Продолжение. Начало здесь.
В XIX веке возникло много вопросов к электродинамике. Классическая электродинамика Максвелла оказалась несовместима с классической механикой. Четыре уравнения Максвелла, описывающие электромагнитные явления, оказались не ковариантны к галилеевым преобразованиям координат ГПВ (ГПТК). В то же время в другой, движущейся с.о., сами по себе уравнения Максвелла вполне чувствовали себя "ковариантными", будучи применёнными к реальному опыту. В то время как галилеевы преобразования координат (ГПТК) приводили к совершенно непонятным уравнениям. Более того, были найдены преобразования координат (ПТК), относительно которых уравнения Максвелла оказались ковариантными.
В то же время росли мастерство и точность достигаемых в эксперименте результатов. Эксперименты, поставленные Майкельсоном и Морли (ММ) в 1987 г. с распространяющимся световым лучом, показали, что даже в случае движущегося приёмника точки M'(л) и M'(п) совпадают. И это в опыте совершенно не зависит от состояния движения приёмника и источников. Т.е. принцип относительности соблюдается в полной мере. Более того, скорость света остаётся неизменной в любом ИСО. Но теоретически в Абсолютном ПВ (в частности, ГПВ) добиться всего этого невозможно. Нам остаётся построить другую возможную модель устройства ПВ. И альтернативой может быть только ОПВ.
Графическое изображение ПВ само по себе не изменилось. И графическая картина движения приёмника и источника сигналов не изменились. Изменились свойства этого ПВ. Но все равно в этом случае можно использовать результаты предыдущей статьи:
На Рисунок 1 показан случай иллюстрации одновременности прихода сигнала к наблюдателю в относительном, однородном и изотропном, с т.з. распространяющейся волны, "относительном" ПВ с т.з. находящегося в условно–реальном АСО наблюдателя. Есть ПВ с центром с.о. в т.O и осями координат (t, x), представляющая условное АСО. Имеем два одновременных события Aл (левое) и Aп (правое) как источников одновременных сигналов, синхронизируемых временем АСО, распространяющихся в сторону покоящегося приёмника M. Два сигнала, переданных одновременно от двух равноудалённых источников сигналов Aл и Aп,, с учётом скорости их распространения, приходят в точку нахождения приёмника M одновременно: ∆tл = ∆tп (см. Рисунок 1a). Причём независимо от используемого типа ПВ и скорости движения источников, в соответствии с независимостью скорости распространения волн в АСО (среде) от скорости источников.
На Рисунок 1b показан этот же случай, но только для случая движущегося в АСО приёмника и источников. Объяснение данной иллюстрации не одновременного прихода сигналов к приёмнику абсолютно то же самое, что и в случае ОПВ. Но только внешний наблюдатель может находиться только в АСО.
А чем этот случай отличается от предыдущего? А ответ на этот вопрос скрыт на Рисунок 1c. Дело в том, что, в соответствии с экспериментами ММ и других, в любом ИСО ОПВ сигналы от равноудалённых от приёмника источников приходят к приёмнику с т.з. приёмника одновременно. Правда, в зависимости от типа ОПВ это время может быть различным. На Рисунок 1c сигналы к приёмнику приходят в точке M. Далее будем рассматривать этот рисунок с т.з. наблюдателя АСО. Предположим, что источники сигналов неподвижны в АСО и их мировые линии A'-A' на рисунке вертикальны и не меняют своего положения от состояния движения приёмника. При своём движении они излучают сигналы таким образом, что посланные от них сигналы к приёмнику приходят одновременно. Наша задача найти условия для такого следствия. А условия графически изображены на Рисунок 1b. Для этого потребуем, чтобы время прохождения сигналом пути Aл'M' на Рисунок 1c было равно времени прохождения сигналом пути Aл'M' на Рисунок 1b. Соответственно и для правой точки. Теперь мы можем найти и места расположения точек Aл' и Aп'. Выполним это графически. выполнить следующие действия
1. Для того, чтобы показать, что сигналы пришли к приёмнику одновременно, необходимо, чтобы конечные точки их совпали на линии движения приёмника. Для этого на графике нужно сместить концы траектории сигнальных лучей M'(л) и M'(п) параллельно самим себе в одну точку M' на её траектории. Этим мы получим событие одновременности прихода двух сигналов от источников.
