Сверхсветовое движение материальных тел.
Superluminal motion of material bodies.
«Какие чудеса хранит природа для того исследователя,
который тщательно ищет путь к их раскрытию!»
Ленард П.
Пояснение к обложке книги.
На обложке приведены вещественные и мнимые формы уравнений сверхсветовых преобразований координат пространства и времени. Для пространственно-временного интервала вида dsII форма мнимых преобразований была известна давно еще предшественникам, изучавшим подходы к теории сверхсветового движения. Но вещественную форму записи сверхсветовых преобразований они не знали, потому что не выявили то обстоятельство, что вещественная форма записи сверхсветовых преобразований должна записываться со знаком минус и что эта форма по способу ее получения в СТО является братом-близнецом обычных субсветовых преобразований Лоренца. Естественно, что не найдя этого, предшественники не получили и взаимный переход вещественной и мнимой формы записи сверхсветовых преобразований друг в друга. Вещественная форма сверхсветовых преобразований со знаком минус при использовании интервала dsII была впервые в физике получена мною, поэтому я и назвал такие преобразования минус-преобразованиями.
Для интервала вида dsI на обложке приведены уравнения для вещественных сверхсветовых преобразований координат пространства и времени. При использовании интервала этого вида всем известные Лоренцевы субсветовые преобразования станут мнимыми. На обложке я их не показал.
Первоначально исследователи тогда еще только вновь появившейся СТО оперировали интервалом вида dsI, но быстро его забросили и позабыли, перейдя к использованию интервала вида dsII. Почему забросили и забыли - понятно. Потому что быстро выявили, что при использовании в теории этого интервала наш вещественный мир будет описываться мнимыми преобразованиями. Что сочли не корректным. Но на самом деле оба вида интервала, если их применять для описания мира, вполне идентичны друг другу, и построенные на каждом из них свои теории СТО будут идентичными друг другу. Оба эти интервала просто есть две разные формы описания одного и того же материального мира.
Аннотация.
В работе показано, что масса движущегося материального объекта есть релятивистской инвариант на любой скорости движения этого тела, то есть, не только для скорости, меньшей скорости света, но и для скорости движения как равной ей, так и превосходящей ее.
Получены сверхсветовые преобразования координат пространства-времени и показано, что они являются столь же легитимными преобразованиями, как и обычные субсветовые преобразования Лоренца. Более того, сверхсветовые преобразования образуют группу как сами по себе, так и в совокупности с обычными субсветовыми преобразованиями Лоренца.
Показано, что наш действительный вещественный мир до световых движений вполне может описываться мнимыми числами без какого-либо ущерба для его вещественности. И наоборот, мир сверхсветовых движений вполне может описываться действительными числами, несмотря на свою, якобы, мнимость.
Предисловие.
Сверхсветовое движение материальных тел? Знающий читатель покрутит пальцем у виска и решит, что автор сей книги либо просто не знает физику специальной теории относительности (СТО), либо он чудак, возомнивший о себе что-то этакое... После чего знающий читатель отложит это произведение в сторону и пройдет мимо.
И сделает он это совершенно не ведая того, что однажды сам великий и гениальный физик А. Эйнштейн сделал то же самое. А именно прошел мимо. Прошел в буквальном смысле слова мимо открытия сверхсветового мира. Причем А. Эйнштейн сделал это не единожды. Так что знающий читатель может найти себе утешение в том, что он в этом своем проходе мимо не одинок, а находится в компании с маститым ученым.
Однако же, несмотря на авторитет А. Эйнштейна, целая плеяда выдающихся и просто скромных ученых, упорно возвращалась к теме движения со скоростью, превышающей скорость света, и подготовила, тем самым, основу для постижения этого интересного во многих отношениях вопроса. Благодаря их труду и полученным ими результатам, и автор также осмелился подать здесь свой голос и привнести свою скромную лепту.
Поэтому автор выражает надежду, что если вдумчивый читатель знаком с обстоятельствами изучения научным миром сверхсветового движения, то такой читатель все-таки возьмется за прочтение этой книги, несмотря на ее намеренно вызывающее и шокирующее название.
