Теория относительности о предельной скорости тел
Казалось бы, что можно еще сказать о максимальной величине скорости физических тел. Об этом уже все сказал и как будь то бы доказал Эйнштейн. Любая недоросль отчеканит, как солдат: “Никакое тело не может двигаться быстрее света”. Маститый академик меланхолично, как само собой разумеющееся, рассказывая о том, о чем сам плохо представляет, заметит: “Никакое тело, обладающее массой, не может двигаться быстрее света”. И можно с уверенностью сказать, что большинство из них не читали и даже не просматривали работу Эйнштейна К электродинамике движущихся тел. А уж о том, чтобы изучать и анализировать эту работу вряд ли кто пробовал.
Это явление Эйнштейн описывает в статье “§10. Динамика (слабо ускоренного) электрона” своей работы.
Математическая идеология рассмотрения этого явления такая же, как и рассмотрение изменения размеров тел в параграфах 3 и 4. Так как в движущейся системе ничего особого для наблюдателя, находящегося в этой системе, не происходит и все явления в этой системе совершаются также, как и для покоящегося наблюдателя в покоящейся системе, то все уравнения записываются там и там одинаковым образом. Главное, чтобы с телом ничего не происходило выходящего за теории относительности. Закон Ньютона F=ma одинаков в любой ИСО. Вот формула 1.
“Далее, пусть электрон в течение определенного промежутка времени обладает скоростью v. Найдем закон, согласно которому электрон движется в непосредственно следующий за этим промежутком элемент времени. Не ограничивая общности рассуждений, мы можем допустить и допустим на самом деле, что в тот момент, когда мы начинаем наблюдение, наш электрон находится в начале координат и движется вдоль оси X системы K со скоростью v. В таком случае ясно, что в указанный момент времени (t = 0) электрон находится в покое относительно координатной системы k, движущейся параллельно оси X с постоянной скоростью V. Из сделанного выше предположения в сочетании с принципом относительности следует, что уравнения движения электрона, наблюдаемого из системы k в течение времени, непосредственно следующего
за t = 0 (при малых значениях t), имеют вид:”
Как видите Эйнштейн получил две идентичные формулы в результате таких странных размышлений. Одного принципа относительности оказалось недостаточно. Оба наблюдателя в своих системах видят одно и то же. И теперь надо решить задачу: а как же будет видеть покоящийся наблюдатель происходящее в подвижной системе? Время, координаты и силы обеих систем связаны соотношениями:
Время и координаты Эйнштейн связал в параграфе 3, а поля, то есть силы, которые будут ускорять электрон, он связал в параграфе §5. Преобразование уравнений Максвелла-Герца для пустого пространства. О природе электродвижущих сил, возникающих при движении в магнитной поле.
Вот что он пишет:
Пусть уравнения Максвелла — Герца справедливы для пустого пространства в покоящейся системе К; в таком случае имеем где (X, У, Z) — вектор напряженности электрического поля, (L, M, N) вектор напряженности магнитного поля.
Не путайте эти (X,Y,Z) с координатами.
Дальше в параграфе 10 Эйнштейн пишет:
“С помощью этих уравнений преобразуем написанные движения от системы k к системе K и получим:”Формула А
Из этой формулы он получает две массы для одного и того же электрона в одном и том же поле. Вот они: Формула 4.
Если сравнить эти массы, то получается, что продольная масса больше поперечной как раз на релятивистский коэффициент. А это довольно много. Я как смог просчитал отношения этих масс. При скорости электрона 150 000 км/сек отношение продольной массы к поперечной массе равно 1.1547, а при скорости 250 000 км/сек это отношение равно 1.8. Естественно, что чем ближе скорость электрона к световой, тем разница в массах будет больше.
Из этих формул Эйнштейн не делает выводов об ограничении скорости материальных тел. Он только считает, что эти формулы справедливы для любых материальных точек.
Дальше Эйнштейн говорит о кинетической энергии электрона.
”Определим кинетическую энергию электрона. Если электрон из начала координат системы K с начальной скоростью 0 движется все время вдоль оси X под действием электростатической силы X, то ясно, что взятая у электростатического поля энергия будет равна ∫XεdxW электрона. Принимая во внимание, что в течение всего рассматриваемого процесса движения справедливо первое из уравнений (А), получаем:” Формула 5.
Ну вот как-то все объясняется витиевато. Выше Эйнштейн пишет (вы это уже читали):
“Далее, пусть электрон в течение определенного промежутка времени обладает скоростью v Найдем закон, согласно которому электрон движется в непосредственно следующий за этим промежутком элемент времени.”
Ну почему тогда Эйнштейн что-то интегрирует от 0 до v? Ведь нас интересует, то что происходит после v, когда электрон покинул эту скорость и начал ускоряться новыми силами. А интегрирование от 0 до v это предыстория. Ладно, пусть это лежит на моей непонятливости.
