Тема: Заметка пятая
Автор: VadimPro
Дата: 10/06/2006 23:42
 
Относительность "релятивистских" эффектов. 
"Релятивистское" правило сложения скоростей. Измерение 
скорости света

Эпиграф:

"Relative - прил. 
1) относительный; сравнительный 
2) соотносительный, взаимный; связанный один с другим
.
.
.
Relativist - прил. релятивистский" (Англо-русский 
словарь)


В предыдущих своих "Заметках" я провёл детальный 
анализ того, КАК измеряются такие физические величины 
как длина движущегося тела и время, прошедшее между 
пространственно разделёнными событиями. Я показал, 
что измерение этих величин невозможно без установления 
факта одновременности пространственно разделённых 
событий и постарался описать те трудности, которые 
возникают перед исследователями при попытке 
установления одновременности пространственно 
разделённых событий - да даже и при попытке определения
 самого понятия "одновременность" для такого рода 
событий. Кроме того, я показал, что процедура 
установления одновременности, принятая в специальной 
теории относительности, есть не более чем конвенция, 
необходимая для создания "системы координат", 
относительно которой возможно фиксирование 
закономерностей в мире. Вследствие принятия этой 
конвенции даже в модели обычного "ньютоновского" мира 
при измерении таких величин, как физическое время и 
длина движущегося тела, в отношении этих величин 
начинают проявляться релятивистские эффекты, а именно -
наблюдается зависимость результата измерения от 
системы отсчёта, из которой производится измерение. 

Полагаю, что теперь читатели моих "Заметок" вполне 
подготовлены к тому, чтобы в комплексе осознать все 
следствия принятой в СТО конвенции об установлении 
одновременности событий, проявляющиеся в модели так 
называемого "ньютоновского" мира, то есть такого мира, 
в котором существует абсолютное пространство и 
абсолютное время - точнее, такого мира, в котором 
понятию абсолютного пространства и абсолютного времени 
можно придать хоть какой-то физический смысл. 
Физический смысл у данных понятий появляется в том 
случае, если предположить существование эфира - некоей 
образующей пространство невещественной среды, в 
которой происходит распространение световой волны 
(то есть некоего "возмущения" среды неизвестной пока 
природы), среды, относительно которой возможно 
перемещение вещества - при этом вещество само может 
полагаться неким особым состоянием этой среды, что, 
впрочем, необязательно. Систему пространственных 
координат, покоящуюся относительно такого эфира, можно 
считать системой координат абсолютного пространства 
(пространства, образуемого эфиром), а одновременные 
события, определённые как такие события, к которым 
электромагнитное действие, вышедшее из некоторой 
точки абсолютного пространства, прошло равный 
относительно абсолютного пространства путь, можно 
считать событиями одновременными в абсолютном или, 
если угодно, истинном смысле. И, наконец, время, 
измеряемое посредством установления такой абсолютной 
одновременности между событиями, можно считать 
абсолютным временем. 

Впрочем, стоит отметить, что определённые таким 
образом пространство и время суть вовсе не те 
абсолютные пространство и время, о которых писал 
Ньютон. Например, сам эфир можно полагать движущимся 
или покоящимся относительно "ньютоновского" 
абсолютного пространства (не обязательно всем своим 
объёмом - можно предположить и такое, что "поведение" 
эфира похоже на "поведение" воды в реке: где-то вода 
спокойна, а где-то наблюдаются быстрина и даже 
водовороты). Дело в том, что для Ньютона пространство 
существовало само по себе без связи с материей, между 
тем как материя "помещалась" в "пустое" пространство. 
Темп же изменений состояния эфира (например, темп его 
перемещения относительно абсолютного пространства), 
согласно Ньютону, нужно было отслеживать относительно 
течения абсолютного времени, которое течет "само по 
себе" и "без всякой связи с каким-либо внешним 
предметом".

Впрочем, если среди читателей моих "Заметок" найдутся 
те, кто патологически не приемлет понятие эфира, 
абсолютного пространства и абсолютного времени, то 
таким читателям я предлагаю следить за моими 
рассуждениями, исходя из того, что я веду речь не об 
эфире, не об абсолютной системе отсчёта, а просто о 
некой системе отсчёта, в которой скорость света не 
зависит от направления (для сторонников СТО таковой 
может являться любая произвольно выбранная 
инерциальная система отсчёта).

