В настоящей публикации я продолжу обсуждение принципа Маха, начатое в публикации «Принцип Маха. Что останется, если всё убрать?». Напомню, что в 1896 году Эрнст Мах сформулировал набор утверждений, получивших название «Принцип Маха»:
1. Существование пространства и времени неразрывно связано с существованием физических тел. Удаление всех физических тел прекращает существование пространства и времени.
2. Причиной существования инерциальных систем отсчёта является наличие далёких космических масс.
3. Инертные свойства каждого физического тела определяются всеми остальными физическими телами во Вселенной и зависят от их расположения.
В предыдущей публикации я рассмотрел первое утверждение из принципа Маха и предположил, что оно является попыткой подменить рассмотрение физической сути Природы рассмотрением математических абстракций.
Если первое утверждение является набором ничем не обоснованных домыслов, то второе утверждение имеет глубокий физический смысл.
Понятие инерциальной системы имеет в физике большое значение. Напомню, что первый закон Ньютона утверждает, что существуют инерциальные системы, в которых тело может покоиться или двигаться равномерно и прямолинейно, если на него не действуют внешние силы или их действие взаимно компенсируется. Специальная теория относительности утверждает, что все такие инерциальные системы равноправны, а физические явления в них протекают одинаково.
Но так ли всё просто? Действительно ли все инерциальные системы равноправны?
Дело в том, что понятие инерциальной системы является существенным упрощением реальной физической картины. Систему можно считать инерциальной только в том случае, если гравитационные взаимодействия пренебрежимо малы. Любое гравитационное взаимодействие превращает систему в неинерциальную. Именно поэтому возникают различные парадоксы при рассмотрении космического путешествия близнецов или при рассмотрении ведра Ньютона.
По этой причине многие физики убеждены в необходимости некой базовой привилегированной системы отсчета, в которой законы природы записываются в наиболее простом виде. Так Ньютон ввёл понятие Абсолютного пространства. В его понимании Абсолютное пространство является абстрактным понятием привилегированной системы отсчета, которую можно привязать к реальным физическим объектам, таким как далёкие звёзды. В настоящее время при решении ряда физических задач также предлагается рассматривать систему «относительно далёких звёзд».
Именно это интуитивное стремление физиков к привилегированной системе отсчета выразил в своем утверждении Мах.
С этими взглядами прекрасно согласуется открытие реликтового излучения, которое является изотропным, т.е. однородным по всем направлениям, только в системе отсчета относительно далёких звёзд.
Следует отметить, что рассматриваемое утверждение Маха делает все инерциальные системы неравноправными. И это является камнем в огород специальной теории относительности.
С этой точкой зрения Маха можно было бы согласиться, если бы рассматриваемое утверждение звучало несколько скромнее:
«Признаком (или атрибутом) существования инерциальных систем отсчёта является наличие далёких космических масс».
Но Мах допустил ошибку, предположив, что далёкие космические массы являются причиной инерциальных систем. И этим он сделал утверждение полностью бессмысленным.
Как было отмечено ранее, наличие гравитационных взаимодействий превращает систему в неинерциальную. Поэтому, любую систему, содержащую гравитирующую массу, нельзя рассматривать как инерциальную. Поэтому любые космические массы являются причиной не существования, а отсутствия инерциальных систем.
Если далёкие космические массы влияют на физическую систему, то они делают её неинерциальной. А если далёкие космические массы не влияют на физическую систему, то они не могут быть её причиной.
Поэтому рассматриваемое утверждение Маха является ошибочным.
Так одно неверное слово может погубить в целом верную мысль.