2. Провести через начала лучей A'л и A'п прямую линию. Этим мы получим множество событий одновременности моментов выдачи синхронных сигналов от источников сигналов. Можно сказать, этим способом мы их засинхронизировали в новой с.о. А именно, в парадигме относительного времени.
3. Передвинем полученную конструкцию вдоль линии движения таким образом, чтобы построенная нами прямая линия прошла через начало координат. При этом прямая линия будет новой пространственной осью координат x', проходящей через синхронизированные в новой парадигме точки ПВ, а линия движения приёмника будет временной осью координат.
В результате получим Рисунок 1c модели ПВ с вновь полученными осями координат t' и x', полностью удовлетворяющие принципу относительности даже по отношению к ЭМВ.
4. Напрашивается, что уравнение ПТК, модифицированное с учётом выполненных изменений графического характера, будет примерно следующим:
В написанном уравнении есть два неизвестных. Для начала рассчитаем значение параметра релятивистского v для нашего варианта построения нового ПВ по нашей "графической" технологии и подтвердим её значение, равное v для пространственной оси координат x'. Возьмём расстояние L между источником и приёмником в момент излучения сигнала равной единице, скорость распространения волны c примем равной единице. Тогда время прихода сигнала T к неподвижному приёмнику также будет равной единице. Найдём и другие параметры.
Расстояние и промежуток времени между точками (A'л, М'л) и (A'п, М'п) будут равны
Тангенсы углов наклона φ временной оси координат t' и пространственной оси координат x' будут равны
Для определения значения параметра γ необходимо вычислить высоту точки M' на Рисунок 1c. Её высота однозначно определяется как разность между Dtл и Dtлп:
Учитывая полученные значения параметров, уравнение (1.1) перепишется в следующем виде:
Фактически в результате мы получили преобразования Лоренца, которая играет основную роль в Специальной Теории Относительности (СТО) А. Эйнштейна, созданную им в 1905 году. Но только значение коэффициента релятивизма γ имеет другое значение. У А. Эйнштейна значение этого коэффициента g равно 1/√(1 – v²/c²). В нашей модели её значение оказалось другим, а именно g = 1/(1 – v²/c²). Причиной разницы между этими двумя ПТК является наш графический принцип "конструктивизма" в построении графического алгоритма ПТК. Он "по конструктивному умолчанию" построен на том, что при ПТК длины (и, конечно, эталон продольной(!) длины) не изменяются. Соответственно, нет ни сокращений, ни удлинений размеров линейных объектов при ПТК. Но вот промежутки времени ИСО в АИСО терпят релятивистское замедление с коэффициентом (1 – v²/c²).
Встаёт закономерный вопрос: а что было бы, если бы "конструктивно" приняли, что промежутки времени не замедлялись бы? Но у такого выбора не столь очевидные права на "конструктивизм". Без подробного изложения напишу окончательный результат. Мы бы получили следующие ПТК:
Можете проверить, что эти два ПТК взаимно обратны друг к другу. И свойства промежутков времени и расстояний меняются местами. В силу этого "обратного" конструктивизма данное ПТК получает такое же право на существование, как и прямое.
Этот факт говорит о том, что данные ПТК не ковариантны относительно замены УАИСО на ИСО, поэтому ПВ с такими ПТК можно локализовать и выделить АСО. Конечно, если свойства реального ПВ соответствует этим ПТК. Эти два типа ПТК я называю "дорелятивистскими преобразованиями координат" (ДРПТК). А преобразования Лоренца, являющиеся основой СТО А. Эйнштейна, имеют свою логику графической "визуализации" преобразований координат и эталонов длины и времени.
Можно было бы на этом закончить тему о синхронизации времени в ПВ, но оказалось, что есть продолжение этой темы. Далее оказалось, что время может течь в разных местах по разному, и что синхронизация времени должна быть произведена на основе определения поля метрического тензора gᵢⱼ и определённого на её основе расстояния, названного "интервал", который является моделью физического времени. По этому пути пошёл упомянутый выше А. Эйнштейн и в 1915 году создал на этой основе новую физическую Общую Теорию Относительности (ОТО).