Рисунок 1

Рис. 1 Рисунок 1 поможет нагляднее представить движение относительно абсолютной системы отсчёта двух стержней АС и DE. Абсолютные пространственные координаты нанесены на рисунок 1 в виде координатной сетки, представляющей собой тонкие вертикальные линии, расположенные на равных расстояниях друг от друга - пусть расстояние между линиями системы координат будет считаться единицей длины. За единицу абсолютного времени можно взять такой интервал времени, за который луч света, распространяющийся в эфире, преодолевает расстояние, равное единице длины. Само движение стержней демонстрируется путём изображения мгновенного положения стержней относительно абсолютной системы отсчёта в различные моменты абсолютного времени. На некоторое время я забуду собственные слова о том, что мир не существует в форме мгновенного состояния всех его элементов и стану рассматривать именно мгновенное состояние некоторой области мира, в которой находятся стержни - ведь в конце концов необязательно полагать изображённое на рисунке именно реальным состоянием мира, вполне достаточно считать изображённое просто некоей реконструкцией, моделью мира, составленной по определённому принципу. Впрочем, тот, кто не готов смириться с мыслью об отсутствии у мира мгновенного состояния, пусть как раз полагает, что изображённое на рисунке 1 и есть реально существующее состояние некоей области пространства в некие мгновения абсолютного времени. Изображения положений стержней в различные моменты абсолютного времени расположены сверху вниз в порядке возрастание моментов абсолютного времени. То есть в верхней части рисунка 1 изображено положение стержней в некоторый момент абсолютного времени, принятый за за нулевой; под этим верхним положением изображено положение стержней через одну единицу абсолютного времени; ещё ниже изображено положение стержней через три единицы времени и так далее - вплоть до момента времени, отстоящего от нулевого момента на девять единиц абсолютного времени. Моменты абсолютного времени, соответствующие положениям стержней, указаны в левом верхнем углу каждого положения. В точках А и B стержня AC и в точках F и E стержня DE расположены часы - то есть устройства, способные генерировать некие циклические процессы и измерять их число, прошедшее между двумя собственными состояниями. Пусть часы откалиброваны так, что способны выдавать показания в единицах абсолютного времени, определённых чуть выше. Как видно из рисунка, пары часов на каждом стержне расположены на расстоянии трёх пространственных единиц друг от друга, и отрезок стержня между часами на верхнем стержне выкрашен в синий цвет, а на нижнем стержне - в красный цвет. Пусть верхний стержень АС перемещается относительно абсолютной системы отсчёта слева направо со скоростью, равной половине скорости света. Это должно означать, что положение стержня на рисунках через единицу времени смещается на пол-единицы длины. Нижний стержень DE, в свою очередь, пусть перемещается относительно абсолютной системы отсчёта справа налево с точно такой же скоростью. Изначально показания часов на стержнях никак не синхронизированы, и это отражено в виде отсутствия первых показаний часов. Положим теперь, что обитатели этих стержней (пусть стержень будет схематическим изображением некоего обитаемого объекта - например, ракеты) не подозревают о своем движении относительно эфира и полагают, что если свет вышел из точки, расположенной точно посередине между двумя часами, то мгновения прихода светового сигнала к часам являются одновременными - то есть таким способом они полагают возможным синхронизировать показания часов. Пусть теперь для целей синхронизации часов обитатели стержней устанавливают точно посередине между часами источник жёлтого света. Пусть источники света на обоих стержнях срабатывают одновременно в абсолютном смысле. Момент срабатывания, положенный мной за нулевой момент абсолютного времени t = 0, изображён на верхнем рисунке. За единицу времени свет распространится относительно той точки эфира, в которой он был испущен, на единицу длины влево и вправо (распространение света в других направлениях для простоты изображения не рассматривается). За это же время стержни сместятся на пол-единицы длины друг навстречу другу. Как видно из рисунка, в момент времени t = 1 левый фронт световой волны, испущенной источником, расположенным на верхнем стержне, достигнет часов, расположенных на верхнем стержне в точке A. В свою очередь, правый фронт световой волны, испущенной источником, расположенным на нижнем стержне, в этот же момент абсолютного времени достигнет часов, расположенных на нижнем стержне в точке E. Пусть по поступлении светового сигнала к часам показания часов обнуляются, и в той же точке стержней, где расположены часы, вспыхивает источник света (синий для верхнего и красный для нижнего стержня), и одновременно с этими