Решил ещё написать статью по теме " Теория относительности".
Откуда обычный человек получает понятие о "Теории относительности"? В основном из научно-популярных статей на эту тему, а так же что-то говорят об этом в школе на уроках физики или на первом курсе ВУЗа. И в основном теория поясняется на основе , так называемых, мысленных экспериментов, которым Эйнштейн придавал большое значение. А насколько они соответствуют законами физики и математической части теории относительности? Ведь, по своей сути, все мысленные экперименты связаны с "мнением" наблюдателя, но это чисто субъективный подход. Причём никакого наблюдателя не существует, это лишь мнение автора мысленного эксперимента. Наука отказалась от субъективизма или нет? Необходимо ли в мысленных экспериментах придерживаться законов физики или можно просто фантазировать?. Я хочу рассмотреть некоторые мысленные эксперименты Эйнштейна в том виде, в каком они рассматриваются в научно-популярной и не специальной литературе.
Специальная теория относительности ( СТО).
Основной мысленный эксперимент в СТО, это движение электромагнитного импульса в движущейся инерциальной системе. Рассматривать ( в основном) я буду движение импульса в перпендикулярном направлении по отношению к движению системы. Что писал Эйнштейн?
"Неподвижный" наблюдатель ВИДИТ , что световой импульс ( или луч света) в световых часах Эйнштейна, имеет диагональную траекторию, если часы находятся в движущейся инерциальной системе. То есть обычно рассматривается вагон, в котором находятся световые часы, который равномерно перемещается мимо наблюдателя стоящего на платформе. Эйнштейн утверждал, что наблюдатель на платформе будет видеть движение импульса в световых часах по диагонали. Обычно это изображается прмерно таким образом:
А откуда собственно следует данное предположение? Единственное, что приходит в голову, это предположение Лоренца и Фитцджеральда, о диагональном движении электромагнитного импульса, которое они сделали для объяснения результатов эксперимента Майкельсона -Морли. Но исходили они при этом из наличия "светоносной среды" -эфира. Эйнштейн же отрицал наличие эфира, да и учёные отказались в дальнейшем от данной гипотезы. Получается, что диагональное движение светового луча, ничем Эйнштейном не обусловлено. Так видит неподвижный наблюдатель. А наблюдатель находящийся в движущейся системе? Согласно законов физики и постулата самого Эйнштейна о физических явлениях, наблюдатель в движущейся ( и неподвижной) системе всегда будет видеть движение импульса по вертикали и ничего иного. Об этом я писал в предыдущих статьях, кому интересно может почитать, повторять не буду. В данной статье я хочу поговорить о несколько других вопросах.
Как данный мысленный эксперимент рассматривается в популярной литературе?
"Замечательный" треугольник Эйнштейна. Точнее два треугольника: 1. Прямоугольный треугольник соответствует движению импульса от источниика импульса до зеркала в световых часах Эйнштейна. 2. Равнобедренный треугольник соответствует движению импульса от источника до зеркала и от зеркала обратно к источнику. При этом сама система перемещается с какой-то скоростью V (равномерно). Данная картинка имеет место, если импульс движется по диагонали. Чтобы не было лишних вопросов установим на источнике импульса полупрозрачное зеркало. То есть импульс будет проходить в направлении зеркала, но отражаться от него в случае обратного движения от зеркала к источнику. Просто так проще для понимания. Примем, что импульс ( с точки зрения неподвижного наблюдателя) как и у Эйнштейна движется по диагонали. С точки зрения законов физики процесс будет выглядеть примерно таким образом:
Импульс двигается от источника к зеркалу по диагонали, отражается от него и двигается обратно к полупрозрачному зеркалу, отражается от него и цикл повторяется. Какое время займёт один цикл ( один такт световых часов Эйнштейна)? Примем расстояние между источником и зеркалом 3 метра( высота часов 3 метра). Данная величина постоянна и меняться не может. Скорость импульса так же постоянна. Следовательно величина СТ константа. Чему равно Т? Очевидно: 3 ÷ 300 000 000 = 1 на 10 в минус восьмой секунды, величина постоянная. Какое расстояние пройдёт система в горизонтальном направлении за это время? Если скорость системы 100 км/ час ( 27, 8 м/сек), то очевидно примерно 2.8 на 10 в минус 8 метра. Почему в научно-популяной литературе, для обычного человека, рассматривается странный треугольник, в котором горизонтальный участок движения равен произведению скорости системы на произвольное время движения системы( например одна секунда), а вертикальный участок произведение СТ. Мы не можем взять время движения системы одна секунда и получить прямоугольный треугольник. И это легко видеть из вышеприведённого рисунка. За одну секунду движения системы, мы получим N-ное количество тактов световых часов, то есть будет иметь место последовательность из N треугольников. На рисунке штриховой линией показана траектория движения светового импульса, как её обычно изображают в научно-популярной литературе. То есть просто соединяют начальную и конечную координаты движения импульса. Но это абсурд. Пока система движется в течении 1 секунды, импульс проходит расстояние соответствующее "ломанной" линии, обычная физика и геометрия. Если конечно следовать реальности, а не фантазиям. И это расстояние намного больше, чем расстояние соответствующее VT. О какой гипотенузе речь? Так что если треугольник и существует, то мы должны взять вертикальный катет равный произведению СТ, а горизонтальный катет произведению V ( скорости системы) на Т ( времени движения импульса от источника до зеркала) и ничего другого. Причём только для первого треугольника.