Предлагаемая вниманию читателя работа предполагает знакомство читателя с основами СТО, основами алгебры, тригонометрии, аналитической геометрии и теории групп. Сложная математика здесь отсутствует. Но вообще без математики здесь никак не обойтись и потому математические формулы здесь все-таки изрядно присутствуют. Если их наличие вызывает некоторое огорчение читателя, то он вполне может пропускать сложные для себя выводы и акцентировать свое внимание только на сопровождающем тексте. Для понимания конечных выводов и результатов это может оказаться вполне достаточным.
Работа носит поисково-исследовательский характер и является четвертой среди подобных работ автора, посвященных изучению обоснованности утверждений эйнштейновой СТО о невозможности движения материальных тел со скоростями, превышающими скорость света.
Предыдущие три работы, это работы «Произвольное движение инерциальных систем отсчета и группа тригонометрических преобразований Лоренца», «Причинные «парадоксы» в Специальной Теории Относительности (краткие история и описание, решение)», «Предел скорости света обусловлен ростом релятивистской инерции? Не смеется ли над нами Природа?».
В представляемой вниманию читателя работе в разделе II показано, что масса движущегося материального объекта есть релятивистской инвариант на любой скорости движения этого тела, то есть, не только для скорости, меньшей скорости света, но и для скорости движения как равной ей, так и превосходящей ее. Тем самым снимается миф о, якобы, мнимой или отрицательной массе движущегося тела при сверхсветовых скоростях его движения.
В разделе III получены сверхсветовые преобразования координат пространства-времени и показано, что они являются столь же легитимными преобразованиями, как и обычные субсветовые преобразования Лоренца. Более того, сверхсветовые преобразования образуют группу как сами по себе, так и в совокупности с обычными субсветовыми преобразованиями Лоренца (см. разделы III - IV).
Более того, оба эти вида преобразований есть "родные братья-близнецы" по способу их получения из принципов СТО и выводятся они из них одновременно. В том числе и по этой причине сверхсветовые преобразования образуют группу как сами по себе, так и в совокупности с обычными субсветовыми преобразованиями Лоренца.
В разделе V показано, что наш действительный вещественный мир до световых движений вполне может описываться мнимыми числами без какого-либо ущерба для его вещественности. И наоборот, мир сверхсветовых движений вполне может описываться действительными числами, несмотря на свою, якобы, мнимость.
В этом же разделе показано, что знаки минус, мнимая единица и величина обратная ей, эти знаки, находящиеся в релятивистских формулах при лоренц-факторе, есть всего только реперы, указатели того, с какой скоростью и в какой из частей пространства-времени Минковского описывается движение материального тела, как изменяется угол поворота осей координат движущегося тела относительно системы отсчета неподвижного наблюдателя с ростом или, наоборот, с уменьшением скорости движения. Эти реперы не являются алгебраическими величинами, изменяющими как-либо физику процесса движения, который поэтому остается неизменным, он не становится ни мнимым в буквальном смысле этого слова, ни отрицательным. Эти реперы указывают только на геометрию движения тела в пространстве-времени Минковского.
В разделе VI работы сверхсветовые преобразования координат пространства и времени получены методами, общепринятыми в специальной теории относительности. Тем самым показано, что эти преобразования есть важная составная часть СТО, часть, описывающая иной, сверхсветовой мир в дополнение к нашему обычному субсветовому миру.
В разделе VII работы показано, что возникающее в эйнштейновой трактовке СТО отрицательное время и связанные с ним причинные парадоксы есть прямой результат игнорирования одного из основных принципов физики – принципа объективности, однородности и необратимости времени.
В разделе VIII работы даны возможная релятивистская динамика при сверхсветовом движении и закон преобразования (сложения) сверхсветовых скоростей, в том числе и в новой тригонометрической форме для произвольного по направлению в пространстве инерционного движения систем отсчетов.
В заключение в разделе IX изложена возможная форма 4-мерных преобразований пространства-времени, включающих сверхсветовые преобразования и образующих с ними единую группу. Что означает соответствие этих преобразований принципу относительности.
Автор надеется, что предлагаемая работа будет понята и принята интересующимся читателем и приведет каждого читающего к его собственным выводам в отношении прочитанного здесь.
Итак, вперед к звездам. К звездам нового знания, и, кто знает, не исключено, что и к реальным звездам окружающего нас Мироздания.