событиями в этих же точках срабатывают маркирующие устройства, проставляющие отметки на противоположном стержне (синюю на нижнем стержне и красную на верхнем). На следующем рисунке (t = 3) изображено положение стержней и фронта световых волн в момент абсолютного времени, отстоящий от предыдущего изображённого момента на две единицы времени. Как видно из рисунка, в этот момент времени правый фронт синхронизирующей световой волны жёлтого цвета, испущенной источником на верхнем стержне, достигнет часов, расположенных в точке В верхнего стержня, а левый фронт синхронизирующей световой волны, испущенной источником на нижнем стержне, достигнет часов, расположенных в точке F нижнего стержня. Пусть, как и в случае прихода синхронизирующего сигнала к часам A и E, приход синхронизирующего светового сигнала к часам B и F вызывает обнуление показаний этих часов, а также запуск источников нового светового сигнала и маркирующих устройств. Обращаю также внимание на тот факт, что ранее синхронизированные часы, расположенные в точках А и E к этому моменту абсолютного времени, изменят свои показания на две единицы времени, а световые лучи синего и красного цветов, выпущенные в момент абсолютного времени t = 1, сместятся на положенные им две единицы длины (на рисунке я рассматриваю только смещение правого фронта волны, испущенной источником на верхнем стержне, и левого фронта волны, испущенной источником на нижнем стержне). На следующем рисунке (t = 5) помимо соответствующего смещения стержней и фронта световых волн отмечен приход к часам А синего светового сигнала, испущенного в момент абсолютного времени t = 3 источником, расположенном на верхнем стержне в точке B, а также приход к часам E красного светового сигнала, испущенного в момент абсолютного времени t = 3 источником, расположенном на нижнем стержне в точке F. На следующем рисунке (t = 7) отмечен момент прихода к часам B синего светового сигнала, испущенного в момент абсолютного времени t = 1 источником, расположенным на верхнем стержне в точке A, а также момент прихода к часам F красного светового сигнала, испущенного в момент абсолютного времени t = 1 источником, расположенном на нижнем стержне в точке E. Кроме того условимся, что в точках B и F расположены зеркала, и потому в рассматриваемый момент абсолютного времени в этих точках наблюдается отражение световых лучей. На следующем рисунке (t = 8) отмечен момент, когда часы на обоих стержнях поравнялись друг с другом, а кроме того на данном рисунке изображено смещение лучей света, отраженных зеркалами, расположенными в точках B и F стержней. На следующем рисунке (t = 9) отмечен момент прихода отражённых лучей к часам A и E. На этом я закончу описание всего изображённого на рисунке 1 и приступлю к рассмотрению тех выводов, которые должны будут сделать обитатели стержней из доступных им для наблюдения фактов. Ещё раз о сокращении длин движущихся тел Следуя конвенции о синхронизации часов, обитатели верхнего стержня AC посчитают такие события, как приход синхронизирующего светового сигнала жёлтого цвета к часам А и к часам B, одновременными, а сами часы в результате обнуления показаний в эти моменты - идущими синхронно. В свою очередь, обитатели нижнего стержня DE посчитают моменты прихода синхронизирующего сигнала к часам E и к часам F одновременными, а часы, расположенные в точке E и F - синхронизированными. Соответственно, с точки зрения обитателей верхнего стержня маркирующие устройства поставили синие отметки на нижнем стержне одновременно, и, наоборот, обитатели нижнего стержня будут полагать, что маркирующие устройства проставили красные отметки на верхнем стержне также одновременно. Но что обнаружат обитатели стержней при встрече стержней и сопоставлении сделанных наблюдений? Расстояние на нижнем стержне между синими отметками превышает длину выкрашенной в синий цвет части верхнего стержня (расстояние между маркёрами), то есть, по мнению обитателей верхнего стержня, нижний стержень при полёте мимо них сократился в длине (с точки зрения обитателей верхнего стержня сам верхний стержень, конечно, будет покоиться). И, наоборот, расстояние на верхнем стержне между красными отметками превышает длину части нижнего стержня, выкрашенной в красный цвет (расстояние между маркёрами), то есть, по мнению обитателей нижнего стержня, верхний стержень при полёте мимо них сократился в длине. Итак, как видно из рисунка 1, релятивистское сокращение длин движущихся тел (прошу не путать это явление с собственной длиной тела) взаимно - иными словами, если любое из двух движущихся относительно эфира тел посчитать покоящимся, то в системе отсчёта этого тела будет фиксироваться сокращение длины другого движущегося относительно него тела. Замедление времени Рассмотрим момент абсолютного времени t = 5. Как видно из рисунка, в этот момент времени часы B и F поравнялись друг с