Так как в таком случае произведение VT зависит только от V, так как Т постоянно, то максималььное значение произведения будет при V близкой к скорости импульса. Но тогда CT будет примерно равно VT и равно 3 метра. А длина гипотенузы? Примерно 4.2 метра, что только на 1. 2 метра больше длины вертикального катета. Следуя логике Эйнштейна, замедление времени будет весьма незначительным. Почему такая разница с формулой куда входит "замечательный" корень? А как получена данная формула? Рассматривается прямоугольный треугольник в котором ( VT)² + (СТ)² = L ², теорема Пифагора. Во -первых рассматривается треугольник которого не существует, во -вторых теорема Пифагора относится к расстояниям( в геометрии) и основана на сравнении площадей квадратов построенных на сторонах треугольника, откуда собственно и появляется квадратичная форма математического написания теоремы. Поименять её в виде (VT)² + (CT)² = L², вполне законно. Но вот переход к записи в виде: ( V² + C²) T² = L², вызывает вопросы: 1. Что такое С²? С²=С×С = С, с точки зрения физики. 2. ( V² + C²) , это не сложение скоростей? Пусть в квадратичной форме. 3. А в "замечательном " корне ? ( С² - V²)/ C²= ((C-V)(C+V))/ C². Данные преобразования со стороны математики не запрещены. Но со стороны физики они противоречат закону сложения скоростей и независимости скорости света от скорости движения системы. А как преодолел данную трудность Лоренц? Ведь при выводе своих преобразований он должен был перейти от интервалов( расстояний) к скоростям движения системы и импульса( фотона). То есть нарушить собственное условие о том, что сложение скоростей, для ЭМИ не имеет места.
Получилась разница в оценке замедления времени, если исходить из законов физики и элементарной геометрии и подходе Эйнштейна . Вот картинка из интернета:
Вот то, о чём я говорил выше. Но в случае, если предположить диагональное движение импульса в световых часах, данное изображение места не имеет. Точнее имеет только в случае, пока импульс двигается от источника к зеркалу, то есть для первого треугольника на моём рисунке. А теперь немного о движении материальных объектов в инерциальной системе с точки зрения неподвижного наблюдателя.
Следствием диагонального движения светового импульса, в движущейся инерциальной системе, на взгляд неподвижного наблюдателя, является представление о движении по траектории отличной от вертикальной обычного материального объекта. Вот картинка:
Почему относительно стоящего на платформе человека яблоко падает по параболе? Мне в одном из комментариев написали что сей факт зафиксирован видеосъёмкой. Но что мы имеем?
1. Согласно постулата Эйнштейна и законов физики, для наблюдателя внутри системы, яблоко падает при всех условиях по вертикали ( что так же можно зафиксировать видеосъёмкой).
2. Если яблоко, с точки зрения неподвижного наблюдателя, падает по параболе и это фиксируется видеосъёмкой, то мы имеем две различные физические реальности ( ведь видеокамера иллюзию снять не может). Если движущихся систем несколько и они перемещаются мимо наблюдателя стоящего на платформе с разными скоростями, то он увидит движение объекта по различным траекториям? Но тогда возникает вопрос: а что в таком случае является физической реальностью? При таком подходе мы просто не сможем ответить на данный вопрос.