Заключение.
Ну, что же, все те, кто прочел до конца эту книгу все видел сам, а возможно и высчитывал сам, проверяя работу автора. Что не возбраняется, а наоборот приветствуется.
Из аннотации и предисловия к работе ясно, каковы ее наиболее общие результаты. Поэтому на них мы здесь еще раз останавливаться не будем. В заключении мы обратим внимание на некоторых интересных моментах, выявленных по ходу изучения и представления материала.
В разделе 2.2 была подтверждена справедливость известного утверждения о том, что, если тело имеет нулевую массу, то оно движется всегда со скоростью света и не может находиться в покое. Вместе с тем, было показано, вероятно впервые в физике, что обратное утверждение о том, что, если тело движется со скоростью света, то его масса обязательно должна равняться нулю - НЕ ВЕРНО.
Тем самым, из физики релятивистского движения удаляется еще один миф, еще одно голословное утверждение, а именно то, что «если тело движется со скоростью света, его масса обязательно должна равняться нулю». И потому это возражение против возможности движения материальных тел со скоростью света (а значит и большей ее) снимается.
Но масса движущегося тела есть всего лишь один из множества собственных лоренц-инвариантов этого тела. И коли уж мы доказали, что масса не изменяется с ростом скорости движения тела при любом значении скорости, то это означает, что и остальные его собственные значения физических величин (длина в направлении движения, собственное время и т.п.) также не изменяются, то есть не зависят от скорости движения тела. А это обстоятельство снимает любые ограничения, ранее вводимые от имени СТО, на достижение материальным телом скорости света.
В разделе 2.3 было показано, что масса движущегося тела при любой скорости его движения вещественна. И потому данное обстоятельство делает излишним и ненужным априорное введение в теорию СТО мнимой массы.
В разделе III получены сверхсветовые минус-преобразования систем отсчета, вещественные и мнимые, и доказано, что они образуют группу преобразований. Причем, вещественные сверхсветовые минус-преобразования получены, вероятно, впервые в физике СТО. По крайне мере, их аналогов или предтеч при изучении работ предшественников нами так и не было обнаружено, несмотря на достаточно упорный и внимательный поиск.
В разделе 3.4а показано, что скорость света постоянна и для сверхсветовой системы отсчета. Что, вообще говоря, и не удивительно, ибо величина скорости света предопределяется физическими свойствами физического вакуума, по которому и движется электромагнитная (световая) волна, а эти свойства вакуума объективно не зависят от того, с какой скоростью вздумается двигаться наблюдателю, находящемуся в движущейся ИСО.
В разделе 3.5 показано, что сверхсветовые преобразования образуют группу. Для этого потребовалось переуточнить понятие произведения в группе (см. раздел 3.5.1), что не является каким-либо недоразумением или неким запрещенные приемом, ибо то, каково будет произведение в группе, равно как и состав элементов группы, согласно теории групп волен определять сам исследователь. Важно лишь, чтобы такое вновь определенное произведение выполнялось бы для всех элементов группы. Результатом переопределения произведения в группе явилось введение в теорию в качестве элемента группы минус-единичной матрицы I -, взятой в степени (n - 1), где n есть число выполняемых последовательно минус-преобразований Лоренца (см. раздел 3.5.2). Таким образом, группа сверхсветовых минус-преобразований включает в себя особый элемент группы Ĩ = (I -)^(n - 1), который используется при выполнении произведения матриц этих преобразований. В разделе 4.2 было показано, что для общей L± группы движений материальных тел, включающей как суб-, так и сверхсветовые области движений, единичный элемент может быть записан либо как Ĩ = (I ±)^(n - 1), либо как Ĩ = (I -)^(n - 1).
