Поскольку я очень увлечен изучением физических явлений, сегодня хотел продолжить тему визуализации принципов относительности, заложенных в специальную теорию относительности Эйнштейна.
Сегодня посмотрим на то, как может быть реализован принцип одинаковости скорости света в разных системах отсчета. Но при этом с одной стороны мы будем придерживаться постулатов Эйнштейна, а с другой стороны гипотезы MoND.2019, в которой, главная идея заключается в существовании фундаментальной (абсолютной) системы отсчета. Отличие этих систем заключается в том, что скорость света по Эйнштейну неизменна в любых инерциальных системах отсчета (ИСО), а в моей гипотезе - скорость света неизменна только в фундаментальной системе отсчета, а во всех остальных ИСО истинная скорость света может быть разной в зависимости от направления движения ИСО относительно фундаментальной.
Итак, для мысленного эксперимента представим два наблюдателя: Альберта и загадочного Чеширкого кота. Кот будет находиться в фундаментальной (неподвижной) системе отсчета, а Альберт будет двигаться внутри сферы, в центре которого будет находиться источник импульсного света и фотоприемник. Условимся, что стенки внутри сферы покрыты уголковыми отражателями, для того, чтобы фотоны отражались обратно в том же направлении, откуда пришли.
Для начала, рассмотрим случай со сферой и то, что видит и о чем думает внутри нее Альберт. Представим, что в центре произошла вспышка света. Используя свою теорию, он полагает, что фотоны движутся внутри сферы с одинаковой скоростью в любом из направлений. Поскольку наблюдатель в сфере не может видеть, как движутся фотоны на самом деле, то он может только предполагать, как они себя ведут. Вот его представления о том, как распространяется свет внутри сферы. Альберт утверждает, что никаких пространственных искажений нет, а свет летает туда-сюда с одинаковой скоростью, а сама сфера находится в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения согласно 1-го закона Ньютона.
Посмотрим, что видит Чеширский кот, находясь в фундаментальной системе отсчета, относительно которой сфера с Эйнштейном движется на скорости 80% от скорости света.
Лоренц-фактор в этом случае будет равен 1,667. Это означает, что время в системе сферы будет идти медленнее более чем в полтора раза, равно как и продольные размеры сферы сократятся во столько же. Учтем эти два явления в анимации.
Обращаю внимание, что никаких подтасовок (изменение скорости отдельных фотонов в разных системах отсчета и т.п.) в создании анимации я не использовал, все свойства (согласно Спец.Теор.Отн.) были заложены изначально в программу, в которой я делал анимацию!
Итак, вот, что у меня получилось в результате:
Эллипс изображенный красным пунктиром я назвал эллипсоидом Эйнштейна-Лоренца (об этом отдельная статья).
Еще раз акцентирую внимание на то, что зеленым цветом на анимации показано предполагаемое движение фотонов по мнению сидящего в сфере Альберта Эйнштейна, тогда как на самом деле фотоны могут двигаться в фундаментальной (абсолютной) системе отсчета иначе.
Как видно из результатов анимации, события испускания и события возвращения фотонов в центр диска является одномоментными как в системе Чеширского кота, так и у Альберта. Подчеркиваю, что события не одновременные, а одномоментные. В каждой системе отсчета между двумя одномоментными событиями (испускание и возвращение) пройдет разное количество времени.
Мне лично очень нравится наглядность этой анимации. Но это еще не все! Используя такие же вводные данные, я решил сделать анимацию со смещенным относительно центра источником света и посмотреть, что получится. Поскольку мы условились, что внутренняя поверхность сферы покрыта уголковыми отражателями, значит фотоны будут точно возвращаться к источнику.
Предупреждаю, будет немного сумбурно, но главное понять суть. Поскольку источник света смещен и не находится в центре, значит фотоны будут возвращаться к источнику в разное время, это логично вытекает из опытов наблюдений и здравого смысла. Эллипсоид Эйнштейна-Лоренца в этом случае построить не получится, поскольку нарушена центровка источника света.
Смотрим.
В данной анимации следует обратить внимание на факт того, что каждая пара фотонов: наблюдаемый котом (красный) и воображаемый Эйнштейном (зеленый), движущихся по зеленым пунктирным линиям, возвращаются к источнику излучения одномоментно. Поэтому Альберт, используя свои вычисления согласно специальной теории относительности и сверяя их с наблюдениями, будет уверен, что его теория верна.
Этим примером я хотел показать, что его убеждения могут быть некорректными и для описания происходящих процессов достаточно иметь одну фундаментальную систему отсчета, в которой свет движется с фиксированной скоростью, а в других системах отсчета это условие может не соблюдаться. В любом из выбранных вариантов интерпретации результат будет таким же, каким мы его знаем, опираясь на специальную теорию относительности. Кофе будет одинаково сладким, вне зависимости от того, в какую сторону мы будем размешивать сахар: по часовой стрелке или против.
В заключении, хочу сделать одну ремарку. Я считаю Эйнштейна действительно Великим ученым, кто бы что не говорил, а его труды гениальными!
Надеюсь, что статья понравилась, спасибо за прочтение.
На вежливые вопросы и комментарии стараюсь отвечать.
Михаил Н. Бровкин.