другом, и обитатели стержней могут сравнить показания этих часов (в нашем случае они одинаковы, но в общем случае они могут быть какими угодно - главное сравнить показания часов на разных стержнях в одной точке пространства и в один и тот же момент времени). Теперь перейдём к моменту времени t = 8, в этот момент часы B поравнялись с часами D, а часы F поравнялись с часами A. Какой же вывод сделают обитатели нижнего стержня, сравнивая показания часов? Часы B перемещались относительно нижнего стержня, и в момент пролёта часов B мимо часов F на часах B и F было 2 единицы времени, а когда часы B долетели до часов E, на часах E оказалось 7 единиц времени, а на часах B всего 5 единиц времени. По мнению обитателей нижнего стержня, часы F и E идут синхронно, следовательно, часы B были в полете 7 - 2 = 5 единиц времени, но при этом сами часы B отсчитали только 5 - 2 = 3 единицы времени. "О чудо: часы на движущемся теле идут медленнее, чем часы на покоящемся теле", - скажут обитатели нижнего стержня. Теперь посмотрим, к каким выводам придут обитатели верхнего стержня. Часы F перемещались относительно верхнего стержня, и в момент пролёта часов F мимо часов В на часах F и B было 2 единицы времени. Затем, когда часы F долетели до часов A, на часах А оказалось 7 единиц времени, а на часах F всего 5 единиц времени. По мнению обитателей верхнего стержня, часы A и B идут синхронно, следовательно, часы F были в полёте 7 - 2 = 5 единиц времени, но при этом сами часы F отсчитали только 5 - 2 = 3 единицы времени. "О чудо, часы на движущемся теле идут медленнее, чем часы на покоящемся теле", - скажут обитатели верхнего стержня. Итак, релятивистское "замедление" времени на движущихся телах взаимно, то есть любое из движущихся относительно эфира тел можно посчитать покоящимся, и при этом в системе отсчёта этого тела будет фиксироваться замедление времени на движущемся относительно него теле. Непонимание у людей, знакомящихся со следствиями СТО, как правило, вызывает не сама возможность замедления времени на движущихся телах и не сама возможность сокращения длины движущихся тел (ничего непостижимого для человеческого ума в этом не было бы), а то, что согласно основополагающему принципу СТО об относительности движения, из двух смещающихся друг относительно друга тел любое тело можно посчитать покоящимся. "Так длина какого из двух тел должна сокращаться? Так на каком же теле должно замедляться время?" - негодуют критики СТО или недоуменно вопрошают люди, на саму СТО не покушающиеся, но пытающиеся в данной теории разобраться. Ответы же специалистов об относительности релятивистских эффектов (кстати, сам термин "релятивистские эффекты" при полном, а не частичном, как сейчас принято, переводе этого словосочетания выглядел бы как "относительные эффекты") вызывают ещё большее возмущение "здравого смысла". "Так какова же "на самом деле" длина движущегося тела? Так на каком же теле время "на самом деле" течёт медленнее?" - вопрошают те, кто пытается понять СТО. Каким образом даже в самом привычном "ньютоновском" мире, а не в "безумном мире Эйнштейна", может реализоваться ситуация, вызывающая столь сильное неприятие здравым смыслом, я показал на рисунке 1. Оказалось, что, дабы постигнуть релятивистские эффекты, достаточно было просто посмотреть на то, что мы реально измеряем, измеряя длину движущегося тела и время между пространственно разделёнными событиями - точнее, детально разобраться, в том, КАК ИМЕННО мы измеряем эти величины. Ни длина движущегося тела, ни интервал времени между событиями на движущемся теле, измеренный покоящимися часами, не являются характеристиками самого тела или характеристиками течения процессов на движущемся теле - эти величины отражают лишь некие отношения (relations) между двумя движущимися системами отсчёта, отношения, вычисляемые по правилам, установленным самим человеком. (Тех из читателей, которые вспомнит про то, что из СТО следует вывод о том, что движение тела относительно другого тела по замкнутой траектории вызывает, если можно так выразиться "реальное", а вовсе не "относительное" замедление времени, прошу пока не записывать меня в шарлатаны, а потерпеть до следующей моей заметки.) Релятивистское правило сложения скоростей Ещё одним "непостижимым" чудом СТО считается релятивистское правило сложения скоростей. Многие люди полагают, что это правило покушается чуть ли не на саму математическую логику, ибо согласно данному правилу два плюс два не равно четырём. Поясняю: если относительно некоторой системы отсчёта одно тело движется со скоростью, допустим, 2 километра в секунду, а навстречу ему движется другое тело также со скоростью 2 километра в секунду, то если в системе отсчёта одного из тел мы измерим скорость приближения к нему другого тела, то скорость эта будет равна не 4 километрам в секунду, а меньшей величине - так, напоминаю, утверждает