Такую статью на русском и на английском языках я разместил на научно- исследовательском портале researchgate.net в октябре 2024 года в виде препринта под названием "To the theory of the visible form of relativistic moving material objects" (DOI: 10.13140/RG.2.2.22744.10240), ссылка https://www.researchgate.net/publication/384712406_To_the_theory_of_the_visible_form_of_relativistic_moving_material_objects.
Работа писалась очень долго и тяжело, потому что пришлось быть в этом вопросе во многом первопроходцем, но слава богу, орешек сей все-таки разгрызен! Зачем мне понадобилась эта работа? Дело в том, что после обобщения преобразований Лоренца до уровня тригонометрических преобразований координат пространства и времени (см. Путеводитель по каналу, а также ссылки, приведенные в перечне литературы ниже), передо мной встала следующая дилемма: теоретически все было безупречно и неопровержимо, но теоретические изыски сами по себе мало что значат, если они не подтверждены каким-нибудь экспериментом. Подумаешь, кто-то там что-то доказал в теории, которую вроде бы как и не опровергнешь, но имеет ли это хотя бы какой-то выход в действительную физическую реальность???
Вот я и нашел, в конце концов, какой эксперимент мог бы либо подтвердить, либо опровергнуть мое обобщение преобразований Лоренца, а заодно и выявит физическую суть самих преобразований Лоренца. Это оказался всем известный эксперимент М. Дюге по фотофиксации движения световых сгустков, испущенных лазером. Который для моих целей оставалось просто модернизировать нужным образом. Что я и предложил в итоге в другой своей работе "К вопросу об экспериментальной проверке преобразований Лоренца и тригонометрических преобразований пространства и времени, обобщающих преобразования Лоренца", которую на русском и на английском языках я также разместил на научно- исследовательском портале researchgate.net в октябре 2024 года в виде препринта под названием "To the question of experimental testing of Lorentz transformations and trigonometric transformations of space and time, generalizing Lorentz transforms" (DOI: 10.13140/RG.2.2.21066.38082), ссылка https://www.researchgate.net/publication/384706927_To_the_question_of_experimental_testing_of_Lorentz_transformations_and_trigonometric_transformations_of_space_and_time_generalizing_Lorentz_transforms/stats.
Но когда я работал над этим упомянутом последним препринте, я понял, что необходимо выявление физических критериев, по которым можно было бы в процессе эксперимента выявить справедливость или ее отсутствие для моего обобщения преобразований Лоренца. Но физические критерии не появляются сами по себе, они выявляются в процессе разработки соответствующей теории. Так и пришлось параллельно заниматься обоими работами одновременно.
Но это все присказка, теперь о сути работы. Работа по необходимости получилась достаточно объемной, в связи с чем все ее содержание может быть не всем интересно. Поэтому настоящих интересующихся результатами я отсылаю к порталу researchgate.net (см. ссылку выше), а здесь совсем кратенько об основных результатах.
Проведенные в данной работе теоретические исследования показывают, что существует разница между теорией видимых форм релятивистски движущихся объектов, построенной на преобразованиях Лоренца (I), и такой же теорией, построенной на обобщенных тригонометрических преобразованиях координат пространства и времени (II). Благодаря этой разнице при проведении экспериментов существует возможность реальной оценки физической состоятельности как одной, так и второй теорий.
Теоретические исследования данной работы показали, что, например, для случая приближения Х-стержня, возможно выделение нескольких критериев, по которым в ходе экспериментов возможно определение правильности, или наоборот, неверности как теории (I), так и теории (II).
Критерий 1.
Согласно теории (I) при угле наблюдения, равном 90°, внешний неподвижный наблюдатель (экспериментатор и его приборы наблюдения) должен видеть в параллельных световых лучах длину приближающегося с релятивистской скоростью Х-стержня как релятивистки сокращенную длину, определяемую преобразованиями Лоренца, явлением запаздывания света, а также и классическим явлением сжатия длин отрезков по направлению движения в случаях разных коэффициентов преломления для двух разных сред распространения световых импульсов.
Собственная длина движущегося Х-стержня, согласно теории (I), никогда не должна наблюдаться.
Согласно теории (II) при угле наблюдения, равном 90°, внешний неподвижный наблюдатель (экспериментатор и его приборы наблюдения) должен видеть как в параллельных, так и в сходящихся световых лучах длину приближающегося с релятивистской скоростью Х- стержня именно как собственную длину.
Так как собственная длина Х- стержня априорно может быть задана по начальным условиям эксперимента, то одного только этого критерия вполне достаточно для определения того, какая из названных двух теорий описывает физическую реальность, а какая нет.
В общем дело обстоит так:
- если при проведении модернизированного эксперимента М. Дюге окажется, что при угле наблюдения равном 90° приборами наблюдения фиксируется собственная длина релятивистски движущегося Х- стержня ( в опыте его роль играют два последовательно движущихся друг за другом по одной прямой световых сгустка, образующих так называемую световую "гантель"), то верным оказывается мое обобщение преобразований Лоренца до уровня тригонометрических преобразований, и, соответственно, можно говорить о том, что физически достоверной оказывается новая иная СТО, построенная с использованием этих обобщающих преобразований.
- если при проведении модернизированного эксперимента М. Дюге окажется, что при угле наблюдения равном 90° приборами наблюдения фиксируется релятивистски сокращенная длина релятивистски движущегося Х- стержня, то верными оказываются преобразования Лоренца. Соответственно, мое их обобщение оказывается физически не состоятельным.
Я не буду здесь писать об остальных, установленных мною еще четырех физических критериях достоверности либо теории (I), либо теории (II). Каждый найдет их, если захочет, в тексте на портале researchgate.net.
Здесь же теперь я просто приведу парочку основных формул.
В первой формуле (А) длина ℓ это и есть релятивистски сокращенная преобразованиями Лоренца длина. В обеих формулах длина ℓʹ есть видимая (наблюдаемая в эксперименте) длина. При угле наблюдения θ = 90º из этих формул четко видно, какой должна наблюдаться в эксперименте видимая длина (критерий 1)
Здесь все сложнее, но поверьте на слово, что и в этом случае существуют определенные критерии проверки (кто не верит, может напрямую обратиться к тексту на портале researchgate.net).
Коротко об условиях наблюдения. Существующая теория (I), построенная на преобразованиях Лоренца, создана, исходя из условия параллельности световых лучей. Однако при проведении эксперимента в тесных лабораториях параллельность световых лучей не всегда может выполняться. В физической реальности здесь могут быть не параллельные, а сходящиеся световые лучи. Но если они сходящиеся, а мы чисто теоретически считаем их параллельными, то неизбежно будет появляться ошибка между предсказанием теории и реально зафиксированным результатом. Что недопустимо, если мы хотим выявить, какая из двух представленных теорий врет, а какая нет. Теории наблюдения за видимой формой релятивистски движущегося тела в сходящихся световых лучах на сей день не существовало, поэтому мне пришлось создавать ее заново.
Ну и на закуску формулы видимой длины приближающегося Y-стержня в тригонометрической СТО.
В случае приближающегося Y-стержня речь идет не только об изменении его видимой длины, но также и об появляющемся видимом наклоне этого стержня к направлению движения, а также и об образующемся в связи с наклоном и видимого сдвига верхнего конца стержня относительно его нижнего конца. Здесь также появляются свои критерии оценки обеих теорий.
Чтобы было понятно, о чем идет речь в случае Y- стержня, приведу следующую веселую картинку.
Все пояснения к этой и другим таким веселым картинкам смотрите на портале researchgate.net. Конечно, кому это интересно.
Итак, на примерах движения твердых стержней, расположенных по оси Ox (вдоль направления движения) и оси Oy, рассмотрена теория изменения видимых (наблюдаемых) размеров, а потому и форм, этих объектов при условии наблюдения с помощью параллельных лучей света. Новым является рассмотрение при условии наблюдения с помощью сходящихся лучей света. И для параллельных, и для сходящихся лучей света рассмотрено движения твердых стержней как при применении преобразований Лоренца, так и при применении их обобщения – новых тригонометрических преобразований координат пространства и времени, впервые полученных автором в 2022 году .
Общим недостатком существующей теории изменения видимых (наблюдаемых) размеров и форм релятивистски движущихся материальных объектов является использование преобразований Лоренца для случаев, при которых угол наблюдения θ не равен точно 0 или 180 градусов, а находится в интервале 0º < θ < 180º. Это недостаток, потому что при нахождении угла наблюдения в указанном интервале должны применяться не преобразования Лоренца, а их обобщение - тригонометрические преобразования координат пространства и времени. И этот недостаток приводит к предсказываемому нами искажению теоретических результатов, основанных на преобразованиях Лоренца, в сравнении с возможными реальными результатами будущих экспериментов.