Но что видит наблюдатель стоящий на платформе? Перемещающийся мимо него вагон. В нём падающее яблоко. Очевидно, что яблоко упадёт в ту же точку на полу вагона, что и в случае когда вагон был неподвижный. И наблюдатель увидит именно это. Точно также и в случае световых часов, он увидит стоящие внутри вагона световые часы( неподвижные относительно вагона), а следовательно световой импульс в часах будет перемещаться по вертикали, независимо от того движется система или нет. Вагон, для световых часов неподвижная система, так же как и для яблока. Конечно можно рассмотреть движение яблока относительно неподвижной системы, приняв что скорость горизонтального перемещения яблока равна скорости вагона, но в таком случае яблоко должно находится в неподвижной системе, а не в вагоне. Так что никоим образом никакого движения по параболе наблюдатель увидеть не может. Вообразить может, увидеть нет. Это противоречит тому, каким образом человек воспринимает движущиеся объекты. Кроме того, если мы примем параболическое движения яблока, то из картинки видно, что наблюдатель должен прийти в выводу, что яблоко внутри вагона перемещается по горизонтали с большей скоростью, чем вагон в пространстве и падает не в ту точку на полу вагона в которую он падал в случае неподвижного вагона. Абсурд. А вот как объясняет данный пример преподаватель ВУЗа в лекции для студентов:
А каким образом наблюдатель на обочине может увидеть параболическое движение мяча? Что он видит? Перемещающийся мимо него автомобиль, со стоящим в кузове человеком. Если человек в кузове подбрасывает вверх мяч, то согласно законов физики, в любой момент времени мяч будет находится над человеком, так как его горизонтальная скорость перемещения равна скорости автомобиля. Именно это он и увидит. То есть перемещение автомобиля по горизонтали и перемещение мяча по вертикали. О какой параболе речь? Воображаемой? Обратите внимание на изображение траектории мяча на рисунке. Такая траектория возможна, только если горизонтальная составляющая скорости движения мяча превышает скорость перемещения автомобиля, в начальный момент, а затем становится равной скорости автомобиля и мяч попадает в руки стоящего в кузове человека. И никаких вопросов от студентов.
А вот что пишет Л. Купер в своей книге " Физика для всех" по поводу диагонального движения светового луча в световых часах Эйнштейна:
" если наблюдатель находится в вагоне и не имеет возможности видеть, что происходит снаружи вагона( то есть движется вагон или неподвижен), то он будет видеть движения импульса в световых часах по вертикали во всех случаях, что согласуется с постулатом Эйнштейна. Если же ему предоставить возможность наблюдать за световыми часами стоящими на платформе, то зная что они находятся в неподвижной системе и следовательно в них луч света имеет вертикальную траекторию, он приходит к выводу, что он находится в движущейся системе, так как он видит смещение часов стоящих на платформе относительно вагона. Но в движущейся системе, согласно Эйнштейна, луч света в световых часах должен двигаться по диагонали. На основе этого наблюдатель в вагоне приходит к выводу, что в его часах ( стоящих рядом с ним в вагоне) движение светового импульса по вертикали является иллюзией, а на самом деле импульс перемещается по диагонали. И это пишет физик объясняющий положения теории относительности? Лично мне это напоминает рассуждения мудреца из фильма "Волшебная лампа Алладина" о том, что такое сон. Но у Купера есть и ещё более интересные примеры. Вот что он пишет, рассматривая опыи Майкельсона-Морли.