специальная теория относительности. Кажется, что в "ньютоновском" мире такая нелепая ситуация невозможна, что реализоваться она может только в непонятно как устроенном "безумном мире Эйнштейна". Ну что ж, давайте вновь посмотрим на рисунок 1. Верхний стержень перемещается относительно абсолютной системы отсчёта со скоростью 0,5 единиц длины в единицу времени, нижний стержень движется в противоположном направлении с той же скоростью, то есть в абсолютной системе отсчёта стержни сближаются со скоростью 1 единица длины в единицу времени или, иными словами - со скоростью света. Теперь давайте обратимся к изображению, запечатлевшему положение стержней в момент времени t = 5. Точка B верхнего стержня в этот момент находится напротив часов F, показание которых в этот момент равно двум. Смотрим теперь на изображение, запечатлевший положение стержней в момент абсолютного времени t = 8. Точка B верхнего стержня достигла часов, расположенных на нижнем стержне в точке E, показание часов E в этот момент абсолютного времени равно семи. Часы F и E синхронизированы (синхронизированы, понятно, согласно мнению обитателей нижнего стержня), а значит, между прохождением точки B мимо точек F и E прошло 7 - 2 = 5 единиц времени. Сама же точка B за это время преодолела расстояние между точками F и E, равное трём единицам длины, то есть скорость перемещения точки B мимо нижнего стержня (а значит, и всего верхнего стержня мимо нижнего), по мнению обитателей нижнего стержня, составила 3 : 5 = 0,6 единицы длины в единицу времени. Легко показать, что скорость перемещения нижнего стержня относительно верхнего, измеренная часами верхнего стержня, будет точно такой же - то есть равной 0,6 единиц длины в единицу времени. Вместо ожидаемого перемещения одного стержня относительного другого со скоростью, равной скорости света, мы получили, что скорость движущегося стержня, измеряемая из системы отсчёта "покоящегося" стержня, оказывается меньшей скорости света. Легко показать, что с какой бы скоростью ни двигались два тела в эфире, в том случае, если эта скорость не превысит скорость света (а сие, похоже, невозможно по самой природе эфира), скорость перемещения одного тела относительно другого, измеренная из системы отсчёта тела, принятого в качестве "покоящегося" (по тем правилам, которые приняты в СТО), никогда не превысит скорость света. Вот, собственно, и весь секрет релятивистского правила сложения скоростей. И чтобы постичь этот секрет реформа математики не потребовалась, оказалось достаточным всего-навсего разобраться с тем, КАК в СТО измеряется относительные скорости (впрочем, именно так скорость измеряли и до СТО). Тут читатели моих "Заметок" могут обвинить меня в том, что я придерживаюсь слишком невысокого мнения об умственных способностях обитателей стержней, которые в моём представлении оказываются не способными постичь элементарного - того, что скорость распространения света относительно движущихся в эфире стержней не одинакова в разных направлениях, а следовательно, синхронизированные показания часов A и B вовсе не одновременны в абсолютном смысле. Что ж, давайте посмотрим, велики ли шансы у обитателей стержней обнаружить неравномерность распространения света. Измерение скорости света Посмотрим на, допустим, верхний стержень в момент времени t = 1. В этот момент в точке А обнуляются показания часов и вспыхивает источник синего света. Луч света, распространяющийся слева направо, достигнет часов B в момент абсолютного времени t = 7. Показания часов B в этот момент равны четырём. Длина участка верхнего стержня между часами A и B равна трём единицам длины. Следовательно, обитатели верхнего стержня должны сделать вывод, что за четыре единицы времени луч света, распространяющийся слева направо, прошёл путь в три единицы длины, то есть скорость света равна 0,75 единицы длины в единицу времени. Посмотрим теперь, какова будет вычисленная скорость света, распространяющегося в обратном направлении, то есть справа налево. В момент абсолютного времени t = 3 в точке B верхнего стержня вспыхивает источник света, показания часов B в этот момент обнуляются. Луч света, вышедший от этого источника, достигает часов A в момент абсолютного времени t = 5, часы A в этот момент показывают 4. А это значит, что вычисленная скорость света, распространяющегося справа налево, составит 3 : 4 = 0,75 единицы длины в единицу времени. Итак, измеренная с помощью двух синхронизированных часов скорость света относительно тела, движущегося в эфире, окажется независимой от направления перемещения тела - впрочем, чего же ещё и можно ожидать от измеренной таким способом скорости света, если пара часов, используемая для отсчёта времени между стартом и финишем сигнала, синхронизировалась, исходя из представлений о равенстве скорости распространения света во всех направлениях? Нет, если уж синхронизировать часы светом, то, по