Из этой формулы Эйнштейн делает вывод:
“При v = V величина W становится, таким образом, бесконечно большой. Как в прежних результатах, так и здесь, скорости, превышающие скорость света, существовать не могут. Это выражение для кинетической энергии должно быть справедливым и для любых масс в силу приведенного выше аргумента.”
Таким образом, представляемое мною, да и многими другими, мнение о том, что скорость тела не может быть больше скорости света из-за возрастания массы, оказывается не совсем точным. Энергия – оказывается помехой возрастания скорости и прежние результаты. А что это за прежние результаты?
И вот я представляю такую картинку. Рисунок 1.
Некая сила F1 разгоняет тело до скорости V1 ≈c близкую к скорости света. Продольная масса тела стала почти бесконечной, а поперечная масса в это же время значительно меньше продольной. Возможно в миллионы или миллиарды раз. Сила F2 может еще значительно разгонять тело до скорости V2, тоже близкой к скорости света. И согласно классическому представлению о сложении скоростей в этом случае тело должно приобрести скорость оа, но как показывает Эйнштейн в параграфе 5 тело приобретет скорость ob (V).
В параграфе 5 он пишет:
“Замечательно, что v и w входят симметрично в выражение для результирующей скорости. Если w тоже имеет направление оси X (оси Ξ), то формула для U принимает следующий вид:
“Далее следует, что скорость света V от сложения со скоростью, которая меньше скорости света, не может быть изменена. Для этого случая получается”
Вот такой получается результат сложения двух скоростей v и w, если скорость v будет равна скорости света V. То есть, как вы не толкайте тело (по направлению движения тела или в любую сторону под углом, кроме углов торможения) скорость тела не превысит скорость света V.
А теперь скажите: какое отношение имеют эти две последние формулы к теории относительности, да и физики вообще? Никакое. Для физики важно число 300 000 км/сек. Его постоянно измеряют, уточняют и вообще им пользуются. В формулы для сложения скоростей, и не только в эти формулы, а во все формулы СТО, вы можете вместо скорости V подставить скорость звука, скорость автомобиля, человека, да чего угодно и затем утверждать на основании этих формул, что скорость этого тела не может быть больше скорости звука, автомобиля, человека и так далее.
А ведь ясно, что, если человек будет бежать по движущемуся вагону, то скорости человека и вагона сложатся несмотря на то, что формулы при V равным 9 м/сек (не знаю точно какой рекорд скорости человека) будут такими же, как и при скорости 300 000 км/сек. Ведь скорость – это число и направление и оно должно складываться с другим числом, не взирая на то, каким образом оно вычислено с релятивистским коэффициентом или без оного.
Эти формулы имеют такое же отношение к физике, как, например, число 20. Конечно вы можете измерять 20 человек, 20 домов, 20 яблок и тому подобное. Но для числа 20 нет никакого значения яблоки спелые, зеленые или гнилые. Это число не поможет даже решить проблему упаковки яблок полностью, потому что яблоки могут быть крупными, мелкими, твердыми или мягкими и другое. Конечно, некоторые вопросы оно решает, но они не принципиальные. Например, вы можете понять какую сумку брать в магазин. Если вам надо купить 100 или 200 яблок, то надо брать мешок, а для покупки 10 яблок достаточно небольшого пакета.
В каких других “прежних результатах” говорится об ограничении скорости тел я не шел. Возможно я чего-то не понимаю, но все эти 3 результата: сложение скоростей, две беспредельно увеличивающиеся массы и по сути две энергии, какие-то неубедительные доказательства ограничения скоростей для тел.
Сомнение вызывает и то что Эйнштейн предположил, что “электрон ускоряется медленно и вследствие этого не должен отдавать энергию в форме излучения”. Вот откуда он взял эту мысль? Это действительно верно. Это “медленно” относиться к каждому электрону или его состоянию, или нет? Он это ввел, как исходные данные, чтобы без лишних усложнений и неопределенностей решать свои уравнения? Или он знал, что при малых скоростях электрон не излучает? Но для последнего надо знать устройство электрона, конкретизировать, что собственно электрон излучает (то что он излучает фотон, этого недостаточно для сделанного им умозаключения), условия излучения фотона. Это всего по-видимому Эйнштейн не знал и по этой причине исключил излучение электрона, а это и есть главный ограничитель ускорения тел.
В самом деле поверить (даже веря в точность и строгость всей приведенной математической модели движения тел) в то, что тело одновременно сжимается и теряет свой объем, и в то же время беспрестанно увеличивает свою массу, довольно сложно. Да еще сжимается так, что уменьшается только одна координата, а две другие остаются неизменными. Этому нет даже никаких аналогов в природе. Может кто знает, но я таких примеров не нахожу. В это можно только верить, как в корпускулярно-волновой дуализм или суперпозицию.
