На примере преобразований времени посмотрим как в СТО появились парадоксы. Заметим, источник парадоксов заложен в исходных положениях СТО.
Смысл понятия относительности — отсутствие абсолютного, относительная оценка всего. При сравнении событий в разных инерциальных системах возникает вопрос о единстве мер, используемых для этого. (Понятие «мера» здесь используется в широком смысле, как мерило, как возможный набор средств для относительного анализа, сравнения, относительных оценок.) Механизмом, приводящим меры к единому знаменателю, выступает процесс наблюдения — процесс передачи данных из наблюдаемой системы в систему наблюдателя: наблюдатель для анализа всех получаемых данных всегда использует меры, разработанные в его системе, поэтому важно в моделях относительности корректно представлять процесс наблюдения. Будем считать, что во всех инерциальных системах нашего мира (в том числе у близнецов) формируются одинаковые меры, и вопрос об относительности мер снят. С одинаковостью мер связано единство собственного времени всех систем, времени, формируемого внутри систем.
Свойства инерциальных систем двух близнецов идентичны. В то же время каждый близнец видит свою систему неподвижной а чужую движущейся. Может ли это отражаться на их выводах, исходящих из наблюдений?
Процесс наблюдения характеризуется скоростью движения информационных сигналов (в данном случае света) и кинематическими эффектами. Последние возникают при наблюдении на расстоянии за движущейся системой и сопровождаются преобразованием информации. Кинематические эффекты формируются через взаимодействие кинематики рассматриваемых систем и кинематики информационных сигналов в процессе наблюдения. Они действуют на всех скоростях, не только на релятивистских, и характеризуются векторным сложением скоростей инерциальных систем и информационных сигналов. Сигналы, которые в движущейся системе формируются разнесёнными в пространстве и времени, благодаря кинематическим эффектам приходят к наблюдателю разнесёнными и сдвинутыми во времени. За счёт кинематических эффектов происходит преобразование передаваемой информации таким образом, что при сближении наблюдаемой и неподвижной систем она уплотняется во времени, при удалении растягивается. Информация о значениях интервалов времени в наблюдаемой системе приходит к наблюдателю модулированной направлением относительного движения систем. В случае близнецов при движении по замкнутому маршруту эффективное действие модуляции сводится к нулю и не влияет на выводы близнецов.
Очевидно, что источник парадокса следует искать в построении модельных формул СТО.
Для описания движущейся системы А.Эйнштейн позаимствовал разработанное А.Г.Лоренцем преобразование и ввёл его в четырёхвектор движущейся системы в виде направленного изменения масштаба пространственных координат. По А.Эйнштейну скорость света постулирована неизменной, и предпринятая манипуляция с четырёхвектором привела к изменению масштабов времени. При этом в свойства наблюдаемой системы были заложены релятивистские эффекты. Движущейся системе на всё время её движения приписано замедление времени. Для случая с близнецами это текущее замедление времени аккумулируется в виде интеграла по всему пути, что и даёт известный результат расчётов по СТО в виде парадокса.
Привлечённое в СТО лоренцево направленное сокращение размеров движущихся объектов впервые было введено А.Г.Лоренцем при разработке его «электронной теории», применение его в СТО следует рассматривать как модельную абстракцию.
Постулат о постоянстве скорости света следует также отнести к субъективным моментам в построении СТО, это ещё одна модельная абстракция. (О скорости света см. тему форума «Релятивистское значение скорости света» от 09 апр 2021)
Замедление времени в движущейся системе по СТО не является отражением каких-то реальных событий. Волюнтаристским (субъективным, произвольным, необоснованным) решением выстроить определённым образом модель относительности А.Эйнштейн вторгся в четырёхвектор наблюдаемой движущейся системы и изменил её свойства, используя модельные абстракции, ушёл от тождественности инерциальных систем. Он фактически назначил замедление времени в движущейся системе. Эта ноша обременяет систему при любом направлении движения и приводит к парадоксам. Источником парадокса близнецов является декларированное изменение свойств движущейся системы, далёкое от соответствия принципу относительности.
Неблагодарным занятием являются попытки объяснить созданный таким образом парадокс близнецов путём запутанного анализа их путешествий в разных системах отсчёта, лавировкой среди формул СТО, привлечением неинерциальных систем или ОТО. Объективно требуется настроить структуру модельных формул, описывающих относительность во всём диапазоне возможных скоростей, так, чтобы исключить парадоксы.