уму, синхронизировать их нужно, исходя из истинной скорости распространения света относительно тела в конкретном направлении. Чтобы синхронизировать двое часов в абсолютном смысле, необходимо сначала измерить "истинную" скорость света в определённом направлении, а затем, исходя из расстояния между часами и скорости света в направлении распространения сигнала, вычислить время, которое потратил луч света на преодоление расстояния между часами - и уж затем синхронизировать часы с учётом этой вычисленной задержки. Но, чтобы провести измерение истинной скорости света, нужно на "старте" и "финише" измерительной установки уже иметь синхронизированные в абсолютном смысле часы. То бишь это замкнутый круг: мы определяем скорость движения светового сигнала через понятие времени, но само понятие времени мы определяем через скорость движения светового сигнала. Можно, конечно, попробовать измерить скорость света без синхронизации часов всего одними часами - если отразить луч зеркалом обратно к часам, - но измеренная этим способом скорость света есть средняя скорость распространения света на пути туда-обратно. Посмотрим опять на рисунок 1. В момент абсолютного времени t = 1 от источника в точке А исходит луч синего света, часы A в этот момент показывают 0. В момент абсолютного времени t = 7 луч света отражается в точке B и начинает распространяться в обратном направлении. Вновь достигает часов A луч света в момент абсолютного времени t = 9, часы A в этот момент показывают 8. То есть, с точки зрения обитателей верхнего стержня, за 8 единиц времени свет проходит 6 единиц длины (две длины отрезка AB) - иными словами, свет будет иметь скорость 6 : 8 = 0,75 единицы длины в единицу времени. Легче обитателям движущихся стержней от таких вычислений не станет, ибо, как видно из приведенных примеров, ничего сверх средней скорости света в двух направлениях они вычислить не сумеют. В этом самом месте читатели моих "Заметок" опять могут выразить мне недоверие - мол, не сгущаю ли я краски? Почему бы обитателям стержней не вычислить скорость света в вертикальном направлении: ведь в этом направлении стержни относительно эфира не смещаются - это-то и будет истинная скорость света. А затем, зная скорость света относительно эфира и среднюю скорость света относительно движущегося в эфире тела, измеренную в плоскости движения тела, можно вычислить как скорость движения тела в эфире, так и скорость света относительно движущегося тела, а затем уж и синхронизировать часы в абсолютном смысле. Увы, наблюдателей, имеющих возможность проводить измерения только в движущейся относительно эфира системе отсчёта, разочарование ждёт и здесь. Смотрим на рисунок 2.

Рисунок 2

Рисунок 2 На нём помимо горизонтального стержня, перемещающегося слева направо со скоростью, равной половине скорости света, то есть со скоростью 0,5 единицы длины в единицу времени, я изобразил установку для измерения скорости света в вертикальном направлении, представляющую собой вертикальный стержень в 3 единицы длины. В нижней точке этого стержня расположены часы и источник света, а в верхней точке - зеркало. Если рассуждать с позиции наблюдателя, движущегося вместе со стержнем (для него стержень, естественно, покоится) то свет, испущенный источником, пройдёт вдоль вертикального стержня путь в 3 единицы длины, отразится в верхней точке и вернётся к часам, пройдя тот же путь. Если мы засечём время прохождения сигнала туда и обратно, а затем двойную длину стержня разделим на это время, то получим скорость распространения света в вертикальной плоскости. Однако, как видно на рисунке 2, из-за смещения всей установки относительно эфира путь сета в эфире будет равен вовсе не двойной длине стержня, а сумме двух гипотенуз, длину которых, не зная горизонтальную скорость движения установки относительно эфира, определить невозможно. Если же в приведённом мной примере разделить двойную длину стержня на время прохождения сигнала, то мы получим скорость света в плоскости, перпендикулярной движению, вычисленную в движущейся системе отсчёта и равную 6 : 6,92 = 0,87 единицы длины в единицу времени. И эта скорость окажется вовсе не равной истинной скорости света в эфире. Если теперь учесть то, что о том, что установка смещается относительно эфира в горизонтальной плоскости, но не смещается относительно эфира в вертикальной плоскости, и о том, какова истинная скорость света в эфире знаем только мы, внешние по отношению к движущейся системе отсчёта наблюдатели, эдакие супервайзеры, то становится ясно, что для наблюдателей в движущейся относительно эфира системе отсчёта задача определения истинной скорости света относительно эфира оказывается весьма и весьма непростой. Даже если составить уравнения движения света в двух перпендикулярных плоскостях (которые я сейчас приводить не буду), учитывая возможное, но неизвестное по величине смещение