В разделе 4.5 было показано, что определитель обобщенных преобразований L± непрерывно равен 1 при непрерывном изменении скорости v как аргумента, при любых его значениях, лежащих в диапазоне 0 ≤ v < ∞ . Одновременно было показано, что этот определитель существует и равен 1 и при скорости движения, равной скорости света. Что, в свою очередь, означает, что преобразования координат пространства и времени существуют и при скорости v = c, и эти преобразования при такой скорости соответствуют принципу относительности. Таковое обстоятельство подчеркивает еще раз, что сверхсветовое движение материальных тел для скоростей движения, меньших бесконечно большой скорости, является физически состоятельным движением, и, стало быть, может иметь место в мироздании как не противоречащее ее физическим законам. А это означает, что скорость движения материальных тел может быть равной скорости света. Тем самым, мы сняли еще одно ограничение на возможность преодоления материальными телами скорости света при их движении в пространстве-времени. Этим наносится еще один удар по сформировавшемуся в науке ложному мнению о непреодолимости предела скорости света для материальных тел.
Результатом исследований в разделе V является вывод о том, что то, что является априорно вещественным (наш реальный мир до световых скоростей) при определенных условиях может быть описано мнимыми величинами, в то время как то, что многим представлялось не иначе как мнимым (мир сверхсветовых скоростей) при определенных условиях может быть описано вещественными величинами. Иначе, мир сверхсветовых скоростей столь же вещественен, как и мир досветовых движений. или наоборот, мир до световых движений столь же мним, как и мир сверхсветовых скоростей. Показав, что наш реальный вещественный мир до световых движений может быть успешно описан при помощи мнимых величин, мы разрушаем иллюзию мнимости мира сверхсветовых скоростей и соответствующий очередной миф СТО.
Таким образом, оказывается, что символ i мнимой единицы в применении к теории релятивистского движения есть всего лишь чисто математический репер (символ, знак, метка, обозначение) того, что условия движения изменились: если мы, допустим, первоначально находились в до световой области движений, то появление этого символа означает, что мы эту область движения покинули и теперь находимся в сверхсветовой области движений, и наоборот. То есть, этот репер обозначает всего лишь смену физических условий осуществления взаимных движений тела и световой волны и ничего более.
В разделе 5.4 изучался физический смысл знаков минус, плюс и мнимой единицы при релятивистском лоренц-факторе. Было получено, что наличие знака минус при лоренц-факторе в уравнениях сверхсветовых преобразований для x′ и ct′ при движении в I-ом тригонометрическом квадранте 2-мерного пространства-времени Минковского означает ничто иное как изменение с ростом скорости движения угла поворота осей координат x′ и ct′ в направлении, противоположном изменению этого угла для этих же осей при досветовых преобразованиях. Что, в свою очередь, означает, что знак минус в сверхсветовых преобразованиях не означает отрицательность ни координаты x′, ни координаты ct′. Таким образом оказалось, что знак минус – это указатель направления изменения угла поворота осей координат движущейся системы отсчета при увеличении скорости ее сверхсветового движения. То есть, знак минус указывает на геометрию движения сверхсветовой системы отсчета в пространстве-времени Минковского, а не на алгебру ее пространственных и временных координат. Полученный результат имеет значение при рассмотрении теоретических ситуаций с так называемым обратным ходом времени. Соответственно, знак плюс у мнимой единицы в сверхсветовых преобразованиях указывает на такое же движение с ростом скорости v сверхсветовых осей координат, но только во II-ом тригонометрическом квадранте. В целом в разделе V было показано, что любые преобразования, как суб-, так и сверхсветовые, в I-ом и во II-ом квадрантах могут быть получены друг из друга. Ввиду чего, так как правомерность получения обычных субсветовых преобразований Лоренца в I-ом квадранте не вызывает никаких сомнений, то также не может вызывать никаких сомнений и физико-математическая правомерность получения сверхсветовых преобразований как I-ого, так и II-ого квадрантов.
В разделе VI было показано, что сверхсветовые преобразования вполне выводятся также и другими методами, общепринятыми сейчас в СТО. Что также укрепляет еще и с этой стороны легитимность сверхсветовых преобразований. И здесь в разделе 6.2. было обнаружено, что уравнения сверхсветовых осей координат вовсе не такие, как это представлялось ранее. Оказалось, что уравнение для сверхсветовой оси dx′ есть dτ = βdx, а уравнение для сверхсветовой оси dt′ есть dτ = dx/β. В то время как ранее считалось, что эти уравнения записываются наоборот.