На данном этапе можно наметить принципы, которым необходимо следовать при корректировке моделей относительности, и предложить желающим заняться этим. Но строить модели следует опираясь на достигнутое в СТО.
Необходимо отказаться от декларирования изменений свойств движущейся системы. Должна строиться модель наблюдаемого в движущейся инерциальной системе относительно свойств неподвижной системы наблюдателя. В ней будет фигурировать не изменившееся время движущейся системы, а кажущееся изменившимся время движущейся системы, тождественное времени неподвижной системы. Это кажущееся изменение не вносится в модель, а формируется внутри модели процессом наблюдения. Эта модель будет действовать во всех случаях, где применяется СТО.
Отправной точкой построения моделей является тождественность всех инерциальных систем относительно происходящих в них явлений (сравниваются, естественно, одинаковые). Вопрос о различии систем не ставится — они лишь наблюдаются относительно разными. Тождественность систем — основополагающий фактор принципа относительности. Тождественность систем определяет единство собственного времени систем и единство мер, избавляет от необходимости рассматривать относительность мер, а это в свою очередь даёт возможность в простом виде представить процеесс наблюдения. Сохранение тождественности систем также может служить ключом к проверке полноты и правильности моделей. Цель построения моделей для тождественных систем имеет не абстрактный а практический смысл: необходимо научиться фильтровать смесь истинного и вносимого наблюдением — исключать искажения, вносимые процессом наблюдения, извлекать истину, существующую в движении и на расстоянии.
Наблюдатель, строящий модель, объявляя свою систему неподвижной, а наблюдаемую движущейся, нарушает тождественность систем, переходя от тождественности к подобию, и это тоже шаг в построении модели. Это следует рассматривать как необходимо вносимый, влияющий и подлежащий учёту фактор. Скорость систем оценивается в процессе наблюдения за ними. Заметим, скорость систем (вектор) сама по себе не влияет на свойства тождественных систем, она является лишь признаком возможного относительного отличия свойств, но признаком наблюдаемым и легко вводимым в модели по А.Г.Лоренцу. На относительное отличие свойств систем влияет вычисляемое по СТО приращение энергии при движении наблюдаемой системы, изменение свойств при этом не сводится к направленному лоренцеву сокращению размеров. С изменением энергии связано соответствующее ему изменение временных параметров системы и скорости излучаемого из системы света. (Об этом на https://q-but-w.ru)
В СТО введены изменения четырёхвектора наблюдаемой системы, тогда как все события происходят в четырёхвекторе системы наблюдателя. По необходимости, определённой выбором подхода к виду моделей, в СТО присутствуют два четырёхвектора, это излишне. Модели должны строиться в четырёхвекторе наблюдателя где располагается наблюдатель, движется наблюдаемая система, измеряется её скорость, движутся информационные сигналы, создаются кинематические эффекты наблюдения и где наблюдатель делает выводы.
Кинематические эффекты в моделях относительности должны присутствовать в явном и чётко выделенном виде. Это означает, что нет особого смысла записывть рядом формулы преобразований системы 1 в систему 2, а системы 2 в систему 1. Важнее описать кинематические эффекты наблюдения при сближении или удалении систем. Это может быть представлено и в единой формуле при использовании оператора ±.
Движение света между системами в четырёхвекторе наблюдателя характеризуется релятивистски меняющейся скоростью света, с учётом этого должны описываться кинематические эффекты. Таким образом релятивистские эффекты будут вводиться через кинематику наблюдения. При этом, в отличие от СТО, будут нивелироваться искажения временных параметров, связанные с отходом от тождественности систем и увеличением энергии, система возвращается к тождественности с другими. Необходимо чётко путём введения отличающихся обозначений разделить действующую меняющуюся скорость света и предельную скорость, присутствующую в преобразовании Лоренца.
Может возникнуть вопрос: как быть с практическими доказательствами «правильности» СТО в которых задействованы провозглашённые СТО изменения свойств движущихся систем? Об этом беспокоиться не приходится. Действующим оператором в моделях СТО является оператор пробразования Лоренца, удачно встроенный в формулы в подходящем месте. Он точно так же работает будучи применённым к скорости света, во всех релятивистских явлениях она присутствует, чтобы выявить это, явления необходимо подробно анализировать.
И ещё: необходимо проститься с мифом о замедлении времени в наблюдаемой движущейся инерциальной материальной системе, она тождественна нашей, только выглядит иначе.
- Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать
