Чиняков Георгий Юрьевич
Преобразования Лоренца – классическая физика.
Постоянство скорости света.
Секрет Полишинеля.---
Преобразования Лоренца в теории относительности – это поправки к преобразованиям Галилея, чтобы подогнать под результаты в классической физике.
Результаты опытов и экспериментов пока оставим в покое, разберёмся с теоретической частью. Откуда растут ноги постоянства скорости света в Специальной Теории относительности, а также замедление времени и искривление пространства. Некоторые считают – это мистическим свойством нашего мира.
Легкий диссонанс люди испытывают при попытке осознать второй постулат теории относительности о постоянстве скорости света.
И если множество опытов не опровергло постоянство скорости света относительно источника, то, как в разных системах отсчета одинакова скорость, ставит в тупик. Но «независимость» скорости света от источника и наблюдателя является следствием перехода от вещественных эталонов к эталону скорости света у Галилея и совершенно из классических представлений… Но это прошло незамеченным.
С тех пор, как ученые стали изучать электромагнитные явления и подходить к скоростям близким к скорости света, делались упорные попытки найти способы перехода из системы наблюдателя в движущуюся систему отсчета. Хотя, казалось бы, задача стоит хоть и сходная, но иная, а именно заменить вещественные эталоны длины и времени на связанные с движением света. Что фактически они и делали…
Что такое преобразования Галилея.
x` = x0 + v* t
У Галилея говорится о переходе из одной Системы отсчета в другую, но нас интересует замена вещественных эталонов
Представим, что мы используем свет для определения положения.
Как будут выглядеть преобразования в этом случае?: Мы измеряем время прихода сигнала от движущегося источника.
Пока свет идёт от источника к наблюдателю, источник переместится за это же время на расстояние v * t.
Классический вариант скорость света складывается со скоростью источника.
x` = x0 + v*t = ( c - v )*t + v*t = c* t
Это переход из системы отсчета с вещественными эталонами к системе отсчета связанной со скоростью света.
Зная время, за которое свет от движущегося источника достигает наблюдателя, мы можем определить его положение, не зная о скорости источника на момент получения сигнала. Заметьте, это классика. Галилей должен получить пальму первенства о независимости скорости света.
Если с искусственного спутника посылается сигнал, достаточно вычислить время прохождения сигнала, умножить на скорость света, то получим удаление спутника на момент прихода сигнала. Чем не проверка классической физики?
И ещё один момент, чтобы перейти к преобразованиям Лоренца.
Эйнштейн предложил для синхронизации часов использовать движение света в прямом и обратном направлении.
Представим, что на концах эталона длины стоят датчики или зеркала. Свет движется от средины эталона до одного и другого конца, можно от одного конца к другому и обратно (это то же самое). Длина эталона 2*x0 , скорость света обозначим в нашей системе отсчёта с. Соответственно эталонное время движения -- ( на картинке L =x)--
t0 = x0 / c .
Из опытов и принципа относительности Галилея и Эйнштейна мы точно знаем, что в нашей системе отчета, скорость света относительно неподвижного источника равна c.
И если наблюдатель находится в движущейся системе, то он тоже будет утверждать, что скорость света c, т.е. пройденное расстояние деленое на время равно этой величине, естественно, от источника находящегося в покое.
Рассматриваем классический вариант, т.е. скорость света складывается со скоростью источника классическим способом.
Посредине эталона находящегося в системе отсчета наблюдателя длиной 2x0 происходит вспышка от источника, который движется со скоростью v.
По мнению наблюдателя, свет к одному концу приближается со скоростью c+ v , а к другому c – v.
x0 = t1 * (c + v) x0 / (c + v) = t1
x0 = t2 * (c –v) x0 / (c –v) = t2
общее время составит : tдв. = ( t1 + t2 ) = 2*x0 * c / (c^2 - v^2) =
tдв - время прохождения эталонной длины наблюдателя в прямом
и обратном направлении светом от движущегося источника,
Теперь обратим внимание на преобразования Лоренца.
Для наглядности, трансформируем уравнения в преобразованиях с учётом перехода от вещественных эталонов к скорости света:
И что у нас получилось?
x` = x0 – t* v = t*c + t*v – t*v = t * c
Вы не поверите… Преобразования Галилея…
Т.е. преобразования Лоренца это танцы с бубнами вокруг преобразований Галилея!
Теперь об опытах.
1) Если вы, например, захотите проверить замедление времени на каком-нибудь искусственном спутнике, посылая сигналы с определённым интервалом и сравнивая их с Земными часами, то вы не обнаружите никакого замедления. Хотя точность атомных часов в тысячи раз больше необходимой точности измерения.
https://dzen.ru/a/Wf-08V9JZ4zDyLGf
2) Ни один космонавт не вернулся моложе своего брата близнеца на Земле (надеюсь, оцените тонкость шутки юмора). Спутники летают годами, а замедления времени не обнаружено. Более того, часы на спутниках идут быстрее чем на Земле. Некоторые утверждают, что сспутники GPS учитывают релятивистское замедление около 7 миллисекунд в сутки... Даже по прикидочным расчётам эта цифра должна быть в районе 90 милисек.
3) Любителям разгонять электроны в ускорителях и мерить скорость фотонов вылетающих из них открою страшную тайну, что электроны не испускают фотоны, это процесс, связанный с взаимодействием зарядов. Тем более в синхротронном излучении электроны со сверхсветовой скоростью взаимодействуют со средой.
4) В опытах М-М вообще работает баллистическая теория, т.е. каждое зеркало является источником.
Итак, тонкая подмена независимости результата вычисления положения тела от скорости на независимость скорости света от источника и наблюдателя с добавлением Эйнштейна, что «Это взаправду...», перенесло бурю из стакана в мировой океан науки!
В натуре, я вам говорю!
Можно ли использовать преобразования Лоренца для расчётов. --ДА, --ведь это классическая физика.
Вывод: Независимо от того, зависит или не зависит скорость света от скорости источника и наблюдателя по факту, преобразования Лоренца с помощью коэффициентов подгоняются под результаты, которые могут быть получены с помощью классической физики. Преобразования Лоренца могут применятся только в паре. Первый столбик вычисления при сближении, второй при удалении источника. Обязательным условием правильности работы преобразований Лоренца является постоянство скорости света (электромагнитного излучения) относительно источника.
Чтобы перейти от Галилея к преобразованиям Лоренца, необходимо произнести волшебное научное заклинание : «Ангидрит твою перекись водорода» -- (пришлось открыть волшебную книгу) –- Да! Пусть скорость света будет постоянной!
Тогда преобразования после заклинания будут выглядеть:
x` = x`0 - v* t = c*t – v *t = t * (c –v)
и с помощью коэффициентов подогнать результат под Галилеевский
x` = c* t
Логика схожа с весёлой задачкой про вес арбузов. Вес – это сила, с которой тела притягиваются к друг другу гравитационными силами. Вес каждого арбуза равен весу Земли. По логике Эйнштейна – все арбузы одного веса! И ведь не поспоришь!!!--
А, если какой либо «знаменитый» учёный скажет, что кто это не понимает, тот дремучий неуч, то большинство так и будут думать и проповедовать. Как в сказке про голого короля!