О постоянстве скорости света

Исходным революционным шагом специальной теории относительности (СТО) выступает гипотеза о движении света, а именно: фронт светового луча распространяется с одной и той же скоростью относительно любых инерциальных систем отсчета (ИСО), т. е. относительно любых тел, движущихся прямолинейно и равномерно относительно друг друга. Это утверждение будто бы вступает в противоречие с правилом векторного сложения скоростей. Например, если некто идет в вагоне в сторону движения электрички со скоростью 5 км/час, а последняя движется со скоростью 70 км/час, то скорость пассажира относительно шпал, согласно классическому правилу, будет равна 70 + 5 = 75 км/час. Для другого пассажира, идущего в этом же вагоне и с этим же темпом в противоположную сторону, скорость относительно железнодорожного пути будет 70 – 5 = 65 км/час. Подчеркнем, в этом примере применяется именно векторное сложение скоростей, т. е. начало (хвост) вектора скорости пассажира прикладывается к концу (голове) вектора скорости поезда. В первом случае направления совпадают, и потому скорость пассажира относительно пути увеличивается, во втором — направления движения противоположны, и потому результирующая скорость пассажира уменьшается. А теперь представим себе, что наши пассажиры, следуя по узкому проходу вагона, сталкиваются. С какой скоростью произойдет это неприятное событие? Эта величина определяется как векторная разность скоростей пассажиров, т. е. векторы скорости пассажиров относительно пола вагона прикладываются друг к другу своими началами (хвостами) и получается, что в момент соударения их относительная скорость будет 10 км/час.
Свет указанным правилам (равно как сложению скоростей, так и их вычитанию) по отношению к материальным телам не подчиняется. А происходит это потому, что физика распространения света кардинально отличается от физики движения материальных тел. Свет — электромагнитная волна, скорость распространения которой зависит только от физических свойств той оптической среды, в которой он существует как явление природы. При переходе света из одной среды в другую, например, когда лучи солнца проникают в комнату через оконное стекло, происходит так называемое его переизлучение, в результате которого уменьшается частота исходного луча (свет краснеет). В этом смысле движение света следует рассматривать как абсолютное; оно имеет одну единственную скорость, определяемую свойствами оптической среды. При распространении от своего источника свет взаимодействует только со своей средой, и о присутствии материальных тел, которые видит наблюдатель с помощью других лучей света, попавших в его глаза или прибор, образно говоря данный луч света не знает.
Если луч света (например, от прожектора) направлен вдоль железнодорожного полотна, то его фронт движется со скоростью 300 000 км/сек только относительно воздушной среды. Утверждение, что он движется с этой же скоростью относительно попутного поезда, относительно перрона, относительно встречного поезда, в общем, относительно любого предмета, движущегося прямолинейно и равномерно — с позиции физики ни истинно, ни ложно, это высказывание, которому невозможно приписать истинностное значение. Указанные относительные скорости не могут быть измерены, а в физике логично — истинно или не истинно — только то, что может быть измерено и отображено именованным числом. Тем не менее, эта бессмыслица уже более ста лет кочует из одной книжки по СТО в другую, которые пишут не только философы, но и остепененные высокими научными званиями физики. Если кто-то в этом утверждении сомневается, то им поясняют: противоречие между классическим правилом сложения скоростей и постоянством скорости света относительно движущихся тел нельзя заметить, потому что наблюдаемые движения тел слишком медленны по сравнению с движением света. По сравнению со скоростью пешеходов, поездов, автомобилей и даже сверхзвуковых самолетов скорость света можно считать даже бесконечной, как все ее считали таковой до тех пор, пока ее не измерили. Именно благодаря огромному значению скорости распространения света с его помощью в небесной и земной механике с высокой точностью измеряют мгновенные положения движущихся тел в любой системе координат.