В разделе VII было показано, что сверхсветовые преобразования координат могли бы быть открыты уже в первой работе А. Эйнштейна, а также еще раз было показано, что алгебраический знак у преобразования времени нельзя непременно отождествлять с реальным физическим обратным направлением его хода. Добавим, что вся совокупность изложенных нами в этом разделе сведений указывает на то, что никакого физического обратного хода времени в природе не существует.
В разделе VIII, в котором приводятся сведения из релятивистской динамики при сверхсветовом движении, было показано, что уравнения для релятивистских полной энергии и импульса могут быть записаны как со знаком плюс, так и со знаком минус, а кроме того еще и со знаком плюс без какой-либо мнимой единицы. Появление знака минус в формуле для релятивистского импульса послужило для некоторых исследователей основанием утверждать, что тахион, частица, движущаяся со сверхсветовой скоростью, всегда приобретает ускорение, направленное встречно направлению действия на этот тахион внешней силы. И, вследствие этого, тахион будто бы тормозится при воздействии на него ускоряющей силы, и наоборот, ускоряется при воздействии на него тормозящей силы. Однако, таковое заключение для импульса
действующего в направлении, перпендикулярном направлению движения, как очевидно из результатов раздела 8.1, делать никак нельзя, равно как нельзя его делать и для импульса
действующего в направлении движения. Ибо в том же разделе 8.1 было показано, что в этом последнем случае сила f║, воздействующая на тахион, и получаемое им ускорение имеют один и тот же знак плюс. Что означает, что если сила f║, ускоряет тахион, то он будет ускоряться, а вовсе не замедляться. А если эта сила будет замедлять тахион, то он будет замедляться, а вовсе не ускоряться. Тем самым, ликвидируется существующий и поныне в СТО миф о противодействии тахиона воздействующей на него силе. Далее в разделе 8.1 показано, что даже и в этом случае, случае f║, мы могли бы записать эту силу не со знаком плюс, а со знаком минус. Что означает, изменение динамики поведения тахиона при воздействии на него силы по прихоти исследователя, выбирающего ту или иную форму записи уравнения для силы и ускорения. Однако же каждому должно быть ясно, что динамика движения, в том числе и сверхсветового, вполне себе объективна, и потому не может зависеть от произвола исследователя, выбирающего уравнение с тем или иным знаком. Поэтому появление знака минус перед мнимой единицей в уравнении сверхсветового лоренц-фактора в уравнении для силы и ускорения совсем не означает, что динамика движения тахиона вдруг изменилась. То есть, здесь, как и выше, знак минус имеет не алгебраический, а указанный выше геометрический характер.
В разделах 8.2.2 и 8.2.3 показано, что как 4-вектор энергии-импульса, так и его составляющие компоненты, релятивистские полная энергия и обычный 3-мерный импульс, существуют и вполне определены и при v > c, что ранее показывали и другие исследователи, и существуют, но неопределенны для стороннего неподвижного наблюдателя при v = c. Если только в последнем случае не использовать наши тригонометрические преобразования координат пространства и времени.
В разделе 8.3 было показано, что общепринятое утверждение будто знак плюс в основном уравнении релятивистской динамики соответствует субсветовому движению, а знак минус - сверхсветовому, неточно и неполно вследствие отсутствия у исследователей сведений о существовании вещественных минус-преобразований.
В разделе 8.4.2. показан вывод релятивистского закона преобразования сверхсветовых скоростей (а), который существует в теории СТО наряду со всем известным релятивистским законом преобразования субсветовых скоростей (б). Существование в теории СТО закона (а) разрушает сразу несколько мифов, бытующих до сих пор в этой теории. Во-первых, разрушен миф о том, что в системе отсчета неподвижного наблюдателя скорость любого тахиона относительно любого другого тахиона всегда является субсветовой. Во-вторых, разрушен миф о том, что при релятивистском сложении любых двух скоростей результирующая скорость всегда будет меньше скорости света. Что приводит к разрушению еще одного мифа, мифа о том, что скорость света есть непреодолимый предел скоростей движений в физическом мире. Причем, интересно то, что закон (а) может быть получен несколькими независимыми друг от друга способами (в том числе и, вероятно впервые в физике, нашим способом использования гиперболической тригонометрии), что свидетельствует о его (этого закона) далеко не случайном существовании в рамках теории СТО.
