а интервал времени
где β = v/с. Эти уравнения носят название преобразований координат и времени Лоренца. Сокращение Δx1 в
и увеличение интервала времени на обратную величину в движущейся системе называются соответственно лоренцевым сокращением пространства и лоренцевым замедлением времени. Инвариантом в этих преобразованиях является c = const. Скорость света — величина, производная от мер пространства и времени, принимается Эйнштейном основной, независимой, а основополагающие понятия — пространство и время напротив, — зависимыми, переменными.
Согласно преобразованиям Лоренца, пример, изображенный выше на рис. 14 при тех же условиях приобретает вид, что изображен на рис. 17.
Рис. 17
Фронт распространения света в системе О имеет форму шара радиуса r = сt с центром в точке О, а в системе О1, тот же фронт распространения света имеет форму шара радиуса r1=сt1, но с центром в точке О1. Таким образом, имеем один и тот же фронт распространения света формы шара с двумя не совмещенными центрами(!).
Первый постулат теории относительности, или принцип относительности Эйнштейна, в переводе с языка математики на разговорный имеет следующую формулировку: В инерциальных системах, движущихся относительно той, в которой находится наблюдатель, размеры тел сокращаются в направлении движения, а интервалы времени и масса увеличиваются пропорционально отношению скорости движения систем к скорости света c=const, то есть, процессы природы в движущихся системах протекают иначе, чем в системе наблюдателя.
Согласно теории относительности для наблюдателя А, находящегося в неподвижной системе «А», его и все движущиеся инерциальные системы, в том числе одна из них «В», неравноправные. Величина неравноправности для наблюдателя А определяется скоростью движения каждой системы относительно него.
Наблюдатель В находится в движущейся системе «В». Но для него своя система неподвижная, а все остальные — движущиеся, в том числе «А», неподвижная для наблюдателя А. Следовательно, для наблюдателя В инерциальные системы тоже неравноправные, но с точностью наоборот. По его наблюдениям в системе «А» размеры тел сокращаются в направлении движения, а интервалы времени и масса увеличиваются, процессы природы происходят иначе, чем в его системе.
Возникает вопрос: «Есть ли вообще предсказываемые изменения?».
Отвечая на него, Эйнштейн писал так: «Вопрос о том, реально ли лоренцево сокращение, не имеет смысла. Сокращение не является реальным, поскольку оно не существует для наблюдателя, движущегося вместе с телом, однако оно реально, так как оно может быть принципиально доказано физическими средствами для наблюдателя, не движущегося вместе с телом» [2, с. 187, Т.1].
К сожалению, он не указал физические средства, с помощью которых может быть разрешен этот парадокс. Не указал по простой причине, — нет физических средств, с помощью которых можно экспериментально проверить предсказываемые изменения. Если принцип относительности Галилея является результатом обобщения наблюдений и экспериментов, то принцип относительности Эйнштейна опытной проверки не имеет и иметь не может.
Действительно, всякое физическое измерение состоит из двух частей: первая — выбор эталона, меры измерения величины, вторая — проведение измерения по определенной методике (процедура измерения). Внутри инерциально движущейся системы, а скорость системы нами может быть принята любой, согласно релятивистским представлениям сокращается (пространство) или увеличивается (время, масса) всё — и измеряемый объект, и эталон. Поэтому проверить предполагаемые изменения объективно, опытом, независимо от наших суждений, невозможно.
Принцип относительности Эйнштейна, в котором сформулирована сущность теории относительности, самостоятельного значения не имеет. Он является логическим следствием постулата с = const, который противоречит реальности, поэтому и сам принцип относительности Эйнштейна, и теория относительности также противоречат реальности.
Противоречит реальности и общая теория относительности (ОТО), поскольку в её основе находится всё тот же постулат постоянства скорости света. К нему в общей теории добавлен ещё один, произвольный, непонятно откуда взятый постулат: скорость распространения гравитационного поля vg равна с, то есть, vg = с = const. Согласно постулату общей теории относительности считается, что скорость распространения гравитационного поля vg = 300 000 км/с, и эта скорость не подчиняется классическому закону сложения скоростей.
Не являются обоснованными и утверждения о том, что некоторые явления природы находят свое объяснение только как следствия теории относительности, и тем самым доказывают ее правильность и оправдывают необходимость. Напротив, все явления природы, кроме мысленных экспериментов типа «парадокса близнецов», логически непротиворечиво и просто описываются в понятиях классической физики. В качестве примера рассмотрим некоторые из них.
6. Следствия теории относительности
Рассмотрим изменение времени жизни элементарных частиц, например, космических π-мезонов, возникающих в результате взаимодействия космических лучей с атмосферой Земли.
<…>Искусственные мезоны движутся сравнительно медленно и время их жизни практически близко к времени жизни покоящихся мезонов. Опыты такого рода позволяют узнать собственное время жизни π-мезонов: Т0 = 10-8 сек.
Итак, если скорость космических мезонов настолько велика, что будет приближаться к скорости света, то расстояния, которые они могут проходить, будут составлять, примерно, с·Т0 = 3·1010 10-8 = = 3·102 см. Но π-мезоны очень высоких энергий удавалось даже наблюдать на уровне моря. Как же случается, что они проникают в атмосферу, проходя в ней расстояния h = 30 км = 3 106 см за короткие периоды их времени жизни? Этот парадокс легко разгадать, принимая во внимание замедление времени; время жизни Т при наблюдении на Земле оказывается гораздо больше Т0. В самом деле, имеем
для того, чтобы π-мезоны достигли Земли, это время должно быть больше, чем высота атмосферы, деленная на скорость мезонов v; минимальная скорость, следовательно, должна удовлетворять условию
Отсюда можно подсчитать отношение v/c:
[15, с. 256]»
Проведение таких сложных рассуждений и расчетов вызвано произвольным введением ограничения скорости движения космических частиц. Все становится на свои места, если из наблюдаемого поведения π-мезонов высоких энергий найти их скорость нормальным способом: делением пройденного расстояния на время, в течение которого они двигались
Имеем, что скорость космических π-мезонов гораздо больше скорости света.
Данное наблюдение показывает несостоятельность еще одного утверждения содержащегося в постулате с = const, о том, что скорость света в вакууме, будь то бы, является максимально возможной в природе.
6.2. Отклонение луча света в поле тяготения Солнца
«Первая проверка эйнштейновских предсказаний была осуществлена главным образом благодаря инициативе английского астронома Эддингтона 29 мая 1919 г. Две английские экспедиции были направлены для наблюдения полного солнечного затмения — одна на западное побережье Африки, другая — в северную часть Бразилии. Обе вернулись с рядом фотографий звезд, окружавших Солнце (рис. 18). Результаты изучения полученных фотографий были объявлены 6 ноября 1919 г. Они провозгласили триумф теории Эйнштейна. Предсказанное Эйнштейном смещение, составляющее величину 1,75 дуговых секунд, было полностью подтверждено» [15, с. 249]. Заметим, что проведение подобных экспериментов представляет большую техническую проблему, поэтому достоверность результатов экспедиций Эддингтона сомнительна [16, с. 131].
Рис. 18
Оставим вопрос об искривлении пространства согласно теории относительности, или о величине массы фотона по иной теории, — это пока не решенная задача и она не входит в круг данного изложения, рассмотрим неоднозначность наблюдений указанных экспедиций. Измерение величины отклонения луча в поле тяготения Солнца возможно при наличии вакуума вблизи него. Но известно, что Солнце окружено горячей атмосферой — короной, искажающей траекторию луча. Наблюдаемое отклонение луча света в окрестностях Солнца обусловлено оптической плотностью короны, которая неизвестна. Величина отклонение луча должна служить в первую очередь показателем плотности короны на соответствующей высоте над поверхностью Солнца. Такие измерения в современных условиях при наличии на орбите Земли телескопов были бы интересны.