Теоретическая физика нередко рассматривается как воплощение отвлеченной математической мысли, не замутненное никакими утилитарными вопросами, относящимися к прикладной физике и технике. Как относиться к такому распространенному в наше время мнению? Теоретическая физика, в самом деле, будучи выражением мощи человеческого интеллекта, является в наше время вместе с тем одним из самых отвлеченных занятий. Поэтому она не должна, злоупотребляя своим привилегированным положением в научном сообществе, выпускать в свет изделия, которые, вызвав поначалу сенсацию, могут впоследствии ее скомпрометировать. Постулат о постоянстве скорости света относительно различных ИСО — одна из таких сенсаций.
Итак, для больших и медленно движущихся предметов — автомобилей, самолетов, а также небесных тел — способ измерения их местоположения в определенных для них пространственных системах координат с помощью лучей света (в этом случае, как правило, применяется радиолокационный метод) является идеальным по своей простоте и надежности. Отпадает необходимость в линейках, рулетках и прочих измерительных инструментах, Нужно знать только значение скорости света и быть уверенным в том, что она постоянна для данных условий измерения. Но в случае очень малых размеров тел и очень быстрых их движений (таковы, например, частицы, движущиеся в ускорителях) измерения пространственных величин с помощью света становятся менее точными. Возникает проблема чисто физического характера — значительная неопределенность измерений, но вовсе не противоречие между постоянством скорости света и классическим правилом сложения скоростей. Но если принять во внимание конечность скорости света и знать точное значение скорости движущейся частицы, то можно оценить погрешности этих измерений, которая выражается квадратичной зависимостью между скоростью света и скоростью частицы. Эта зависимость мало отличается от преобразований Лоренца, но ее физический смысл кардинально иной.
Физическими контраргументами против идеи о релятивистском принципе постоянства скорости света выступают эффект Доплера и аберрация света, которые были открыты и представлены на языке математики за много десятилетий до выхода в свет одиозной статьи Эйнштейна. Между тем, по своим потенциальным возможностям теоретическая физика в начале ХХ в. уже в значительной мере созрела для того, чтобы совершенно корректно объяснить так называемый «отрицательный» результат эксперимента Майкельсона-Морли. Однако сделано это не было. Никто и не думал из именитых математиков и физиков того времени — Пуанкаре, Маха, Лоренца и др. — более внимательно рассмотреть принцип относительности Галилея, согласно которому все физические эксперименты, в том числе и со светом, возможно проводить и многократно повторять с сохранением их результатов только в ИСО — закрытых от внешнего воздействия лабораториях. Когда, например, в окно лаборатории не дует порывистый ветер, лабораторию не толкает бульдозер и не случается землетрясение. Именно в этом смысле все ИСО равноправны, и именно об этом писал Галилей в своем «Диалоге о двух главнейших системах мира». Что же касается идеи «прямолинейного и равномерного движения», то это всего лишь дифференциал любого процесса, его бесконечно малый пространственный и/или временной промежуток, на протяжении которого процесс (механическое движение так же) рассматривается как условно обратимый. Интегрально же все процессы (механическое движение так же) обладают той или иной степенью необратимости и время в таком случае выступает ее мерой.

Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать

Код: выделить все

<div style="text-align:center;">Обсудить теорию <a href="http://www.newtheory.ru/physics/o-postoyanstve-skorosti-sveta-t4500.html">О постоянстве скорости света</a> Вы можете на форуме "Новая Теория".</div>


Ответ на комментарий №1.

Валентин Попов писал(а):Постулат о постоянстве скорости света относительно различных ИСО — одна из таких сенсаций.

Уважаемый Валентин Попов. Постоянство скорости света в основном определяется относительно поля материи – первичной субстанции. Поэтому эта скорость и определяется через свойства этого поля, т. е. через ее электрическую и магнитную проницаемость: c^2=1/εμ.
Относительно различных СО, скорость света воспринимается постоянной, как аксиома. С уважением, Борис.

Валентин Попов писал(а):Исходным революционным шагом специальной теории относительности (СТО) выступает гипотеза о движении света, а именно: фронт светового луча распространяется с одной и той же скоростью относительно любых инерциальных систем отсчета (ИСО)...Постулат о постоянстве скорости света относительно различных ИСО — одна из таких сенсаций...

Постоянство скорости света относительно любого наблюдателя - не постулат, а строгий вывод из безупречно проверенных уравнений Максвелла, полученный Максвеллом в середине XIX века. В этих уравнениях скорость света, неважно кем и как излучённого, определянется только диэлектрической постоянной и магнитной проницаемостью среды (вакуума).В ХХ веке в физике были обоснованы волновые уравнения материи, из которых следует, что и волны материи (волны де Бройля) движутся со скоростью света. Эти волновые уравнения материи показали, что в природе нет других скоростей, кроме скорости света. Досветовые скорости макроскопических тел основаны на движении типа "два шага вперёд - один шаг назад"

За это сообщение автора npduel поблагодарил:

astrolab (07 ноя 2017, 16:27)

Ответ на комментарий №3.

npduel писал(а):В ХХ веке в физике были обоснованы волновые уравнения материи, из которых следует, что и волны материи (волны де Бройля) движутся со скоростью света.

Уважаемый npduel. Скорость света определяется через электрическую и магнитную постоянную и поэтому характеризуется постоянной времени осцилляторов поля физ. вакуума:
Т=√(με٠λ^2), отсюда вопрос, чем характеризуется скорость распространения волн де Бройля? С уважением, Борис.

[quote="npduel"]Постоянство скорости света относительно любого наблюдателя - не постулат, а строгий вывод из безупречно проверенных уравнений Максвелла, полученный Максвеллом в середине XIX века.
Уважаемый коллега, звиняйте за задержку с ответом на Ваш комментарий № 3. Отсутствовал по служебным делам. Как здесь, так и в следующей теме «Логика относительного движения» (советую прочесть) я старался указать на фундаментальное затруднение релятивистского принципа относительности, а вовсе не на максвелловскую электродинамику. Последняя безгрешна. Но поскольку тема моя, то долгом считаю донести ее суть до Вашего сознания.

ДВА ПРИНЦИПА ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ - ГАЛИЛЕЯ И КЛАССИЧЕСКИЙ
В двух лабораториях, движущихся друг относительно друга равномерно и прямолинейно все механические явления протекают одинаково (при одинаковых начальных условиях, естественно). Это положение сформулировал Галилей (читайте его трактат «Диалог о двух главнейших системах мира: птолемеевой и коперниковой», можно найти в сети). В дальнейшем это положение получило название классического принципа относительности, но уже в логически извращенном виде. А именно: теоретики ввели гипотетическую личность - некоего всевидящего наблюдателя. В «корабле Галилея» такового нет, его лаборатория изолирована от внешнего мира, она располагается в трюме большого корабля без окон, который сначала стоит у причала, а затем равномерно плывет по спокойному морю. Галилей процесс перехода из состояния покоя его лаборатории в состояние движения не рассматривает (упрекнем его за это, потому что только при малых ускорениях такое рассуждение логически допустимо). Теоретики классического принципа относительности рассуждают с позиции всевидящего наблюдателя. Они говорят: представим себе тело, падающее свободно на пол лаборатории. По отношению к этой лаборатории его траектория будет представлять собой отрезок вертикальной прямой, а по отношению к другой, движущейся относительно исходной лаборатории это же тело вычертит отрезок параболы. Здесь полный разрыв логической связи, ведь одно и то же тело не может одновременно падать в двух лабораториях! Тем не менее, теоретики продолжают: мы видим, что траектория одного и того же тела различна в различных лабораториях, или в геометрических системах отсчета, добавляют они. В геометрических системах отсчета - да, потому что это допустимое математическое преобразование, но не в лабораториях. И далее: это значит, что в этих двух системах отсчета различны координаты и скорости движущегося тела. Координаты – математическое понятие, скорость тела – физическое. Тем не менее совершается логический подлог, на основании которого делается вывод: координаты, скорости, траектория тела относительны и движения тела в двух наших лабораториях происходят по-разному. (Чтобы не прослыть болтуном, отправляю Вас к источнику: Ю. М. Румер, М. С. Рывкин Теория относительности. М. 1960. С.12).
После этого совершается очередной кульбит и излагается принцип относительности Галилея в так называемой фундаментальной формулировке, будто бы теперь вытекающий из предыдущих рассуждений, а именно: никакие опыты, проводимые внутри лаборатории с механическими устройствами (пружины, нити, рычаги, блоки и пр.) не позволяют установить, покоится лаборатория или движется равномерно и прямолинейно относительно эфира, то, бишь, по отношению к абсолютному пространству.

