Возникли у меня некоторые вопросы, которые могут показаться смешными для профессионалов, но я и не пишу в специальные издания. Вот мне интересно, есть чисто математическая часть теории и есть её интерпретация в применении к реальности. Вот и возникли вопросы по этому поводу.
ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЛОРЕНЦА.
Какую проблему рассматривал Лоренц? Движение электромагнитного импульса в равномерно перемещающейся системе ( относительно неподвижной системы). Но это, по сути, преобразования Галилея для специфического объекта. Каким образом Лоренц рассматривал данную проблему и из чего исходил?
Электромагнитный импульс он рассматривал как "частицу"(фотон), не имеющую массы( а значит понятие инерции к ней не применимо), перемещающуюся со скоростью света и не имеющую физического размера. Но при таких предпосылках "фотон" настолько сильно отличается даже от электрона, что получив уравнения для движения "фотона", возникает вопрос, а насколько корректно считать, что данные уравнения можно применить к движению электрона, не говоря уже о протоне, нейтроне или систем на их основе, то есть обычных материальных объектах. Что мы имеем (скриншот из интернета):
А вот , для сравнения, преобразования Галилея:
В чём отличие? Математическую часть я обсуждать не буду. Меня интересует логика Лоренца.
1. Вот выдержка из книги Л. Купера "физика для всех":
В принципе все то же самое, что и на предыдущих рисунках. Лоренц ррассматривает электромагнитный импульс как "частицу", перемещающуюся в эфире, обычный подход для физики конца 19 века. Но что значит "частица" не имеющая физического объема( размера), но имеющая определённые координаты в пространстве, как у обыкновенного материального тела? "Фотон" имеет постоянную скорость, тот же электрон может перемещаться в пространсттве с различной скоростью, причём скорости света он иметь не может. Ну а материальный объект вообще может быть неподвижным в движущейся системе. А полученные Лоренцем уравнения применяются ко всем объектам, что странно. Имеются состояния, для которых данные уравнения не применимы, причём как для "фотона", так и для электрона. Для данных состояний ничего нельзя сказать как будут вести себя объекты, исходя из полученных уравнений. Я не буду рассматривать каким образом Лоренц получил конечные уравнения, но хочу отметить, что они получены для перемещения ЭМИ в движущейся системе, по отношению к неподвижной системе. Вот уравнение в упрощённом виде:
Из книги Л. КУПЕРА. И у Лоренца и у Купера, L - есть интервал( расстояние ) от начала координат для объекта в движущейся и неподвижной системах. Ничего, например у Лоренца, не говорится о размере самого объекта, фактически он принимается за математическую точку, не имеющую размера, но имеющую вполне определенные координаты( в математическом пространстве). Вот скрин:
Но из выражения следует, что расстояние проходимое ЭМИ в движущейся системе( икс со штрихом), равно разности между " общим" расстоянием состоящим из расстояния проходимом системой перемещающейся со скоростью v и расстоянием проходимом ЭМИ в движущейся системе, для одинакового промежутка времени. Заменив расстояние пройденное системой за время t, на произведение vt, мы и получаем в конечном уравнении параметры v(скорость системы) и с ( скорость импульса). С точки зрения математики всё верно, но вот с точки зрения физики? Скорость "фотона" не зависит от того, в какой системе он находится. Что в общем то связано с тем, что "фотон" не имеет массы, а следовательно "безинерционен". Для него выражения: (c+v), (c-v) , в соответствии с тем же постулатом Эйнштейна, не имеют смысла в физической реальности. Кроме того, что из себя представляют эль со штрихом и эль? Интервалы( расстояния) от начала координат систем до объекта( точки). Где здесь фигурирует размер объекта?
Почему Лоренц, получив уравнения связывающие перемещения "фотона" в неподвижной и движущейся системах, применяет их к движению электрона и материальных объектов? Физически объекты совершенно разные. Как не рассматривай "фотон" ( частица или волна), но электрон и фотон разные объекты. Из уравнений следует, что интервалы в системах связаны соответствующими уравнениями, но интервалы, а не размеры объекта. Причём принимая что "фотон" не имеет физического размера, как Лоренц может говорить о сокращении размеров электрона в направлении движения системы? Откуда это следует? В уравнениях не фигурируют размеры объектов. Даже если физический объект представить как некий интервал, то что получится? Пусть мы имеем два объекта( точки в математике), которые перемещаются в пространстве с абсолютно одинаковой скоростью и в одном и том же направлении. Расстояние между ними всегда будет одинаковым, независимо от того в каких системах происходит их движение, что очевидно. Если размер объекта представить как интервал, то ясно, что в любой системе он будет одинаков. Так каким образом происходит "сжатие" объекта по Лоренцу? Изменяется, согласно уравнению, интервал от начала координат систем, но не размер самих объектов, да и "фотон", по Лоренцу , "размера" не имеет. Разве что принять, что эфир оказывает "српротивление" движению импульса и он "сжимается".