установки относительно эфира, то в двух уравнениях будет три неизвестных (истинная скорость света относительно эфира, скорость движения тела относительно эфира в горизонтальном направлении и скорость движения тела относительно эфира в вертикальном направлении), а значит, эта система уравнений неразрешима. У меня сейчас нет времени анализировать ситуацию на предмет возможности каким-либо способом разрешить эту систему уравнений (например, найти некоторое третье связующие все величины уравнение или провести серии экспериментов с изменением направлений, в котором измеряется средняя скорость света, и затем по соотношению величин вычисленной скорости найти направление движения тела относительно эфира, или предпринять ещё какие то хитрые ходы), потому я сейчас не стану утверждать, что скорость движения тела относительно эфира и истинную скорость света принципиально нельзя измерить не выходя "за рамки" системы отсчёта движущегося тела (то есть не проводя измерения, например, в системе отсчёта, связанной с эфиром), но, как я покажу позднее, сам ответ на вопрос о принципиальной возможности определения скорости движения тела относительно эфира в той модели мира, которую я рассматривал, не имеет для нас практического значения, ибо в реальном мире обнаружить движение тела относительно эфира, если предположить, что таковой существует, совершенно невозможно - в том числе и по несколько иным причинам. Но если с измерением истинной скорости света относительно эфира и скорости движущегося в эфире тела у обитателей стержней и возникнут проблемы, то уж что они точно могут обнаружить, не выходя за рамки собственной ИСО, так это разницу в средней скорости света на пути туда-обратно, измеренной в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Да, собственно, разница эта уже была мной продемонстрирована. Несмотря на то, что нам, внешним наблюдателям, известно, что в горизонтальном направлении стержень и установка для измерения средней скорости света смещаются относительно эфира со скоростью, равной половине скорости света, а в вертикальном направлении установка относительно эфира покоится, разница в средней скорости света на пути туда-обратно в вертикальном и горизонтальном направлениях будет равной всего 0,87 - 0,75 = 0,12 единицы длины в единицу времени или менее 14% от максимального значения средней скорости. Для обнаружения такой разницы требуются измерительные приборы высочайшей точности, и такой прибор был сконструирован ещё в девятнадцатом веке известными сейчас всему миру экспериментаторами Майкельсоном и Морли. Принцип действия этого прибора основывался на явлении интерференции двух лучей света. Если разделить один луч света на два потока, движущихся в перпендикулярных направлениях, и затем после отражения от зеркал эти два потока снова собрать вместе, то по интерференционной картине можно будет судить о том, прошли ли отражённые лучи одинаковый путь относительно эфира или же нет. Результаты этих экспериментов известны всем: смещение интерференционных полос, а следовательно, и разница в средней скорости светового сигнала на пути туда-обратно между двумя перпендикулярными плоскостями несмотря на движение Земли в пространстве обнаружены не были. Такой результат эксперимента был бы невозможен, соответствуй наш Мир той модели Мира, которую я описал в начале этой заметки. Более того, в случае соответствия данной модели Мира реальности вся специальная теория относительности выглядела бы простым шарлатанством, каковым она, если честно, мне и показалась в тот момент, когда мои размышления дошли примерно до того этапа, на котором я сейчас заканчиваю данную заметку - точнее, до того момента, когда я после первого восторга от собственной сообразительности, вскрывшей вековое "заблуждение" всего учёного сообщества, вспомнил о том, что измерения скорости света, проведённые Майкельсоном и показавшие её, скорости, постоянство, никак не были связаны с синхронизацией часов (то есть постоянство скорости света в различных ИСО нельзя считать следствием конвенции о синхронизации часов), и о том, что уже после разработки СТО были проведены эксперименты, показавшие реальность замедления времени на телах, движущихся относительно условно покоящегося тела по замкнутой траектории (есть сведения, что уже давным-давно зарегистрировано некоторое замедление хода атомных часов, установленных на искусственном спутнике Земли, относительно хода атомных часов, остававшихся неподвижными на самой Земле; насколько данным сведениям можно доверять - не знаю). Но насколько сильно нужно изменить наши представления об устройстве Мира относительно той модели, которую я описал в данной заметке и изобразил на рисунке 1, для того чтобы эти представления согласовывались с фактами реальности, я расскажу уже в следующей своей "Заметке". До понимания кинематики СТО остался всего лишь один шаг. 10 июня 2006 г.