Если световой импульс перемещается в движущейся системе, то зеркало "убегает" от импульса и импульсу необходимо пройти дополнительное расстояние. Если скорость движения системы равна скорости света, то импульс никогда не "догонит" зеркало. И как это понимать? Зеркало находится внутри прибора и закреплено в приборе, точно таким же образом как и источник импульса. Расстояние между источником импульса и зеркалом неизменно. Если зеркало "убегает" от импульса, то источник импульса "догоняет" импульс? И когда скорость системы будет равна скорости света то импульс не сможет покинуть источник? Но физика утверждает, что скорость света не зависит от скорости источника. А если вспомнить , что размер объекта уменьшается в направлении его движения, согласно преобразованиям Лоренца и уравнениям теории относительности, то получается абсурдная ситуация. А что Л. Купер пишет, если импульс от источника к зеркалу движется по вертикали и перпендикулярно направлению движения системы? "Так как пока импульс перемещается от источника к зеркалу, зеркало смещается и следовательно импульс движется по диагонали. Куда смещается зеркало закреплённое в приборе? Смещается прибор, относительно неподвижной системы, но это несколько другое. Для импульса прибор неподвижен. Да и согласно постулата Эйнштена траектория движения импульса, когда прибор неподвижен и когда равномерно движется, будет одинаковой. В конце данного раздела хочу привести один пример. Пусть мы имеем небольшой фонтанчик, установленный в вагоне. Направление движения воды в струе фонтанчика определяется направление наконечника фонтана. Если струя фонтана вертикальна, когда вагон неподвижен, то она будет вертикальна и когда вагон перемещается равномерно, что подтвердит наблюдатель в вагоне ( есть другое мнение?). Но струя фонтана и луч света в световых часах в данном случае ничем не отличаются. Но тогда струя фонтана, с точки зрения неподвижного наблюдателя, должна "изгибаться", причём в сторону движения вагона? Яблоко то падает по параболе. Есть и другие примеры с таким же результатом, но я всё же перейду к следующему мысленному эксперименту Эйнштейна. ОТО и "замечательный" лифт Эйнштейна.
Общая теория относительности.
Многие знают что из себя представляет данный мысленный эксперимент. Ускоряющийся лифт и поведение объекта в данном лифте с точки зрения наблюдателя находящегося в лифте. Причём лифт находится "вдали" от массивных объектов, то есть гравитационные поля отсутствуют. По крайней мере объекту в лифте не с чем взаимодействовать вне лифта. Очередная картинка из интернета:
Что утверждает популяризатор теории относительности? Если наблюдатель в ускоряющейся ракете выпустит из рук объект (например мяч), то мяч, по его наблюдениям, будет двигаться в сторону двигателя ракеты( к полу каюты). И таким же образом наблюдатель увидит движение мяча в случае, если ракета неподвижно стоит на Земле. Таким образом данный пример иллюстрирует эквивалентность ускорения и гравитации, по мнению популяризатора. А что происходит, если исходить из законов физики, а не мнения наблюдателя? Напоминаю, что гравитационные поля отсутствуют.
Ракета ускоряется. Наблюдатель находясь в контакте с корпусом ракеты и ускорении ракеты в 1g, не сможет отличить стоит ли ракета на Земле или перемещается в пространстве. Но вот наблюдатель выпускает мяч из рук. И что произойдёт? Так как гравитационные поля отсутствуют, то мяч, в силу закона инерции продолжит движение в направлении движения ракеты, но с равномерной скоростью, которая у него была в момент, когда наблюдатель отпустил мяч ( естественно это скорость ракеты, в тот момент когда мяч отпущен наблюдателем). А так как ракета продолжает движение с ускорением, при этом не контактирует с объектом и следовательно не оказывает на него никакого воздействия, то ракета просто догоняет мяч, до его контакта с полом каюты. Наблюдатель же в каюте воспримет данный процесс как падение мяча на пол каюты. И в чём эквивалентность поведения мяча в данном случае и в случае когда ракета стоит на Земле? Если ракета стоит на Земле, то мяч взаимодействуя с Землёй, действительно движется в сторону Земли, то есть наблюдатель видит падение мяча на пол каюты. В случае же движения ракеты в пространстве, мяч перемещается в том же направлении, что и ракета. Совершенно разные процессы, с точки зрения физики. Какая эквивалентность? А вот другой пример:
