Если на мгновение признать, что время в движущейся ИСО замедляется, то в этом утверждении нет ничего странного: перед нами простое приложение преобразований Лоренца к данному конкретному случаю. Единственное, что непонятно: почему мы должны думать, что двигались именно А, а не В? Потому, отвечают релятивисты, что именно А двигались с ускорением. Этот ответ, похоже, не очень-то устраивает и самих релятивистов, но они за него цепляются, поскольку никакого другого ответа у них в запасе нет.
Я, впрочем, не намерен далее развивать эту тему, поскольку намерен показать, что все это НЕ НУЖНО.
Для того, чтоб решить вопрос "окончательно и бесповоротно" достаточно представить, что часы А и В - это у нас не какие-то часы вообще, а... световые часы. (При этом далее я, для простоты, везде буду предполагать, что световые часы движутся в направлении, перпендикулярном их оси, т.е. движению света в них)
Световые часы (СЧ) - это, с одной стороны, простейший пример, которым обычно иллюстрируют замедление времени. С другой стороны, схема движения лучей света в этих часах используется в и опыте Майкельсона (вертикальное плечо интерферометра), и при выводе преобразований Лоренца. То есть этот пример имеет принципиальное значение. Но есть и еще один момент, которого почему-то не замечают.
СЧ ПРИНЦИПИАЛЬНО отличны от любых других часов. И дело, конечно, не в их конструкции. Часы любой конструкции ничем не лучше и не хуже часов любой другой конструкции (если оставить в стороне удобство масштаба, погрешность и проч.) Речь не о конструкции СЧ, речь идет о "конструкции" самой СТО.
Что значит "время замедляется"? Это значит, что интервалу времени Т на неподвижных часах, соответствует интервал ТК - на движущихся (где К - коэфф. Лоренца). Спрашивать почему, например, процесс пищеварения у движущегося наблюдателя замедляется, да еще и в точности в К раз - бесполезно, никто на подобные вопросы никогда не ответит. Но мы вынуждены согласиться с тем, что пищеварение у движущегося наблюдателя замедляется, причем именно в К раз, если вообще признаем, что время (т.е. все природные процессы) в движущейся ИСО замедляется. Но на каком основании мы должны принять утверждение, что в движущихся ИСО время замедляется? На том основании, что движущиеся СЧ замедляются. То есть если замедление всех процессов (любых часов) - это следствие СТО, то замедление СЧ - основание, фундамент СТО. А вот почему движущиеся СЧ замедляются - как раз на этот вопрос ответить проще простого.
В движущихся СЧ свет от нижнего зеркала к верхнему и обратно движется не по вертикали, а по наклонной линии - гипотенузе прямоугольного треугольника. Прилагаем теорему Пифагора и получаем, что путь, проходимый светом в этом случае увеличивается в К раз. Соответственно и время, за которое свет преодолевает этот путь увеличивается также в К раз. Соответственно и интервалы времени, отмеряемые этими часами, замедляются, "растягиваются" в К раз, т.е. интервалу Т на неподвижных СЧ соответствует интервал ТК - на движущихся. При этом сам коэфф. К - простое следствие из теоремы Пифагора. - И все это, в общем-то банальности.
Далее. Расстояния, проходимые светом в СЧ в ИСО САМИХ ЭТИХ СЧ остаются НЕИЗМЕННЫМИ; они НЕ ЗАВИСЯТ от движения СЧ. И эти самые НЕИЗМЕННЫЕ расстояния свет в ИСО движущихся СЧ преодолевает за бОльшее время, чем в неподвижных. - Что это значит? Правильно, это значит, что скорость света в ИСО движущихся СЧ МЕНЬШЕ, чем в ИСО неподвижных СЧ. - И это тоже банальность.
Однако вот что совсем не банально. Из сказанного ясно, что замедление СЧ зависит от скорости этих СЧ ОТНОСИТЕЛЬНО СВЕТА, т.е. от их АБСОЛЮТНОЙ скорости. Соответственно мера замедления СЧ - это мера АБСОЛЮТНОГО движения. И вот с этого момента - самое интересное.