СВЕТОНОСНЫЙ ЭФИР
Эфир для теоретиков-классиков был столь же реальной и необходимой сущностью, как для истинного верующего (вне зависимости от вероисповедания) – Бог. Гений Максвелла неоспорим, он теоретически показал, что свет - это частный случай электромагнитных волн (колебаний электрической и магнитной компонент эфира, или электромагнитного поля, как принято говорить сейчас) и ввел постоянную для этого вида колебаний. Взгляды шотландского физика-теоретика были тождественны качественным представлениям Гюйгенса-Френеля о светоносном эфире и Фарадея об электромагнитном эфире, т. е. эфир как среда для переноса света ни у кого из классических физиков не вызывал сомнений и не подлежал критике. Вопрос состоял лишь в том, как экспериментально установить дифференциальный факт перемещения световых волн относительно эфира? Интегральный эффект этого явления был уже установлен (опыты Физо и др), и эти измерения показали чрезвычайно точное совпадение с электродинамической постоянной Максвелла – с. Предсказание Максвелла о существовании светового давления было подтверждено опытами Лебедева, а электромагнитные волны были получены экспериментально Герцем и использованы в радиотехнике Маркони и Поповым. Таким образом, в целом система представлений классической физики (в особенности электродинамика) представлялась вполне стройной и убедительной, но оставался открытым вопрос: как взаимодействуют, или, точнее говоря, как движутся материальные тела относительно эфира.

ЭКСПЕРИМЕНТЫ МАЙКЕЛЬСОНА-МОРЛИ И ЕГО ИНТЕРПРЕТАЦИЯ
Серию соответствующих экспериментов поставили американцы Майкельсон и Морли. Оптическую установку (двухплечий интерферометр) экспериментаторы установили в подвальном помещении на массивной плите, плавающей в ртутной ванне. Цель таких предосторожностей: исключить какие бы то ни было влияния от внешнего мира, т. е. сделать лабораторию полностью закрытой или, как сейчас принято говорить, инерциальной. Результат большой серии экспериментов физики объявили в одной из американских газет примерно так: материальные тела (плечи интерферометра) не взаимодействуют с эфиром, т. е. они ведут себя так, как будто последнего не существует. В сущности, они установили то же, что и Галилей (ведь для Галилея тоже не существовало воды, по которой плыл его корабль), но расширили его принцип относительности для электромагнитных явлений. Но этот факт не устраивал теоретиков, погрязших в порочной логике классического принципа относительности. Исходя из принципа – всякое событие имеет причину - они стали искать таковую и для этого события. Наиболее успешным в этом ряду оказался Лоренц: он предложил так называемую контракционную теорию, согласно которой стержень интерферометра сжимается в направлении движения Земли в точности так, чтобы не было изменения интерференционной картинки при повороте установки на 90 градусов. И обосновал эту гипотезу тем, что электроны, присутствующие в стержнях, принимают при этом форму овалов с малой осью в направлении движения. Кто-то в этот бред поверил, кто-то нет, но к началу 90-х двадцатого века накал страстей вокруг сжатия электронов и замедления времени (также только вдоль продольного плеча интерферометра) стал ослабевать. Исключением, правда, выступил французский математик Пуанкаре: он придумал матмодель для эффекта сжатия вещества, выдвинутого Лоренцем, и назвал их в честь голландского физика. Эти измышления математика в тезисной форме были опубликованы в одном из научных журналов, но особого впечатления на научную общественность они не произвели.
РОЖДЕНИЕ ХИМЕРЫ
Сенсацию в немецком научном обществе, благодаря участию в этой кампании М. Планка, произвела статья чиновника патентного бюро А. Эйнштейна под названием «К электродинамике движущихся тел», в которой выдвигались два тезиса. Первый расширял принцип относительности Галилея в первозданном виде. А именно: никакие физические опыты (механические, тепловые, электромагнитные и пр.), проводимые внутри наглухо закрытой лаборатории, не позволяют установить, движется ли она равномерно относительно чего бы то ни было, или нет. В силу этого утверждения любая попытка создания физического прибора (оптического, механического и пр.), с помощью которого можно было бы обнаружить равномерное и прямолинейное движение закрытой от внешнего мира лаборатории (относительно чего бы то ни было) должна быть столь же безоговорочно отвергнута, как и попытка создания вечного двигателя первого рода. Как видно, это весьма сильный тезис. Далее следовал второй: скорость света в вакууме одинакова во всех направлениях и не зависит от движения источника света. Этот тезис – констатация факта волновой природы света, что было теоретически описано Максвеллом и практически доказано Герцем.
Как видно, эти два тезиса (впоследствии их назвали постулатами частной теории относительности) не несли в себе ничего нового. С позиции теоретической науки того времени они были тривиальны, а с позиции логики каждый из них был индуктивным обобщением большого числа эмпирических данных. При этом каждый из них описывал свой круг явлений: первый – описывает состояние равновесия механической системы, второй – волновой механизм распространения света и логически эти два тезиса не связаны. Связать их в нечто единое можно только с помощью парадокса, и Эйнштейн это сделал, применив формулы Лоренца-Пуанкаре (без ссылки на авторство Пуанкаре и Лоренца). Так родилась химера, и только после этого появляется главный ее вывод – свет движется с одной той же скоростью относительно любых тел, движущихся относительно друг друга равномерно и прямолинейно, что влечет сжатие стержней и замедление хода часов.

