Калибровочная интерпретация СТО

Павло ДАНЫЛЬЧЕНКО

Показано, что преобразования Лоренца обусловлены калибровочностью (принципиальной ненаблюдаемостью) воздействия движения на вещество. Эта калибровочность обусловлена взаимозависимостью и взаимоопределяемостью скорости распространения взаимодействия между элементарными частицами и темпом течения собственного времени вещества. Дан вывод преобразований Лоренца, исходя лишь из наличия релятивистского сокращения длины движущегося тела и десинхронизации медленно переносимых на нем часов.

Gauge interpretation of SR

P. Danylchenko

It is shown here that Lorentz transformations are caused by gauge effect of motion on matter (principle nonobservability of effect of motion on matter). This gauge effect of motion is caused by interdependence and mutual determination of propagation velocity of interaction between matter elementary particles and of rate of course of matter proper (standard) time. The Lorentz transformations are derived without any linearity assumptions and being based only on the presence of relativistic shrinkage of the length of moving body and on clock desynchronization at its slowest transfer along this body.

Полная версия статьи: PDF (239 кб), DOC (225 кб).

Оглавление

Введение.

1. Вывод преобразований Лоренца.

2. Эффекты, обусловленные преобразованиями Лоренца.

Выводы.

Реферат

В последнее время появилось множество публикаций, ставящих под сомнение основные положения специальной теории относительности (СТО). Наиболее важной из поднимаемых в них проблем является рассматривание физической реальностью такой субстанции как физический вакуум (ФВ). Ведь ФВ во многом фактически подменяет покоящийся эфир классической физики. Возможность же определения пекулярной скорости абсолютного движения Солнечной системы через анизотропию частоты космического микроволнового фонового излучения вступает в противоречие с установившемся в научной литературе мнением об отсутствии особой абсолютной системы отсчета пространственных координат и времени (СО), неподвижной относительно ФВ.

Цель настоящей работы – показать, что кажущаяся взаимная несовместимость основных положений СТО с наличием неувлекаемого движущимся телом ФВ и соответствующей ему выделенной СОФВ обусловлена лишь недостаточно глубоким пониманием физической сущности преобразований Лоренца. А именно, – непониманием того, что эти преобразования пространственных координат и времени отражают калибровочность воздействия движения на вещество и его пространственно-временной континуум (ПВК) [1, 2]. Калибровочность этого воздействия и является причиной принципиальной ненаблюдаемости в собственной СО движущегося тела каких-либо изменений в протекании на нем физических процессов.

Как известно, воздействие электрического поля на вещество определяется лишь пространственными приращениями электрических потенциалов, а не самими значениями потенциалов, что позволяет эти значения калибровочно преобразовывать. Аналогично и воздействие движения на вещество, проявляющееся в его собственной СО в виде напряженностей гравиинерционного (устранимого гравитационного) поля [3], определяется лишь пространственно-временными приращениями импульсов, а не самими значениями импульсов объектов вещества. Поэтому импульсы объектов а, следовательно, и скорости движения, функциями которых являются импульсы, также могут калибровочно преобразовываться. А именно, как путем перехода от наблюдения движения этого вещества из какой-либо одной СО к наблюдению его из другой СО, так и изменением их во времени непосредственно в одной и той же СО, например, у ускоренно движущегося вещества, обладающего жесткой собственной СО (СО Мёллера) [3, 4]

Преобразования Лоренца

Как показано Фитцджеральдом и Лоренцем [5], при переходе тела от состояния абсолютного покоя к установившемуся инерциальному движению происходит однозначно определимое сокращение в абсолютном пространстве размеров тела вдоль направления его движения. Это сокращение вызвано инерциальным изобарным самосжатием вещества тела [3] и является следствием адаптации молекул, атомов и элементарных частиц к изменившимся условиям их взаимодействия.

Пусть тело движется относительно ФВ с абсолютной скоростью V. Тогда любой продольный его размер и размер находящегося на нем эталона длины сократятся вдоль направления движения в одно и тоже количество раз: Γ = (1 – V²/c²)^–1/2, где c – постоянная скорости света. Из-за одинакового (взаимно пропорционального) сокращения всех размеров, как измеряемых объектов, так и измерительных инструментов, неподвижных относительно движущегося тела, на самом теле никаких изменений в геометрии его объектов не будет обнаружено. И, следовательно, преобразования в абсолютном пространстве, как линейных, так и угловых размеров этих объектов для движущегося тела и для жестко связанной с ним инерциальной СО (ИСО) будут чисто калибровочными. Само же тело в этом пространстве будет калибровочно самодеформировано.

Благодаря такому релятивистскому сокращению продольных размеров тела длительность абсолютного (космологического) времени взаимодействия между любыми двумя его точками (вернее, между находящимися в них элементарными частицами) не зависит от величин углов между направлением движения тела и направлениями распространения в прямом и обратном ходе электромагнитной волны (виртуального фотона, переносящего взаимодействие). Изотропное увеличение в Γ раз длительности этого взаимодействия приводит к уменьшению в Γ раз на движущемся теле частоты повторения всех протекающих на нем периодических физических процессов, и в том числе, процессов, используемых для измерения времени. А это значит, что в результате калибровочного воздействия движения на вещество время на движущемся теле (в связанной с ним ИСО) будет в Γ раз течь медленнее, чем на гипотетическом теле, условно неподвижном относительно ФВ.

Однако, никаких изменений в протекании физических процессов на движущемся теле, ни наблюдателями, ни приборами, неподвижными относительно тела, при этом не будет обнаружено. А это значит, что и релятивистское замедление течения времени в ИСО по собственным ее часам принципиально не может быть обнаружено. При этом значение средней скорости прохождения волны взаимодействия в прямом и обратном ходе является в ИСО таким же по величине, как и в СОФВ. И, следовательно, обнаружить взаимное неравенство наблюдаемых в ИСО и в СОФВ скоростей распространения волны взаимодействия или же света с помощью локации или интерферометра принципиально невозможно. Неравенство же промежутков времени прохождения волны взаимодействия в прямом и в обратном ходе их среднему значению также невозможно обнаружить по часам ИСО. Ведь даже при самом медленном переносе этих часов по кратчайшему пути из одной точки ИСО в другую в СОФВ наблюдается взаимная десинхронизация переносимых и неподвижных в ИСО часов. Она то и компенсирует в ИСО разницу этих промежутков собственного времени.

В связи с этим возникает следующий вопрос. А существует ли вообще по наблюдениям из СОФВ равенство во всех точках ИСО определяющего их «возраст» квантового собственного времени? Ведь в процессе достижения телом требуемой скорости его равномерного движения его точки движутся с неодинаковыми скоростями [3]. А это приводит к тому, что «возраст» разных точек тела (измеренный по их квантовым собственным часам) будет неодинаковым. И, следовательно, разница в «возрасте» точек тела будет существенно зависеть от законов их движения в процессе достижения ими одинаковой абсолютной скорости. Поэтому стандартное (квантовое) время, определяющее «возраст» точек тела, следует рассматривать как путиподобное их собственное время. Для обеспечения же возможности анализа динамики движущихся в ИСО объектов в ней должно быть введено единое во всех точках координатное время [2,4].

Всё это является достаточным основанием для принятия концепции неодновременности наблюдения в ИСО событий, одновременно происходящих в СОФВ. Невозможность же обнаружения в ИСО десинхронизации часов при их медленном переносе из одной ее точки в другую указывает на нетривиальность калибровочного преобразования промежутков времени.

Проекции скорости движущегося объекта при переходе от ИСО к СОФВ и обратно преобразовываются по правилам Лоренца [4]. Тем самым, скорость света в вакууме не зависит в ИСО от абсолютной скорости движения тела, обладающего этой ИСО. Это, конечно, связано с равенством скорости света в вакууме скорости распространения волны электромагнитного взаимодействия, определяющей частоту этого взаимодействия между элементарными частицами вещества, а тем самым и темп течения собственного времени ИСО.