На опыте, как известно, абсолютное движение обнаружить не удалось. Это привело к мысли что электромагнитные явления протекают одинаково во всех ИСО, т.е. принцип относительности распространяется так же и на эту область природных явлений. Следовательно абсолютное движение В ПРИНЦИПЕ невозможно обнаружить. Иначе говоря, скорость света принципиально одинакова во всех ИСО.
Но как она может быть одинакова, если простейший пример с СЧ показывает что она не может быть одинакова, она необходимо должна быть обнаружена в опыте? Однако опыт Майкельсона, в основе которого - как раз эти самые СЧ дал отрицательный результат, т.е. абсолютное движение обнаружить не удалось (в очередной раз). Отсюда был сделан вывод: абсолютное движение в опыте "имеет место быть", но оно не обнаруживается, потому что нивелируется, компенсируется чем-то другим - релятивистскими эффектами, в частности, замедлением времени. Если рядом с СЧ поставить любые другие часы, которые ТОЖЕ ЗАМЕДЛЯЮТСЯ, то никакого замедления СЧ в опыте мы не увидим: те и другие часы в любом состоянии движения всегда будут идти одинаково. Отсюда и вывод: если СЧ замедляются, то и время как таковое замедляется.
Именно поэтому в самом начале вывода преобразований Лоренца и предполагают эту зависимость (в общем виде) времени от относительной скорости ИСО (наряду с зависимостью пространственных масштабов от этой же скорости). Затем предполагается следующее: имеются две ИСО; в момент совпадения их начал в этой самой точке совпадения возникает вспышка света. Согласно принципу относительности скорость света относительно обоих ИСО должна быть одинакова. Это значит, световая поверхность в обоих ИСО должна быть сферой. И далее, уже сугубо математически выводятся преобразования Лоренца.
И вот мы предположили указанные зависимости, и вывели формулы Лоренца и... что? Что мы должны утверждать, когда "вдруг" обнаруживаем, что СЧ А отстают от СЧ В (при движении первых по замкнутому контуру и проч.)? Разумеется, тоже, что мы утверждали с самого начала, правда в обратной последовательности. В начале мы утверждали или исходили из того, что в ИСО движущихся СЧ скорость света МЕНЬШЕ, чем в ИСО покоящихся, поэтому первые замедляются сравнительно с последними. Теперь мы должны утверждать: если СЧ А отстают от СЧ В, то скорость света в ИСО А во время их движения была МЕНЬШЕ (по крайней мере на одном из участков движения А) нежели в ИСО В. То есть скорость света в разных ИСО РАЗЛИЧНА. То есть в конце мы получаем ровно ту же проблему, которую имели в начале, причем ровно в том же виде и объеме, что и в начале.
Следовательно, наша изначальная гипотеза о замедлении времени бессмысленна и бесполезна - до смешного. Та самая цель, которую мы имели в виду, принимая указанную гипотезу, так и осталась не достигнутой; мы к ней даже и не приблизились. Более того, очевидно что сама попытка решить вопрос ТАКИМ способом, по существу нелепа.
И даже хуже того. Из сказанного ясно, что СЧ А и В должны показывать при встрече ОДИНАКОВОЕ время, потому что только в этом случае принцип относительности соблюдается. Но с другой стороны, А и В необходимо должны показывать РАЗНОЕ время - это следует из элементарных представлений волновой теории (и теоремы Пифагора). От обоих этих условий НЕВОЗМОЖНО отказаться. Но эти условия ВЗАИМОИСКЛЮЧАЮЩИЕ. Следовательно, никакое формальное (математическое) решение этой проблемы - невозможно.
