Эта статья посвящена абсолютным системам отсчета – АСО. Предыдущая статья Чем отличаются ИСО классической механики от ИСО релятивистской механики и В чем различие между инерциальными, неинерциальными и абсолютными системамиотсчета была посвящена ИСО – инерциальным системам отсчета. Было выяснено, что В ИСО любой материальный объект движется прямолинейно и равномерно, если ни с чем не взаимодействует, а АСО отличается от нее тем, что скорость имеет значение – и имеется одна выделенная система отсчета, в которой движение описывается наиболее просто.
Поскольку в уравнения движения КМН скорость относительно "эфира" как физической модели с.о. не входит, то можно считать, что в ней не существует АСО. По принципу "бритвы Оккама": "Не изобретай дополнительных сущностей".
Эта скорость как абсолютная не входит также и во многие другие разделы теоретической физики, изучающей фундаментальные свойства пространства, времени и материи и не регистрируется в экспериментах. Поэтому можно считать, что и эфира как бы не существует. Хотя это и не доказывает ее отсутствия. Если принять, что все те движения, которые мы наблюдаем в природе, не есть перемещения одних частей эфира внутри эфира как целого, а есть лишь результат последовательных смещений различных состояний волнового движения эфира. А изучая только волновые движения на фоне однородного изотропного эфира, невозможно определить состояние движения самого эфира. Наблюдать можно только зависимость волновых движений от ее неоднородностей (см. ОТО) в форме "оптических" явлений, что отразится в свойствах "волнового" пространства – ее метрике.
Но в СТО и многие другие дисциплины входит фундаментальная скорость распространения взаимодействий c, равная 300 000 000 км/с. Здесь может возникнуть вопрос: а не является ли существование предельной скорости признаком существования АСО? Это вопрос об отношении носителя АСО "эфира" – к СТО. Предельная скорость в уравнениях движения является лишь фундаментальной константой и не привязывается к какой либо конкретной с.о. Тем более, она является скалярным параметром теории, не зависящим от направления движения и скорости ИСО (в пределах допустимого теорией).
Понятие абсолютной с.о. (далее АСО) является чисто физическим понятием. С точки зрения математики в пространстве выделяется некоторая с.о., которая и называется АСО. Под АСО понимается выделенная с.о., в которой законы природы выражаются наиболее просто. Не все законы Природы – а только те, которые в любой другой с.о. будут включать как параметр относительную векторную скорость и положение относительно этой АСО. Все остальные с.о. в этом отношении будут находиться в неравноправных с ним отношениях.
В произвольной галилеевой с.о. наличие АСО может проявляться в наличий некоторого вектора A ⁱ, представляющего собой локальную скорость точки не-АСО относительно АСО, представляющего собой смещение не абсолютной с.о. относительно абсолютной в данной точке и ее поворот. Локально каждая точка ближайшей окрестности точки с координатами (t, r) такой с.о. будет находиться в отношении к АСО в состоянии "движения":
dt' = dt,
dr' = (A ⁱ + v ⁱ)dt,
v ⁱ = A ⁱ + v ⁱ.
В векторе A ⁱ содержится информация об относительной скорости не-АСО относительно АСО в конкретной точке. Примером такого пространства и взаимодействия является любая шероховатая поверхность, по которой движется какой-то объект и подвергается действию силы трения. АСО в этом случае является покоящаяся поверхность трения.
Таким образом, АСО отличается от всех других с.о. тем, что в ней векторное поле относительного движения A ⁱ тождественно равно нулю. С физической точки зрения, все законы природы должны явно зависеть от относительной скорости с.о. в АСО, и/или центральной точки АСО и ее поворота, и наиболее просто они формулируются именно в этом АСО.
Здесь сделаю существенное замечание: классическая механика не предполагает наличия АСО. Ее законы движения, выраженные тремя законами Ньютона, одни и те же в любой ИСО.
В общем случае АСО может иметь произвольную топологическую структуру и метрику. Но среди них выделяются однородные изотропные не искривленные евклидовы пространства. Одну из с.о. можно выделить как АСО на основе какого-либо отличительного физического "эфирного" "скоростного" признака.
ИСО по сравнению с АСО является более общей с.о. Если для АСО именно в АСО законы движения наиболее просты, то для ИСО все ИСО равноправны и во всех них законы движения одни и те же.
И все же понятия ИСО и АСО относительны. Их отличие можно определить некоторым векторным, в общем случае тензорным, полем. При учете этих полей уравнения движения становятся ковариантными относительно произвольных допустимых преобразований координат. И даже более: иногда можно определить преобразования координат более общего вида, делающие даже движущиеся с.о. равноправными с выделенной АСО. Пример – "лоренцевы" преобразования для "волновых" уравнений движения.
Замечание. Не всякая с.о. с определенными на них законами движения, в которых законы движения зависят от скорости, обладают признаками АСО. Например, в электродинамике взаимодействие зависит от скорости м.т., но в них можно определить специальное пространство (Минковского) и ИСО в ней, законы движения в которой будут инвариантны относительно этих ИСО. Для АСО необходимо, чтобы законы движения не были инвариантны относительно преобразований координат, определяющих равномерно движущуюся относительно АСО ИСО.
Кроме ИСО и АСО, можно выделить НСО – неинерциальные системы отсчета. Это противоположности ИСО – даже не взаимодействующие ни с чем м.о. в ней движутся по криволинейным траекториям. Криволинейные траектории не предполагают не прямолинейные траектории – в механике (и физике) все же прямолинейные траектории, но в специальном пространстве, в котором между любыми точками определены "прямые" траектории между ними с условием минимальности расстояния между ними. В общем случае они называются римановыми пространствами или более обще – метрическими топологическими пространствами. Пример такого пространства – поверхность Земли.
Мои странички на Дзен: ВАЛЕРИЙ ТИМИН
Ссылка на мою статью Как написать формулы в статье на Дзен?
Если вам понравилась статья, то поставьте "лайк" и подпишитесь на канал! Если не понравилась – все равно комментируйте и подписывайтесь. Этим вы поможете каналу. И делитесь ссылками в ваших соцсетях!
Если хотите узнать, что обозначает слово или словосочетание, в ОПЕРЕ выделите это слово(сочетание), нажмите правую клавишу мыши и выберите "Искать в ...", далее - "Yandex". Если это текстовая ссылка – выделите ее, нажмите правую клавишу мыши, выберите "перейти …". Все! О-ля-ля!