1. О какой силе инерции говорится в статье, когда лифт перемещается с ускорением в отсутствии гравитационных полей? Если объекты находятся внутри лифта и не имеют контакта с корпусом лифта, то о каких силах говорит автор? Пусть мы имеем груз подвешенный к потолку лифта на нити и мы можем фиксировать растяжение нити при ускорении лифта. Будет растягиваться нить? Несомненно. А причина? Груз имеет массу. Когда лифт ускоряется, то через нить он воздействует на груз. В силу такого свойства объектов имеющих массу как инерция, груз будет "сопротивляться" изменению своего положения и нить будет растягиваться. Это можно назвать силами инерции, но вот что такое поле инерции?. Растяжение нити вызывает появление поля инерции? Каким образом? Понятие поля связано в физике с понятием переносчика взаимодействия. О каком переносчике можно говорить в данном случае? Эйнштейн ввёл понятие поля сил инерции эквивалентного гравитационном, которое имеет место внутри корпуса лифта. Но в таком случае на все объекты внутри лифта будет воздействовать поле сил инерции и под его воздействием все объекты внутри корпуса лифта, даже не имеющие с ним контакта, будут перемещаться в направлении противоположном движению лифта. И наблюдатель в лифте это с радостью подтвердит. А если подвесить груз вне лифта ( к его днищу). Будет растягиваться подвес? Вроде да. Но в таком случае во внешнем пространстве возникнет поле сил инерции эквивалентное гравитационному. Так ? И если во внешнем пространстве находятся какие то объекты, то под действием данного поля они начнут перемещаться в сторону противоположную движению лифта? Причём, если предоставить наблюдателю в лифте возможность видеть что происходит вне лифта, то он с радостью подтвердит сей факт. Ведь он будет видеть что внешние объекты движутся в сторону противоположную движению лифта. Только вот перемещается лифт, а не объекты находящиеся рядом с лифтом. В старом, научно-популярном фильме разъясняющим " теорию относительности, есть эпизод в котором пассажир в купе ошибается, глядя в окно купе, говоря что их вагон начал движение. Он увидел в окно, что по соседнему пути движется поезд. Но молодая учёная, разъясняющая положения теории относительности, попросила его посмотреть в окно на противоположной стороне поезда и оказалось что их вагон неподвижен. По замыслу создателей фильма данный пример иллюстрирует относительность движения, но у него есть и другой аспект, о котором в фильме не говорится, а именно:- к утверждению наблюдателя необходимо относится с осторожностью, оно может не соответствовать физической реальности. Что мы собственно и наблюдаем в мысленных экспериментах Эйнштейна. Мнение наблюдателя и его восприятие происходящего может не соответствовать действительности. Собственно по этой причине от субъективного подхода в науке и отказались. Так что такое поле сил инерции эквивалентное гравитационному?
Если мы имеем подвешенный к к потолку вагона груз. То что произойдёт в случае набора скорости поездом или его торможении? Система не инерциальная. Ясно, что груз отклонится от вертикального положения, но почему? Согласно логике Эйнштейна данное отклонение связано с возникновением поля сил инерции? Ведь подвес будет растягиваться в данном случае. Но дело в том, что груз, согласно закона инерции, будет стремиться сохранить своё состояние неизменным, а вагон при ускорении( или торможении) будет воздействовать, через подвес, на груз, что и вызовет отклонение груза от вертикали. Что, в данном случае то же возникает поле сил инерции воздействующее на объекты внутри вагона, да ещё перпендикулярное гравитационному полю Земли?
А теперь немного о траектории луча света в СТО и ОТО. Случай в СТО мы уже рассмотрели. В ОТО, если наблюдатель в лифте включит обычный фонарик когда лифт находится в неподвижности на поверхности Земли и направит его луч параллельно полу лифта, то по утверждению Эйнштена луч света "изогнётся" в сторону пола лифта( поверхности Земли). Если лифт будет перемещаться с ускорением вверх, то луч фонарика так же "изогнётся" к полу лифта, так как при движение лифта с ускорением возникает поле сил инерции эквивалентное гравитационному, которое и вызовет "искривление" луча света. Собственно именно поэтому Эйнштейну и необходимо было ввести понятие поле сил инерции. А что будет происходить с лучом фонарика, если лифт вначале будет двигаться с ускорением, затем равномерно, а в конце будет замедлятся, обычное движение лифта. Вначале луч фонарика будет отклоняться к полу лифта, затем, при равномерном движении то ли будет параллелен полу лифта, то ли будет двигаться по диагонали в сторону движения лифта( согласно СТО), а при торможении лифта "изогнётся" к потолку лифта? Какой то цирк, а не физика. Выходит по поведения луча света от фонарика можно определить в каком направлении движется лифт? Причём с ускорением или без? А как же утверждение о том, что наблюдатель в лифте не может определить стоит ли лифт на Земле или перемещается с ускорением в пространстве?
