Теория относительности А. Эйнштейна в качестве физической реальности представляет деформации тел и пространства, а также изменение течения времени, происходящие в зависимости от скорости движения одной физической системы относительно какой-либо иной физической системы. Теоретическую основу для таких представлений дают преобразования координат и времени, выведенные Х. Лоренцем. Согласно преобразованиям Лоренца, течение времени и ход часов, а также длины всех предметов в направлении движения и расстояния между ними, то есть и само пространство, должны изменяться при переходе от покоящейся инерциальной системы отсчёта (ИСО) в движущуюся.
Однако длины тел, их масса, время движения – это физические параметры и вывод законов их изменения в зависимости от скорости относительного движения посредством преобразований координат принципиально невозможен, поскольку очевидно, что из математической процедуры преобразований координат новые физические законы не выводят. А потому рассмотрим, возможно ли преобразованиями Лоренца обосновать гипотетические деформации тел и пространства.
Вывод своих преобразований Лоренц начал с подстановки коэффициента (γ) в прямое и обратное преобразования Галилея
величина которого и определяет, во сколько раз изменяются физические параметры (время, координаты и длины тел) при переходе от покоящейся системы отсчёта в движущуюся.
Важной особенностью является то, как именно Лоренц ввёл коэффициент: умножил на него правые части и прямого, и обратного преобразования Галилея, вместо того чтобы в обратном преобразовании (2) подставить величину, обратную коэффициенту γ:
Обратное преобразование (3) является действительно обратным прямому преобразованию (1), поскольку соответствует переходу из движущейся системы отсчёта обратно в покоящуюся. Обратное преобразование (2) предполагает обращение движения систем отсчёта (рис. 1), вследствие чего оба преобразования (1) и (2) проводятся из покоящейся системы в движущуюся.
Обращение движения невозможно принять, если одну из систем связать с эфирной средой, ввиду абсолютности движения относительно эфира всех тел. Тела приобретают скорость движения относительно эфира, а не эфир относительно тела. Обращение движения соответствует истинному принципу относительности Эйнштейна, исключившему эфир из физической картины мира. В связи с этим вряд ли можно утверждать, что Лоренц вывел свои преобразования с целью обеспечения инвариантности уравнений Максвелла, предполагавших существование выделенной покоящейся системы отсчёта.
С другой стороны, именно преобразование (2), а не (3) позволяет вывести выражение для коэффициента преобразований
которое Лоренцу было известно заранее из обоснования опыта Майкельсона-Морли и которое сам Лоренц использовал для объяснения результата этого опыта – объяснения, основанного на сокращении продольного плеча интерферометра Майкельсона и замедлении времени. Так что, скорее всего, Лоренц выводом новых преобразований пытался получить теоретическое обоснование как для коэффициента (4), так и для объяснения этого опыта лоренцевым сокращением длины.
Заметим, так как коэффициент (4) всегда больше единицы, координаты и длины тел в движущейся системе возрастают. Поскольку о лоренцевом сокращении уже не могло идти речи, дальнейших перспектив своих преобразований Лоренц, скорее всего, уже не видел. Но их увидел Эйнштейн, построивший на лоренцевом сокращении длины свою теорию в противоречие преобразованиям Лоренца [1]. Как Эйнштейн посредством софизмов перевернул с ног на голову результат преобразований координат Лоренца и тем самым обосновал гипотетическое сокращение длин тел и пространства в движущихся системах рассказано в [2, с. 95], [3].
Невозможность обоснования гипотетических изменений длин тел и пространства в каких бы то ни было преобразованиях координат следует из формулы измерения длины
Причина в том, что изменения в пространстве и длинах тел движущейся системы должны отражаться на принятых значениях единиц длины (l1), поскольку все тела, в том числе и с нанесённым на них масштабом длины (линейки) изменяют свою длину в одинаковой степени. При одинаковом изменении единиц длины l1 и отрезков длины Lих измеряемая длина nl (безразмерная величина, равная числу измеренных единиц длины и их долям) в движущейся системе не изменяется и потому установить изменение длин тел в движущейся системе (и тем самым установить факт её движения) принципиально невозможно.
