства скорости света, находим
t(B) - t(A)=L/(c - V) и t’(A) - t(B)=L/(c + V),
где L - длина движущегося стержня, измеренная в покоящейся системе.
Итак, наблюдатели, движущиеся вместе со стержнем, найдут, что часы в точках А и В не идут синхронно, в то время как наблюдатели, находящиеся в покоящейся системе, объявили бы эти часы синхронными. Конец цитаты.
Но этим он только преумножает ошибки.
Он пишет: принимая во внимание принцип постоянства скорости света, находим
t(B) - t(A)=L/(c - V) и t’(A) - t(B)=L/(c + V).
Вероятно, наблюдатели на стержне пришли к этим результатам следующим образом: принцип постоянства скорости света применил неподвижный наблюдатель, а так как показания часов на движущемся стержне соответствуют «времени покоящейся системы» в тех местах в которых эти часы как раз находятся, то наблюдатели на стержне «видят», что часы А и В не идут синхронно.
Но, во-первых, мы этот случай с неподвижными и движущимися часами уже рассмотрели выше, а во-вторых, если наблюдатели на стержне сами применят принцип постоянства скорости света, то получат, что время движения света из точки А в точку В будет равно времени движения света из точки В в точку А. Следовательно, часы А и В для наблюдателей на стержне будут идти синхронно друг с другом.
Поэтому, вот это умозаключение Эйнштейна: «итак, наблюдатели, движущиеся вместе со стержнем, найдут, что часы в точках А и В не идут синхронно …» － будет ложным, так как для обоих наблюдателей часы в точках А и В будут синхронными.
А без этого умозаключения не может возникнуть явление относительности одновременности. А без него нет нужды в разработке теории преобразования координат и времени. А без таких преобразований не может быть речи ни о релятивистском замедлении времени, ни о релятивистском сокращении длины движущегося тела, ни о существовании предельной скорости движения тел.
Надеюсь, что мне удалось это доказать.