Эйнштейн ввёл понятие деформации пространства-времени и связал движение объектов друг к другу с понятием деформации пространства. Объекты перемещаются друг к другу не потому, что взаимодействуют между собой, а за счёт деформации пространства. Данная деформация определяется через математическое понятие "кривизны" и движение объектов происходит по "геодезическим " линиям. Причём деформацию пространства он связывал с тем, что массивный объект воздействует на пространство искривляя его. Каким образом? Вот просто искривляет и всё. Ну пусть "искривляет ". Но почему объект должен двигаться по данному искривлению пространства? С ЭМИ понятно. Оно не может быть неподвижным по определению. А обычные объекты? Если два объекта одинаковой массы движутся с одинаковой скоростью параллельно друг другу и совершенно одинаково воздействуют на пространство, за счёт чего они будут сближаться? А ведь будут. Постоянно рисуют красивые картинки изображающие каким образом объекты деформируют пространство. Но изображают объекты различной массы. Естественно объект большей массы деформирует пространство в большей степени и менее массивный объект движется в сторону более массивного. А если масса объектов одинаковая? Ну "лежат" два объекта в своих "ямках" деформации пространства и что? За счёт чего они будут перемещаться друг к другу? А если взять систему, состоящую из объектов одинаковой массы? Пусть все объекты каким то образом объединились до контакта друг с другом, хотя и это надо объяснить с точки зрения подхода Эйнштейна. А что дальше? Деформация пространства вокруг данной системы будет соответствовать общей массе системы и изменятся не будет. А каким образом в таком случае происходит образование планет и звёзд? В реальности, при определённой массе системы, она начнёт сжиматься и к тому же разогреваться, с образованием планеты или звезды. Причём масса образовавшегося объекта будет равна массе исходной системы ( или даже меньше). Но в таком случае деформация пространства вокруг объекта не изменяется. Ну и за счёт чего система сжимается? Если, по Эйнштейну, тела сближаются между собой за счёт деформации пространства, а следовательно никакой гравитации не существует, то не существует и такого понятия как гравитационное поле. Тогда о какой эквивалентности поля сил инерции ( которого не существует) полю гравитации ( которого так же не существует) говорит Эйнштейн? А гравитационные волны? Волны того чего нет? Ведь в таком случае надо говорить о волнах деформации пространства. А почему деформация пространства распространяется со скоростью света? А о каком замедлении времени можно говорить в случае с атомными часами на орбите Земли? Время замедляется так как гравитационное поле имеет меньшее значение? Но ведь поля не существует, е есть деформация пространства. Причём деформация чисто геометрическое понятие. Такое ощущение, что Эйнштейн исходил из того, что объект скатывается по наклонной доске, склону холма или склону ямы потому, что они имеют "кривизну". Но скатывается то объект не поэтому. Поверхности только формируют траекторию движения объекта. При отсутствии гравитации объект никуда "скатываться" не будет. А почему рассматривая пространство вблизи таких объектов как ЧД говорят о мощных гравитационных полях и связывают с ними замедление времени? Но говорить то надо о деформации пространства, а не гравитации, которой по Эйнштейну не существует. То же самое касается и гравитационных линз. Тогда уж необходимо рассматривать линзы обусловленные деформацией пространства. А какую теорию всего хотел создать Эйнштейн? А современные физики исходящии из теории относительности? Как можно соединить между собой понятие поля и понятие деформации пространства? Они просто не совместимы. А другие следствия теории относительности? Парадокс близнецов. Но если придерживаться другого следствия теории относительности ( о росте массы объекта с ростом скорости объекта) и масса действительно возрастает, то данный парадокс невозможен по простой причине: с возрастанием массы космонавта, будет возростать и масса отдельных частей организма, в том числе и крови. Но мощность мотора перекачивающего кровь останется неизменной. Это касается и процессов связанных с дыханием. Да любых процессов. В определённый момент кровоток просто остановится, так же как и процесс дыхания. С возрастанием массы крови стенки капилляров начнут разрушаться, в том числе и в мозге. В результате инсульт и смерть. Вместо бодрого молодого космонавта труп. Замедлилось время или нет не имеет значения. Для трупа это безразлично. В рассказе "Функция Шорина" данный процесс хорошо описан.
Не слишком ли много несуразностей для физической теории?
Неодновременность событий для наблюдателей находящихся в различных инерциальных системах.