Однако в преобразованиях Лоренца изменение длин тел в движущейся системе вполне измеряемо. Рассмотрим пример, как посредством прямого преобразования координат Лоренца (1) определяется соотношение между длинами стержня в двух системах отсчёта. Для наглядности положим коэффициент преобразований равным двум: γ = 2. Тогда численное удвоение координат концов стержня в движущейся штрихованной системе
даст удвоение длины стержня:
Как видно (рис. 2), преобразования дают увеличение в γ-раз и координат, и длин тел (отрезков длины) по оси х, однако единицы длины они никак не затрагивают и не учитывают. Более того, удвоение длины стержня имеет место только в том случае, если единица длины в движущейся системе отсчёта остаётся такой же, как в покоящейся.
Нельзя не заметить, что двукратное увеличение длины стержня, следующее из преобразований Лоренца, вполне может быть измерено в движущейся системе, поскольку масштаб длины – единица длины остаётся неизменной. По измеренной увеличенной длине стержня может быть определена скорость движения штрихованной системы относительно покоящейся нештрихованной системы без наблюдения последней в противоречие принципу относительности Эйнштейна.
Таким образом, лоренцево удлинение тел и растяжение пространства в направлении движения физической системы (как и лоренцево сокращение Эйнштейна), происходящее без изменения принятой единицы длины, очевидно не может служить обоснованием существования подобных эффектов в реальности.
Если в дополнение к преобразованиям Лоренца предположить увеличение единицы длины в те же два раза, то окажется (рис. 3), что длина стержня в движущейся системе должна быть больше длины в покоящейся уже в 4 раза, то есть в два раза больше, чем это следует из преобразований Лоренца. Такое удлинение (в γ2-раз) в преобразованиях Лоренца не рассматривается, что доказывает неизменность масштаба длины в этих преобразованиях и их несостоятельность.
Всё меняется, если преобразованиям можно было бы подвергать не координаты, а только единицы длины. В этом случае удвоение масштаба по оси х даёт удвоение длины стержня в движущейся системе (рис. 4), которое не может быть измерено по причине такого же удлинения всех масштабов и линеек, что соответствует формуле измерения длины (5).
Данный факт ещё раз доказывает, что преобразования координат Лоренца, не рассматривающие «растяжения» единицы длины, не способны обосновать гипотетическое растяжение пространства и физических тел в движущейся системе отсчёта.
Эйнштейн же изначально в статье [1] предполагал неизменность масштабов (единиц длины и времени) и потому эйнштейново сокращение длин тел в движущейся системе также вполне измеряемо в противоречие принципам относительности Галилея и Эйнштейна, а значит оно также не связано с гипотетическим сжатием пространства в направлении движения физической системы.
Таким образом, коэффициент преобразований γ не отражает и не моделирует растяжение пространства и предметов вдоль оси х движущейся системы, как это предполагалось Лоренцем, он просто является искусственным средством увеличения координат, не имеющим физического обоснования. То же самое относится и к преобразованиям времени.
Как преобразования Лоренца, так и специальная теория относительности, не рассматривающие изменения единиц измерения длины и времени, принципиально не способны дать и не дают теоретического обоснования изменениям пространства и времени в движущихся системах и потому являют собой лженаучные теоретические построения.
Из преобразований координат новые физические законы не выводят – это очевидная истина.
Источники:
1. А. Эйнштейн, «К электродинамике движущихся тел» // Собрание научных трудов. Том.I. М.: изд «НАУКА», 1965.
2. Авдеев Е. Н. Доказательства существования эфира и лженаучности специальной теории относительности. Барнаул, - 2025. 202 с.
3. Сайт efirfizika.ru. Статья «Как Эйнштейн вывел из преобразований Лоренца сокращение движущихся тел вместо удлинения».