...Пока в парадоксе близнецов мы имеем дело с "близнецами" или "любыми часами", мы можем рассматривать разность в возрасте близнецов или показаний часов как простое следствие преобразований Лоренца. Так этот пример и преподносит Эйнштейн в "К электродинамике..." А уж почему движется именно то, а не это - можно спорить до бесконечности (что и происходит). Но как только мы возьмем не близнецов, и не "любые" часы, но именно СЧ, т.е. обратим внимание не на следствия указанных преобразований, а на их фундамент, мы немедленно обнаруживаем, что сама идея (компенсации абсолютного движения) этих преобразований несостоятельна. То есть весь релятивизм разом перечеркивается - окончательно и бесповоротно.
Единственное, чем можно было бы попытаться поправить дело - ввести в начале вывода преобразований Лоренца в качестве ПРИНЦИПИАЛЬНОГО требования - чтобы скорость ИСО не менялась. Но в этом мире скорость ВСЕГО меняется, ВСЕ движется с ускорением. Поэтому если принять указанное требование, то тем самым СТО превратится в математическую безделушку, не имеющую отношения к реальности.
И последнее: почему-же все-таки замедляются именно СЧ А, а не В? Этот вопрос, как уже должно быть ясно, не важен. Но любопытен.
Представим двое СЧ А и В, которые движутся отн-но АСО С со скоростью V. В АСО С так же имеются "абсолютные" часы С.
Далее, в некоторый момент часы А останавливаются отн-но С, какое-то время пребывают в покое, а затем догоняют СЧ В, двигаясь со скоростью kV (k>1). Какими будут показания всех трех часов в момент встречи А и В, если в момент отделения А от В все трое часов А, В, С были синхронизированы (сброшены в 0)?
Предположим, что время, в течение которого А и В двигались порознь = Т (по часам С). Это время и покажут часы С в момент встречи А и В.
Часы В движутся со скоростью V, поэтому времени Т на С будет соответствовать время Tb=T*Kb - на часах В (Kb - коэфф. Лоренца от V),
Часы А движутся в k раз быстрее В, поэтому расстояние между А и В они преодолевают за время T/k - по часам С. Этому интервалу на самих часах А соответствует интервал (T/k)*Ka, где Ka - коэфф. Лоренца для kV.
Но часы А отсчитывают этот интервал не с 0; какое-то время они находятся в покое и "считают" время синхронно с С (т.е. быстрее В). Это время равно, очевидно, Т-T/k (как по часам А, так и по часам С).
Таким образом, в момент встречи А и В часы А будут показывать время:
Ta=(T-T/k) + (T/k)*Ka = T(1 - 1/k + Ka/k)
В то время как Tb=T*Kb.
Если теперь подставить в эти формулы различные значения k и V, то увидим, что всегда Ta<Tb, т.е. часы А отстают от В.
Почему так? Да просто потому что коэффициент Лоренца ведет себя по разному, не симметрично при изменении V (уменьшении/увеличении). При уменьшении V он гораздо медленнее приближается к 1, чем при увеличении V - к 0. Поэтому часы А при всяком уменьшении их абсолютной скорости, ускоряются медленнее, чем замедляются - при ее увеличении. Эту зависимость частично сглаживает зависимость Ta от k, но лишь частично. В целом... "побеждает Пифагор", т.е. зависимость Ta от Ka (К, напомню, следствие теоремы Пифагора).
Итак, релятивисты правы: замедляются всегда часы, которые движутся с ускорением. Но В ЧЕМ они правы? Ни инертность, ни ОТО, ни неравноправие ИСО, ни даже собственно ускорение здесь ни при чем. Просто если А движутся с ускорением, то скорость света в ИСО А на каких-то участках движения А больше, а на каких-то меньше, чем скорость света в ИСО В. И зависимость хода А от этой скорости такова, что А при встрече всегда отстают от В. В свою очередь эта зависимость определяется... Пифагором и простейшими классическими представлениями.
Итак, парадокс близнецов разрешим, притом, ЛЕГКО, но лишь при условии - если признать физическую реальность АСО, т.е. если забыть про СТО...
- Код ссылки на тему, для размещения на персональном сайте | Показать