Классический мысленный эксперимент Эйнштейна в котором он рассматривает одновременный разряд двух молний в неподвижной системе. Что он писал: для неподвижного наблюдателя в неподвижной системе разряд молний одновременен. Для наблюдателя в движущемся вагоне нет и мол это обусловлено тем, что импульс от молнии в сторону которой перемещается наблюдатель достигнет его раньше, чем импульс от которого он движется. Но причём здесь неодновременность событий? Неодновременность получения информации о событиях, но это не неодновременность событий. Опять наблюдатель и опять его восприятие происходящего. Но:
1. Нарушен постулат самого Эйнштейна о инерциальных системах. Он имеет место толко в случае когда наблюдатель в системе не получает информации из внешней среды. В противоположном случае постулат теряет смысл и возможно возникновение парадоксов. Если обеспечить для наблюдателя в вагоне несколько другие условия, например в вагоне будут зажигаться лампы на противоположных стенках вагона при разряде молний, обеспечить технически это не сложно, а наблюдатель в вагоне не имеет возможности получать информацию извне, то никакой неодновременности событий не возникнет.
2. И причём здесь системы? Если неподвижный наблюдатель в неподвижной системе в момент разряда молний начнёт перемещаться в сторону одной из молний и естественно встретит импульс от молнии в сторону которой он перемещается раньше, то он должен сделать вывод о неодновременности разряда молний? Как то это по детски.
3. Как только наблюдателю в вагоне предоставлена возможность получать информацию из внешнего пространства, то обе системы перестали быть независимыми. В таком случае нельзя говорить о системах.. просто мы имеем объект перемещающийся в неподвижной системе( человек в вагоне). Если бежать навстречу перемещающемуся объекту то вы достигнете его раньше, чем если будете стоять на месте. Но именно это и происходит в мысленном эксперименте Эйнштейна. О какой неодновременности событий речь? События одновременны, но информация о событиях поступает к наблюдателю неодновременно, но это разные вещи. У Л. Купера есть пример именно для данного случая, вот выдержка из книги:
Прочитали? А теперь я приведу несколько другие рассуждения наблюдателя из другого купе того же поезда.
Пассажир в соседнем купе так же смотрит в окно. Он видит стоящего человека на платформе и может считать что это не поезд перемещается, а перемещается всё пространство которое он видит из окна купе. Именно всё пространство и именно таким образом он будет воспринимать происходящее. Почему Купер пишет что перемещается только человек на платформе? В частности он "увидит", что перемещаются относительно поезда и столбы с часами и излучателями на них. Так как "перемещение" человека и столбов совершенно синхронно ( а как по другому?), а пассажир знает что человек находится по середине между столбами, то он придёт к выводу, что расстояние между человеком и столбами не изменяется. Они все одновременно смещаются в сторону противоположную движению поезда. А так скорость света есть величина постоянная, то импульсы от левого и правого излучателей достигнут человека одновременно. То что пишет Купер не имеет места. Человек, столбы и импульсы излучения находятся в едином пространстве, поэтому ничего того о чём пишет Купер просто не будет. Ни к какому импульсу человек не приближается и ни от какого импульса не удаляется. Человек в купе будет видеть общую картину, а не отдельные её элементы. То есть он увидит смещающуюся мимо картинку в которой перемещаются два импульса с абсолютно одинаковой скоростью и проходят одинаковые расстояния. И это то же самое, что если наблюдатель стоит на платформе и видит перемещение мимо него вагона поезда в котором перемещается какой-нибудь объект. Мяч или световой импульс. По ходу движения поезда происходит перемещение объекта внутри вагона или против, не имеет значения. Объект перемещается внутри вагона и вагон для него является неподвижной системой. С какой скоростью перемещается вагон относительно неподвижной системы не имеет значения. Поэтому наблюдатель в вагоне и увидит вертикальную траекторию луча света в часах Эйнштейна при любой скорости вагона. Но и неподвижный наблюдатель на платформе увидит то же самое, так как он будет видеть всю картинку происходящего целиком. То есть перемещающийся мимо него вагон, а в нём катящийся мяч( причём не имеет значения в какую сторону) или часы Эйнштейна с вертикальным лучом света в них. Ничего другого он