По моему мнению, теоретические предсказания, основанные на применении тригонометрических преобразований, будут соответствовать, в пределах точности проводимых экспериментов, физической реальности, тогда как теоретические предсказания, основанные на применении преобразований Лоренца, нет.
Поэтому появляется реальная возможность при помощи прямых экспериментов проверить физическую состоятельность обобщенных тригонометрических преобразований координат пространства и времени, и, тем самым, доказать их полезность и необходимость для физической науки. В случае экспериментального подтверждения указанных преобразований получает научную легитимность построение на их основе новой, обобщенной специальной теории относительности, в которой эйнштейнова трактовка СТО, основанная на преобразованиях Лоренца, будет являться частным случаем.
Литература.
(использованная и к чтению)
1a Платонов А.А., «Произвольное движение инерциальных систем отсчета и группа тригонометрических преобразований Лоренца», издательство «Страта», Санкт- Петербург, 2022 г., ISBN 978-5-907476-97-4, 210 страниц.
1b Platonov A., «Arbitrary motion of inertial frames of reference and the group of trigonometric Lorentz transformations», https://www.researchgate.net/publication/374974661_trigonometry_SRT_researchgate_2,
2 Duguay M.A., «Light Photographed in Flight: Ultrahigh-speed photographic techniques now give us a portrait of light in flight as it passes through a scattering medium», Am. Scientist 59 551 (1971); Перевод на русский язык: Дюге М., «Свет, сфотографированный на лету», УФН 109 157 (1973);
3 Duguay M.A., «The Ultrafast Optical Kerr Shutter», Progress in Optics Vol. 14 (Ed. E. Wolf) (Amsterdam: North-Holland Publ. Co., 1976), p. 161.
4 Платонов А.А., «К вопросу об экспериментальной проверке преобразований Лоренца
и тригонометрических преобразований пространства и времени, обобщающих преобразования Лоренца», сайт: https://www.researchgate.net/profile/Alexey-Platonov-2/research
5 Болотовский Б.М., «О видимой форме быстродвижущихся тел», в книге: «Эйнштейновский сборник 1980 – 1981», отв. ред. Кобзарев И.Ю., Москва, Наука, 1985, стр. 142 – 168.
6 Болотовский Б.М., «О видимой форме движущегося тела», в кн. «Эйнштейновский сборник 1986 - 1990», Москва, «Наука», АН СССР, отделение ядерной физики, 1990, стр. 279 – 328.
7 Болотовский Б.М., Малыкин Г.Б., «Видимая форма движущихся тел», УФН, том 189, №10, октябрь 2019 г., стр.1084 – 1103.
8 Угаров В.А., «Фотографирование тел, движущихся с релятивистскими скоростями», в кн. «Эйнштейновский сборник 1973», Москва, «Наука», АН СССР, отделение ядерной физики, 1974, стр. 201 – 206.
9 Малыкин Г.Б., «Применение модифицированного метода Дюге для измерения лоренцевого сокращения длины движущегося тела», УФН, том 191, №10, октябрь 2021 г., стр.1117 – 1121.
10 Аксенов М.С., «Трансцендентально-кинетическая теорiя времени», Харьковъ: Паровая Типография и Литография Зильбербергъ, 1896; современная издание: Аксенов М.С., «Трансцедентально-кинетическая теория времени», Сост., ред. и комментатор С.А. Жигалкин, Москва, «Языки славянских культур», 2011 г., 208 стр., с. 49.
11 Lampa A., «Wie erscheint nach der Relativitätstheorie ein bewegter Stab einem ruhenden Beobachter», Z. Phys. 27 138 (1924).
12 МсСгеаW.H., «The Fitzgerald-Lorentz contraction - some paradoxes and their resolution», Sci. Рrос. R. Dиblin. Sос.(The Scientific proceedings of the Royal Dublin Society) 26 27 (1952).
13 Terrell J., «Тhе сlоск 'раrаdoх'», Los Alamos Document LADC-2842 (1957), unpablished рареr.
14 Terrell J., «Invisibility of the Lorentz Contraction», Phys. Rev. 116 1041 (November 1959).
15 Реnrоsе R., «The apparent shape of a relativistically moving sphere», Math. Рrос. Сатbridge Phil. Sос. 55 137 (January 1959) Рt.1, pp 137 – 139.
Санкт-Петербург, Токсово, Алексей А. Платонов.
16.01. 2024 г. – 04.10.2024 г. E-mail: Lyumen.K.Flammarion@yandex.ru
Copyright © Платонов А.А. 2024 Все права защищены