 

Просмотр всех сообщений по данной теме
Полный список

Тема Автор Дата
Заметки о теории относительности VadimPro 04/05/2006 15:14
Заметка первая: "Вопросы гносеологии" VadimPro 05/05/2006 08:28
Re: Заметка первая "Вопросы гносеологии" Виктор Вашкевич 16/06/2006 11:12
Заметка вторая: "Об одновременности событий" VadimPro 15/05/2006 11:48
Re: Заметка вторая "Об одновременности событий" М.Галиев 17/05/2006 16:20
Ответ Муниру VadimPro 17/05/2006 16:21
Извинения М.Галиев 17/05/2006 16:24
Заметка третья: "Измерение времени" VadimPro 25/05/2006 22:02
В глазах людей я, наверное, совсем свихнулся... VadimPro 16/06/2006 11:01
Re: Заметка третья: "Измерение времени" Виктор Вашкевич 16/06/2006 11:04
Заметка четвёртая: "Измерение длин" VadimPro 28/05/2006 18:05
Заметка пятая VadimPro 10/06/2006 23:42
Заметка шестая: "Воцарение относительности" VadimPro 02/07/2006 15:43
Продолжение шестой "Заметки" VadimPro 04/07/2006 20:02
О статье Пуанкаре "Пространство и время" VadimPro 11/03/2009 13:45
Re: О статье Пуанкаре VadimPro 11/03/2009 13:45
Приложение к шестой заметке. "Человек и закон" VadimPro 11/03/2009 13:41
Опять меня опередили... VadimPro 11/03/2009 13:43
Небольшое "лирическое" отступление VadimPro 16/07/2006 23:14
Небольшое физическое увёртывание Материалисты 19/07/2006 14:20
Re: Небольшое физическое увёртывание VadimPro 20/07/2006 23:49
Объяснение феномена гравитации Игорь 21/07/2006 12:45
Re: Объяснение феномена гравитации Игорь 21/07/2006 19:45
Re: Объяснение феномена гравитации VadimPro 21/07/2006 21:33
Re: Объяснение феномена гравитации Игорь 24/07/2006 08:34
Об ускорении VadimPro 24/07/2006 19:28
Re: Об ускорении Игорь 25/07/2006 00:53
Re: Об ускорении Игорь 25/07/2006 13:53
Re: Об ускорении Игорь 25/07/2006 17:43
Re: Об ускорении VadimPro 25/07/2006 21:32
Re: Об ускорении Игорь 06/08/2006 19:13
О расширении Вселенной VadimPro 11/08/2006 18:55
Вадиму мимоходом М.Галиев 25/07/2006 11:18
Re: Вадиму мимоходом VadimPro 15/08/2006 09:52
Ответ Вадиму М.Галиев 15/08/2006 09:54
Ответ Муниру VadimPro 15/08/2006 10:01
Re: Ответ Вадиму Мунир Галиев 15/08/2006 10:04
Ответ Муниру VadimPro 15/08/2006 10:08
То ли вопрос, то ли ответ... Мунир Галиев 21/08/2006 14:03
Вот, давно бы так! VadimPro 24/08/2006 22:16
Нет, не солгали предчувствия мне... VadimPro 04/09/2006 20:29
Хочется понять... Мунир Галиев 07/09/2006 15:22
Главное - наличие желания VadimPro 08/09/2006 22:27
Привлекаю на подмогу "авторитетов" VadimPro 28/09/2006 23:52
Желания у меня много, а вот времени... Мунир Галиев 11/09/2006 16:03
А мы никуда и не торопимся.... VadimPro 15/09/2006 23:41
Заметка седьмая:"Возвращение блудного эфира" VadimPro 03/08/2006 00:21
Как надо искать эфир Геннадий 15/09/2006 22:05
Как не надо искать эфир VadimPro 16/09/2006 00:57
Об эквивалентности массы и энергии или ... VadimPro 30/09/2006 00:24
Почему замедляется время? VadimPro 25/07/2009 10:53
Пятимерная система отсчёта Геннадий Твердохлебов 25/07/2009 10:57
Re: Пятимерная система отсчёта VadimPro 25/07/2009 11:06
Re: Пятимерная система отсчёта Геннадий Твердохлебов 25/07/2009 11:08
Re: Пятимерная система отсчёта VadimPro 25/07/2009 11:12
Re: Пятимерная система отсчёта Геннадий Твердохлебов 25/07/2009 11:14
Re: Пятимерная система отсчёта VadimPro 25/07/2009 11:16
Re: Пятимерная система отсчёта Геннадий Твердохлебов 25/07/2009 11:19
Re: Пятимерная система отсчёта VadimPro 25/07/2009 11:20
Re: Пятимерная система отсчёта Геннадий Твердохлебов 25/07/2009 11:22