В разделе 8.4.3 мы получаем, вероятно впервые в физике, используя наши же тригонометрические преобразования координат пространства и времени, релятивистский закон преобразования сверхсветовых скоростей для случая произвольного по направлению инерционного движения в 3-пространстве систем отсчета друг относительно друга и движущейся в том же пространстве относительно них точки.
Раздел IX посвящен решению одной из труднейших, судя по имеющейся литературе по сверхсветовой СТО, задач по 4-мерным преобразованиям пространства-времени. Показано, что эти преобразования также могут составлять группу, что часто являлось камнем преткновения для разных групп исследователей, отстаивавших ту или иную точку зрения. В этом же разделе (подраздел 9.6) нами были получены, опять-таки вероятно впервые в физике, обобщенные 4-мерные тригонометрические пространственно-временные преобразования. Насколько нам все это удалось, каждый может судить по материалам этого раздела.
В целом результаты данной работы вполне себе необычны, неординарны, и, вместе с тем, достаточно основательны. Вместе с тремя предшествующими работами автора они представляют собой вполне очевидную иную трактовку эйнштейновой СТО. Трактовку, достаточно логично изменяющую и дополняющую существующую СТО и беспроблемно расширяющую ее на область сверхсветовых движений. К тому же, данная работа, вместе с тремя предшествующими, умножает на ноль многие мифы, существующие в традиционной трактовке СТО, мифы, до сих пор препятствовавшие пониманию самой возможности сверхсветового движения материальных тел. Что, вероятно, предоставляет Последователям возможность найти тропинку к звездам. Поэтому автор считает необходимым обнародовать полученные здесь результаты для дальнейшего их изучения и рассмотрения заинтересованным Читателем, способным сделать свои выводы в отношении прочитанного здесь.
Ссылки на статьи по монографии «Сверхсветовое движение материальных тел».
Тахион - ненормальная частица? Tachyon - an abnormal particle?
«Сверхсветовое движение материальных тел». Постоянство массы при
«Сверхсветовое движение материальных тел». Постоянство массы при
«Сверхсветовое движение материальных тел». Постоянство массы при
Ссылки на начальные статьи по моим монографиям:
Сверхсветовое движение материальных тел. О книге
Хэштеги:
#пределскоростисвета, #speedlimitoflight, #массапокоя, #restmass, #релятивистскаямасса, #relativisticmass, #ускорительчастиц, #particleaccelerator, #Эйнштейн, #Einstein, #рядМаклорена, #Maclaurinseries, #релятивистскийимпульс, #relativisticmomentum, #релятивистскаяэнергия, #relativisticenergy, #инерциальныесистемыотсчета, #inertialreferencesystems, #СТО, #STR, #специальнаятеорияотносительности, #specialtheoryofrelativity, #законэквивалентности, #lawofequivalence, #фотон, #photon, #Лоренц, #Lorentz, #преобразованияЛоренца, #Lorentztransformations, #тригонометрическиепреобразования, #Минковский, #Minkowski, #пространствоМинковского, #spaceMinkowski, #плоскостьМинковского, #planeMinkowski, #сверхсветовой, #superluminal, #overlight, #тахион, #tachyon, #сверхсветовоедвижение, #superluminalmovement, #формуласложенияскоростей, #formulaforaddingspeeds, #инвариантностьмассы, #massinvariance, #сверхсветовыепреобразования, #superluminaltransformations, #принципотносительности, #principleofrelativity, #интервалпространствавремени, #spacetimeinterval, #скоростьсвета, #speedoflight, #минуспреобразование, #minustransformations, #группапреобразований, #groupoftransformations, #релятивистскийинтервал, #relativisticinterval, #отрицательноевремя, #negativetime, #обратноевремя, #reversetime, #релятивистскаядинамика, #relativisticdynamics, #supraluminal, #superluminous, #fasterthanlight, #greaterthanlight, #superlight, #ultraluminal, #hyperlight, #ultrafast, #überlicht, #tachion, #superluminique, #taquión, #superlumínicas, #superluminais, #velocidadsuperluminosa, #vitessesuperluminique, #vitessesupraluminique, #überlichtschnell, #Überlichtgeschwindigkeit, #Überlichtantrieb,
Copyright © Платонов А.А. 2022 Все права защищены