А верить в то, что потеря в виде излучения или испарения некой своей части уменьшает объем, можно и примеров тому много. Например, потеря каплей воды своих молекул уменьшает размер капли. Капля уменьшается по всем направлениям, хотя может быть и не одинаково. И неважно каким образом осуществилось изъятие субстрата из тела.
Электроны ускоряемого тела излучают, в результате их объем и соответственно масса уменьшается. И если электрон заставить все больше и больше излучать, то он будет все ближе и ближе прижиматься к ядру. Атомы будут уменьшаться и все тело будет уменьшаться в объеме. Связи между атомами начнут ослабевать (многие тела, опущенные в жидкий азот, становятся хрупкими и легко разбиваются). Затем тело превратится в подобие конденсата Бозе-Эйнштейна, а дальше возможно разрушение атомов или что-то близкое к этому.
Возможно, что и протоны, и нейтроны при ускорении тоже излучают и уменьшают свои размеры. Об этом говорит позитронное излучение. Так что масса тела не увеличивается абсолютно, о чем говорят формулы, а, напротив, уменьшается. Но чтобы ускорять уменьшившееся в размере тело, надо увеличивать плотность ускоряющего поля, что создает иллюзию возрастания массы. Иголку с боку можно разогнать менее плотным телом, нежели со стороны острия.
Но главное заключается в том, что Эйнштейн ввел в физику большую путаницу, сказав, “что свет в пустоте всегда распространяется с определенной скоростью V, не зависящей от состояния движения излучающего тела”, но не объяснил народу, не акцентировал на том, что свет не распространяют, а именно он распространяется самостоятельно, безо всяких внешних сил. А это существенное положение.
Дело в том, что опыт показывает, что для того, чтобы объект мог распространяться самостоятельно, некоторые его элементы должны распространяться быстрее скорости распространения всего объекта. Если человек движется (распространяется) со скоростью 4 км/час, то в некоторые периоды его ступни ног должны двигаться со скоростью 8 км/час. Половину времени одна нога стоит на земле и не движется, зато вторая нога движется быстрее, нежели 4 км/час. В автомобиле верхняя точка колеса движется быстрее скорости автомобиля в 2 раза, если колесо круглое. И так для любого самодвижущегося объекта.
Свет не является исключением в самодвижущихся объектах. Квант состоит из электрических и магнитных полей (две полярности), которые мы наблюдаем в опытах. И эти материальные тела или какая-то их часть должны двигаться быстрее регистрируемой нами скорости света. Если этого нет, то получается, что свет распространяется по инерции, не производит (не генерирует) движение, а просто сохраняет движение. Такой свет от солнца не сможет добраться до земли через атмосферу.
И эти маленькие частички полей, из которых состоит квант, обладают очень и очень маленькой, пока не доступной нам для измерений, массой, которая движется быстрее скорости света. Эти маленькие массы блокируются в фотоны в любом количестве. И затем эти фотоны, различных энергий или масс (считайте как угодно), конденсируются во всевозможные частицы. Одни из них устойчивые и долго не распадаются, а некоторые живут мало.
Стандартная модель пытается эти частицы как-то систематизировать. Это все равно как систематизируют добываемый уголь: плита, орешек, отсев. Между этими фракциями бесчисленное множество различных размеров кусочков. Среди них есть даже малоустойчивые кусочки. Например, кусочек с трещинками, который развалится со временем или при легком прикосновении.
В коллайдере протоны разбиваются на различные кусочки и возможно, что некоторые частицы даже, скажем так, слипаются, образуя большие частицы. Среди этих частиц пытаются найти частицу в 125 то ли МэВ, то ли ГэВ, даже не интересно искать, которую считают бозоном. Но похоже ничего так и не нашли, а если и нашли, то это ничего не дает.
Всем понятно, что из частиц состоят все тела. И если тела разгонять, так как это предполагает Эйнштейн (чтобы не было излучения), то никаких ограничений для скорости тел не существует.
Какой вывод можно сделать после прочтения и небольшого анализа выше указанной статьи Эйнштейна? Если бы я был математиком, то я описал бы языком математики явление движения тела, например, поезда к горизонту. В нем должно быть в формулах выражено уменьшение поезда в зависимости от растояния между покоящимся наблюдателем и поездом. Если ввести зависимость размеров от скорости поезда (а это так, так как чем быстрее движется поезд, тем быстрее он уменьшается), то это будет добавок уменьшения размеров поезда из-за увеличения координат. Таким образом, эта всеохватывающая теория при постоянных координатах переходила бы в специальную теорию относительности (СТО), а при малых скоростях эта новая теория превращалась бы законы Ньютона. Эту теорию изучали бы в школе, институтах и везде обязательно и изучали бы даже более рьяно нежели “рухнаму” при жизни, написавшего ее.
Бред вы скажете. Верно, но мы живем в этой среде.
Главная Вверх