увидеть просто не может. Конечно он может спроецировать движение объекта на неподвижную систему, но это будет то же самое что разговор о таких понятиях как центр и эпицентр. Все эти диагональные траектории луча света или параболическое движение объектов, не более чем воображаемые вещи. Смещается падающее в вагоне яблоко относительно неподвижной системы и наблюдателя по горизонтали? Несомненно. Но в вагоне то никакого смещения по горизонтали не происходит. И именно это увидит наблюдатель на платформе. И мяч, подброшенный вверх человеком стоящим в кузове движущегося автомобиля, будет перемещаться в горизонтальном направлении с той же скоростью что и автомобиль, то есть неподвижный наблюдатель именно это и увидит. Движущийся автомобиль и вертикально перемещающийся мяч, который естественно падает обратно в руки человека в кузове автомобиля. Никакого параболического движения мяча он увидеть просто не может. Вот если мяч бы двигался отдельно с горизонтальной скоростью автомобиля и одновременно падал вниз, тогда конечно его траектория была бы ппараболической. Всё это связано с нашим восприятием и такими понятиями как система. Автомобиль, мяч и человек в кузове образуют единую систему. И именно это и увидит наблюдатель на обочине. Автомобиль, человека в кузове который подбрасывает мяч и траекторию движения мяча( вертикальную). Ведь когда автомобиль неподвижен именно это и увидит человек находящийся в этой же системе. Что изменится в его восприятии, если автомобиль движется? Ничего. Он просто увидит перемещающийся мимо него автомобиль, в кузове которого человек подбрасывает мяч и всё. Всё остальное фантазии и домыслы. Никакого движения мяча по параболе он увидеть просто не может. И всё это прекрасно согласуется с законами физики и постулатом Эйнштейна. Рассматривая движение электромагнитного импульса в пространстве Эйнштейн писал: " если двигаться со скоростью фотона( ЭМИ), то мы увидим неподвижный или слегка пульсирующиий фотон. Но неподвижный фотон запрещен уравнениями Максвелла и с этим необходимо разобраться". Разобрался? С чем? С тем, что если двигаться с одной скоростью с другим объектом он будет КАЗАТЬСЯ неподвижным. Ведь он сам пишет, что фотон движется в пространстве, а отнюдь не неподвижен. О каком нарушении законов электромагнетизма речь?
Единственный довод который остаётся, это то что теория многократно проверена и подтверждена. И что, на этом основании можно писать в своих мысленных экспериментах что угодно? Но например про теорию эпициклов Птолемея можно сказать то же самое. Объясняет она видимое движение планет наблюдателем с поверхности Земли? Да. Расчетные значения и наблюдения совпадают? Да. Теория верна и Солнце вращается вокруг Земли.
Так можно понять 'теорию относительности' основываясь на мысленных экспериментах Эйнштейна, например на основе их изложения и разъяснения Л. Купером в его книге "Физика для всех" ( том 2)? Мне нравится данная книга и нравится изложение автором проблем связанных с физикой. Образец научно-популярной литературы. Но вот в отношении "Теории относительности" возникает какая то неудовлетворенность. Раньше говорили, что понять "теорию относительности" обычный человек не в состоянии, только верить. Но вера и наука вещи несколько не совместимые. Лично меня совершенно не волнует верна теория или нет и прав ли Эйнштейн. Верна-хорошо. Не верна, она не первая. Но вот то, что мысленные эксперименты Эйнштейна ( его логика с наблюдателями) формирует у обычного человека неправильное понимание физики, это не очень хорошо. Опираться на мнение наблюдателя в физике? А если мнение наблюдателей не совпадает в отношении одного и того же физического явления? Кто из них прав? Ведь тогда выходит, что мир непознаваем и для каждого наблюдателя он свой? А чем тогда занимаются учёные и наука? Говорить и обсуждать теорию ещё можно было бы долго, но и так статья слишком длинная. Поэтому заканчиваю. Отвечать буду только на аргументированные вопросы. Ты дурак и иди учиться в школу не аргумент. Как написал один комментатор: световой луч движется по диагонали и это знает любой школьник. А откуда? Так сказал учитель. А учитель откуда? Так сказал Эйнштейн. А чем данное утверждение обосновал Эйнштейн? Ничем, вот просто движется по диагонали и всё. И точно таким же образом массивный объект деформирует пространство. Вот просто деформирует и всё. Удобно. Причём гравитации, по Эйнштейну, не существует. Но его имя всегда упоминается при разговорах о гравитации. Странно это.