Валентин Попов пишет:

долгом считаю донести ее суть до Вашего сознания.

Уважаемый Валентин Попов, повторно пытаюсь "донести до Вашего сознания", что постоянство скорости света - это не чья-то придумка и, тем более, не постулат, а закон природы, выявленный впервые Максвеллом. При разработке теории относительности, Лоренц и Пуанкаре опирались на уравнения Максвелла, поэтому включили постоянство скорости света в преобразования Лоренца как закон природы, а не как собственную придумку (постулат). Словом постулат по этому поводу впервые воспользовался Эйнштейн, но он это сделал из-за нежелания ссылаться на Лоренца и Пуанкаре. У меня не хватило терпения прочесть Ваш обширный текст, но из того, что я смог прочесть, я понял, что Вы не там ищете объяснение механизма движения света в пространстве. Почитайте здесь мою тему "Модель Крауфорда". Из неё Вы узнаете, что открытое Максвеллом постоянство скорости света вне зависимости от движений источника света объясняется тем, что любой наблюдатель получает свет не от источника, а от соседнего осциллятора вакуума. А из уравнения Клейна-Гордона следует, что между осцилляторами вакуума свет распространяется со скоростью, вычисленной Максвеллом. Этот результат впервые получил тоже Максвелл: вычисленная им скорость света определяется только и только параметрами вакуума в той точке, где расположен наблюдатель света. С уважением, Николай Хворостенко.

npduel писал(а):постоянство скорости света - это не чья-то придумка и, тем более, не постулат, а закон природы, выявленный впервые Максвеллом.

Дык,и я о том же. Только нужно ясно сказать, что характер движения света – абсолютный, т. е. как физическое явление он существует только в своей оптически прозрачной среде, постоянно осциллируя (переизлучаясь) как любой волновой процесс. А наблюдатель (или прибор) - это случайный агент, фиксирующий при тех или иных условиях проникший в его приемное устройство пучок света. Что касается уравнений Клейна-Гордона, то это также следствия максвелловой теории, они ничего нового в классической теории не открывают. Скажу больше: вся современная теоретическая физика, касающаяся электромагнитных явлений, - это пустая говорильня, пересказывающая с помощью более изощренного матаппарата идеи классиков – Гюйгенса, Френеля, Фарадея и, конечно, Максвелла. За лесом формул уже давно не видно сути физического явления, и постулат о постоянстве скорости света относительно любого наблюдателя - первый тому пример

npduel писал(а):любой наблюдатель получает свет не от источника, а от соседнего осциллятора вакуума.