Таким образом, преобразования Лоренца основываются, как на реальном релятивистском сокращении в абсолютном пространстве размеров объектов вдоль направления их движения, так и на наблюдаемых в СОФВ следующих двух явлениях – на замедлении темпа течения собственного времени ИСО и на десинхронизации медленно переносимых в ИСО часов относительно неподвижных в ней часов. Благодаря этому эти преобразования и гарантируют невозможность обнаружения в ИСО каких-либо изменений, произошедших с объектами и протекающими в ней физическими процессами после перехода тела от условного состояния абсолютного покоя к равномерному его движению относительно ФВ. Тем самым, подтверждается верность первого постулата Эйнштейна об одинаковости протекания в любых инерциальных системах всех физических явлений.

Эффекты, обусловленные преобразованиями Лоренца

В результате замедления течения времени в ИСО имеет место возрастание эффективной скорости ее движения, определяемой наблюдателем не по собственным часам, а по движущимся вместе с ИСО часам. При этом из-за большей в Γ раз частоты следования штрихов неподвижной относительно ФВ линейной шкалы цена деления последней кажется в ИСО в Γ раз меньшей. А, следовательно, в Γ раз меньшим воспринимается в ИСО и пройденный ею путь в абсолютном пространстве, наблюдаемом в ней «сжавшимся».

С другой стороны, в одно и тоже собственное время ИСО ее разным точкам противоположены точки ФВ в моменты абсолютного времени, взаимоотделенные конечными промежутками этого времени. Эти моменты соответствуют, как это при Γ = 2 показано на рисунке, разным положениям ИСО относительно ФВ (знаком * на рисунке обозначены одновременные в ИСО события).

Это приводит к наблюдению в ИСО «мнимого» сокращения в Γ² раз размеров объектов, неподвижных относительно ФВ. Однако, ввиду действительного сокращения в абсолютном пространстве в Γ раз размеров объектов самой ИСО, результирующее наблюдаемое в ИСО сокращение размеров неподвижных относительно ФВ объектов составляет всего Γ крат.

Таким образом, наличие действительного сокращения в абсолютном пространстве размеров объектов ИСО и «мнимого» сокращения в пространственно-временном континууме ИСО размеров объектов, условно неподвижных относительно ФВ, и является причиной следующего релятивистского парадокса. Как размеры объектов, покоящихся в ИСО, наблюдаются в СОФВ, так и размеры объектов, неподвижных относительно ФВ, наблюдаются в ИСО сокращенными вдоль направления движения ИСО в одно и то же количество раз.

Из-за возникновения десинхронизации сколь угодно медленно переносимых в ИСО часов относительно покоящихся в ней часов будет иметь место также и «мнимое» замедление в Γ² раз течения абсолютного времени в ПВК ИСО. Однако из-за наличия действительного замедления в Γ раз течения собственного времени ИСО по сравнению с течением абсолютного (космологического) времени, наблюдаемое в ИСО результирующее «мнимое» замедление течения абсолютного времени будет составлять всего Γ крат.

Следовательно, наличие действительного замедления течения времени в ИСО и «мнимого» замедления течения абсолютного времени приводит к обоюдно наблюдаемому замедлению темпа течения времени на движущихся в любой из СО объектах. Таким образом, обоюдно наблюдаемые одинаковые сокращения размеров объектов и замедления течения времени во взаимно противоположных СО обусловлены соответственно принципиальной взаимной несовпадаемостью моментов времени снятия в них одного из двух отсчетов координат и принципиальной взаимной несовмещаемостью точек снятия в них одного из двух отсчетов координатного времени. Непонимание и неучет этого, вместе с взаимонеразличением координатного времени протяженных СО и стандартного [4] (путиподобного собственного [2]) времени локальных объектов [6], и ответственно за наличие в СТО различных, как действительных, так и мнимых парадоксов. И более того, это является причиной ложного рассматривания в некоторых статьях самой СТО как чисто математической теории, позволяющей объяснить наблюдаемые физические явления лишь с некоторой степенью условности.