Почему Лоренц рассматривая движение ЭМИ и получив уравнения, прменяет их к электрону? Причём говорит о "сжатии" электрона. Из уравнений ээто не следует. Далее он точно также говорит о материальных объектах, причем исходит в своих рассуждения из того, что природа ВСЕХ сил электромагнитная и они ведут себя как электрон, то есть "сжимаются" в направлении движения. А нейтрон? Мало того, что из уравнений не следует "сжатие" "фотона( ЭМИ), так почему то такой подход Лоренц использует в отношении обычных объектов.
Конечно можно предположить, что всё связано с наличием, как считал Лоренц, эфира и взаимодействие ЭМИ с эфиром и вызывает все то, о чём говорит Лоренц. Но тогда, если мы принимаем уравнения Лоренца соответствующими физической реальности, то эфир существует и взаимодействует, по крайней мере, с электроном?
Немного о времени. Лоренц вводит понятие " местное время системы", но как он сам пишет, исключительно по причине " красоты и простоты" получаемых в таком случае уравнений. Никакого физического смысла он времени не придаёт, чистая математика.
Эйнштейн также рассматривал движение ЭМИ в пространстве. Всё совершенно аналогично Лоренцу, но:
1. Он отрицал существование эфира, а конечные уравнения имеют точно такой же вид как и у Лоренца. Почему? Всё таки подход различный. Все объяснения Эйнштейна связаны с так называемыми наблюдателями, точнее тем, как они воспринимают происходящее. Но извините, это чистый субъективизм. При таком подходе физическая реальность становится принципиально не познаваемой. Сколько наблюдателей, столько и физических реальностей. Да и однозначного соответствия между восприятием наблюдателем физического явления и его реальным "видом" зачастую просто нет. Поэтому могут возникать различные парадоксы, что и имеет место в " теории относительности". Можно ли говорить о понимании теории основанной на мнении наблюдателей, которых в общем то и нет, а есть представление автора того же мысленного эксперимента. Наблюдателю кажется, что расстояния сокращаются, неподвижный объект перемещается и на этой основе строить теорию и её объяснять? На основе иллюзий? Но тогда это теория иллюзий? О сокращении размеров объектов по Эйнштейну я говорить не буду, слишком долго, да и логика Эйнштейна одна и та же. То же касается и времени. А имеет ли ЭМИ размер. Если рассмотреть радио или телевизионный сигнал, которые в общем виде можно представить как сложный пакет состоящий из ЭМИ то очевидно, что распространясь в пространстве он имеет впоне определенный размер. Например начало и конец излучения антенной импульса умноженное на скорость света, можно принять за линейный размер импульса как единого объекта. Ведь разницы в получаемой информации в конечной( в месте приёма ЭМИ) и в любой точке по пути следования ЭМИ не будет. Но здесь возникают два вопроса: 1. Что является обобщённой координатой импульса? 2. Если время передачи в месте излучения импульса и в месте приёма совершенно одинаково, то как быть с сокращением "размера" импульса? Его нет,так как импульс движется в условно неподвижной системе и уравнения СТО и преобразования Лоренца просто не применимы? Но как тогда быть с замедлением времени для мюонов? Ведь они также перемещаются в "неподвижной" системе и уравнения для них не применимы. А что делать с тем, что расстояние и время связанные параметры? Мы можем говорить, что замедляется время, а расстояние остаётся без изменений, но также можно утверждать, что время постоянная величина, а расстояние "сокращается". Что выбираем? Каким образом применить к движущейся ракете уравнения Лоренца или Эйнштейна, ведь она перемещается в "неподвижном" пространстве? То есть необходимо принять, что скорость движения системы V равна нулю? И что следует из уравнений? Интервалы становятся равными и значения времени также? И что с этим делать? Принять что ракета является перемещающейся системой? А что в итоге мы находим? Параметры движения ракеты в системе, которая ракетой и является? Это как? Вот еще выдержка из кгниги Л. КУПЕРА:
И что это значит? Длина стержня в неподвижной системе, с точки зрения неподвижного наблюдателя, меньше длины стержны в движущейся системе? А Купер физик и Нобелевский лауреат. А каким образом расстояние между излучателями ( диагональное движение импульса в световых часах Эйнштейна) может быть больше ширины часов? Импульс перемещается внутри корпуса световых часов, и не при каких условиях он не может превысить ширину часов, точнее даже половину ширины основания часов. Кроме того, если даже допустить диагональное движение импульса внутри световых часов, то при определённой скорости импульс перестанет попадать на зеркало, так как источник импульса и зеркало закреплены и находятся на одной оси. Про "замечательный" треугольник здесь говорить не буду, кому интересно может почитать статьи на моей страничке. Что касается невозможности синхронизации часов, расположенных в разных точках пространства, то так как время телепередачи одинаково, что на Земле, что на Марсе, что на альфе Центавра, то вполне возможна синхронизация часов исходя из равенства времени телепередачи.
Так как математические уравнения связаны с физикой? Не слишком ли много разночтений и парадоксов. Остальные аспекты я рассматриваю в других статьях на своей странице в Дзене, кому интересно можете почитать.