Да, это истинная правда, но сие – опять-таки следствие классической электродинамики, описывающей электромагнитное волновое поле, в котором движущийся заряд в проводнике (или ток смещения в пространстве) создает появление магнитного поля, и этот процесс в вакууме теоретически не имеет завершения. Это я излагал в предыдущем комментарии, который, как Вы признаетесь, не смогли дочитать до конца. Сожалею, но это характеризует Вас либо как недобросовестного оппонента, либо как человека с рассеянным вниманием, не позволяющем Вам сконцентрироваться и понять мнение, отличное от Ваших устоявшихся взглядов.

npdue писал(а):Эйнштейн, но он это сделал из-за нежелания ссылаться на Лоренца и Пуанкаре.

Научное исследование представляет собой естественным, следовательно, логически ясным способом складывающееся целое, части которого обусловливают как друг друга, так и целое. Это логический закон взаимного отношения частей и целого, признанный еще древнегреческими философами. «Нежелание ссылаться на Лоренца и Пуанкаре», как такое возможно в честной научной деятельности, в которой данные (неважно какого качества), полученные указанными учеными, были использованы Эйнштейном как части этого целого? Результат печален: в наше время СТО представляет собой некую условную схему, своего рода «malum necessrium» (неизбежное зло), с которым приходиться считаться, поскольку оно как гарпун застряло в мозгах научного сообщества.

Валентин Попов писал(а):...в наше время СТО представляет собой некую условную схему, своего рода «malum necessrium» (неизбежное зло), с которым приходиться считаться, поскольку оно как гарпун застряло в мозгах научного сообщества.

Вот поэтому невозможно читать Ваши опусы: в Вашем мозгу застряли гарпуны неверных представлений о нашей природе. Относительность пространственно-временных отношений - это свойство матушки-природы, а не чьих-то мозгов. Лоренц с Пуанкаре просто сформулировали описание этого свойства на физическом языке, и у них это не "некая условная схема", как Вы позволили себе обозвать их открытие, а верное описание природы.

npduel писал(а):Вы позволили себе обозвать их открытие, а верное описание природы.

Ухти-пухти, какие мы страшные! Во-первых, речь в этой теме идет о втором постулате СТО, то бишь о постоянстве скорости света относительно всех, всех, всех наблюдателей, а не об каких-то открытиях Лоренца и Пуанкаре. Последние ничего не открыли, а только замутили мозги научной и околонаучной общественности. в том числе и Альберту Германовичу. Во-вторых, приведите пример хоть одного эксперимента, который бы однозначно (без побочных толкований) доказывал бы "открытия" гг. Лоренца и Пуанкаре, а заодно и списавшего с них формулы Эйнштейна.

Фундаментальных скоростей и частот взаимодействия несколько.
1. Есть доматериальная скорость взаимодействия и
2. наибольшая скорость взаимодействия форм материи, которую мы называем скоростью света.Но это название неправильное, поскольку это не только наибольшая скорость световых (электромагнитных) взаимодействий, но и вообще наибольшая скорость всех материальных взаимодействий.
Оба названия "доматериальная скорость" и "скорость света" не отображают суть процесса, одну из характеристик которого мы называем "СКОРОСТЬ".
На самом деле нет никакой скорости и ничто и никуда не перемещается. Погрузившись в картину начал мироздания обнаружил, что "скорость света" (скорость материальных взаимодействий) это есть "скорость взаимной связи" начал Абсолютной Пустоты.
1. Доматериальная скорость взаимодействий начал Абсолютной Пустоты - бесконечна. То есть в Абсолютной Пустоте взаимодействие осуществляется непрерывно и мгновенно .
2. Скорость света (скорость связи начал в формах материи) ограничена. Формула этой скорости получена из Абсолютной Пустоты и равна ровно тому выражению, что привёл Борис Шевченко : С²=1/ε₀ μ₀ .
В итоге получилось, что апории Зенона против движения справедливы. А те перемещения , которые мы наблюдаем чувственно имеют объяснение с позиций той физики. аппарат которой ещё только будет создан. .