Выводы

Преобразования Лоренца соответствуют калибровочной самодеформации в абсолютном пространстве ПВК инерциально движущегося тела. И при этом они отражают невозможность обнаружения в собственной СО тела каких-либо изменений, произошедших в объектах и физических процессах после смены условного состояния абсолютного покоя на состояние равномерного движения тела относительно ФВ. А, следовательно, они отражают и принципиальную невозможность для внутреннего наблюдателя определения прямыми методами в каком из этих двух состояний находится тело. Однако вызванное этим внутреннее равноправие любой ИСО с СОФВ никоим образом не отрицает существования, как самой выделенной СОФВ, так и неподвижной в ней субстанции – ФВ (неувлекаемого движущимся телом эфира классической физики), в которой перемещаются обладающие массой объекты и распространяются электромагнитные волны. СОФВ в Лоренцевой и в Пуанкаре группах преобразований является элементом не только множества ИСО, но и множеств любых других типов СО калибровочно деформированных или же самодеформирующихся тел [2]. К тому же СОФВ является и единственным общим элементом всех возможных множеств СО.

Калибровочная инвариантность собственного значения скорости света (однозначно определяемого по собственным квантовым часам вещества) вызвана в любой из групп преобразований взаимозависимостью и взаимной определяемостью скорости распространения взаимодействия (равной скорости света) и темпа течения времени. Так, скорость распространения взаимодействия задается во времени. Темп же течения собственного времени вещества в свою очередь зависит от скорости распространения в нем взаимодействия. Ведь скорости протекания любых физических процессов, используемых для измерения времени, пропорциональны скорости распространения взаимодействия. Поэтому, здесь не возможно определить какой из этих двух физических параметров (время или скорость распространения взаимодействия) первичен, а какой вторичен. И, следовательно, невозможность наблюдать по собственным часам не только изменение темпа течения измеряемого ими времени, но и изменения скорости распространения взаимодействия в точке нахождения этих часов является свойством (постулированным Эйнштейном лишь для ИСО) и любой другой возможной СО. Принцип же относительности СТО является лишь следствием более фундаментального принципа – принципа калибровочности деформации вещества и его ПВК под действием движения и гравитации [2].

Источники информации:

1. Даныльченко П. Калибровочное обоснование СТО. В сб. Калибровочно эволюционная теория Мироздания (КЭТМ). Винница, 1994, вып. 1, с. 10; Калибровочные основы специальной теории относительности. В сб. Калибровочно-эволюционная интерпретация специальной и общей теорий относительности (КЭИТО), Вінниця, О. Власюк, 2004, с. 17.
2. Даныльченко П. Основы калибровочно-эволюционной теории Мироздания (пространства, времени, тяготения и расширения Вселенной). Винница, 1994; Калибровочно-эволюционная интерпретация специальной и общей теорий относительности. Интернет-издание, 2005.
3. Даныльченко П. Природа релятивистского сокращения длины. В сб. КЭИТО, Вінниця, О. Власюк, 2004, с. 3; Релятивистское сокращение длины и гравитационные волны. Сверхсветовая скорость распространения. НиТ, 2005.
4. Мёллер К. Теория относительности. М.: Атомиздат, 1975.
5. Лоренц Г. Теория электронов и ее применение к явлениям света и теплового излучения. М.: ГИТТЛ, 1953.
6. Даныльченко П. Физическая сущность парадокса близнецов. В сб. КЭТМ, Винница, 1994, вып. 1 с. 17; В сб. КЭИТО, Вінниця, О. Власюк, 2004, с. 27.

Дата публикации:

20 декабря 2005 года