Реферат: Звездная аберрация против релятивистской астрономии

--PAGE_BREAK--2. Количественные выражения для явлений


Мы не отвергаем математический формализм преобразования Лоренца и даем ему новую интерпретацию. Поэтому мы не будем здесь доказывать известные соотношения. Они имеются в любом учебнике. Новая интерпретация опирается на классические представления о пространстве и времени. Пространство является общим для всех инерциальных систем отсчета, а время для них единым. Свет рассматривается как переносчик информации, который передает эту информацию с искажениями. Сразу же отметим, что «парадокс близнецов» исчезает. Темп жизни близнецов не зависит от выбора системы отсчета и одинаков (время едино!). Кажущееся «замедление» темпа жизни движущегося близнеца есть следствие эффекта Доплера.

Подобно преобразованию Галилея, преобразование Лоренца описывает кинематические явления, т.е. явления, обусловленные относительным движением наблюдателя и объекта наблюдения. Преобразование Лоренца показывает, как отображаются с помощью световых лучей линейные отрезки, пространственные интервалы и т.д. из базовой системы отсчета в систему отсчета наблюдателя. Вся эта отображенная информация относится к мнимому объекту. Она является объективной.

Из-за относительного движения наблюдателя и источника преобразование Лоренца отображает пространственные отрезки и временные интервалы с искажениями.
<img width=«427» height=«55» src=«ref-1_1510237466-1015.coolpic» v:shapes="_x0000_i1028">
Теперь мы можем обсуждать явления, вытекающие из преобразования Лоренца. Поскольку мы не меняем математического формализма преобразования Лоренца, нам нет необходимости выводить известные соотношения. Ниже мы приведем их, снабдив их краткими комментариями.

1. Наблюдаемая скорость движения объекта (явление). Пусть источник излучения покоится в базовой системе отсчета К0, а наблюдатель в движущейся системе К. Вработе [2] дан вывод выражения для наблюдаемой скорости v движения мнимого источника в К. Эта скорость зависит от угла наблюдения <img width=«17» height=«19» src=«ref-1_1510235778-95.coolpic» v:shapes="_x0000_i1029">. Скорость vлор это скорость, входящая в преобразование Лоренца в качестве относительной скорости инерциальных систем отсчета. Наблюдаемая скорость равна
<img width=«172» height=«64» src=«ref-1_1510238576-461.coolpic» v:shapes="_x0000_i1030">   (2.1)

Она может превышать скорость света в вакууме.
<img width=«369» height=«182» src=«ref-1_1510239037-1380.coolpic» v:shapes="_x0000_i1031">

Рис. 3
Полученный результат имеет интересные следствия. Когда мнимый источник света виден наблюдателю под углом <img width=«17» height=«19» src=«ref-1_1510235778-95.coolpic» v:shapes="_x0000_i1032"> = 90о, мы имеем vнабл= vлор. Здесьнаблюдаемая скорость совпадает с той скоростью, которая входит в преобразование Лоренца. Но это не означает, что скорость v
лорявляется действительной скоростью относительного движения. Она искажена эффектом Доплера.

2. Критический угол наблюдения. В преобразовании Лоренца здесь существует критический угол наблюдения, при котором отсутствует эффект Доплера. Этот угол равен
<img width=«197» height=«55» src=«ref-1_1510240512-509.coolpic» v:shapes="_x0000_i1033">        (2.2)
Интересно отметить следующее.

a.                 Во-первых, что при критическом угле наблюдения отсутствуют искажения при отображении интервалов времени и длин отрезков (нет явлений «замедления» времени и «сжатия» масштаба Δx= Δx; Δy
= Δy; Δz= Δz; Δt= Δt). 

b.                Во вторых, существование критического угла позволяет всегда осуществлять «синхронизацию часов» двух инерциальных систем (одна из проблем СТО), если посылать сигналы синхронизации под этим углом.

c.                 В третьих, можно найти действительную скорость относительного движения инерциальных систем отсчета. Для этого обратимся к рис. 3, где приведен график наблюдаемой скорости.

Действительная скорость относительного движения инерциальных систем наблюдается только при критическом угле наблюдения. Только при этом угле наблюдения отсутствуют искажения отрезков и интервалов времени: Δx= Δx; Δy
= Δy; Δz= Δz; Δt= Δt.  Действительная скорость относительного движения не зависит от угла наблюдения (в отличие от наблюдаемой скорости), постоянна и равна
<img width=«244» height=«52» src=«ref-1_1510241021-674.coolpic» v:shapes="_x0000_i1034">        (2.3)
Выражая в преобразовании Лоренца скоростьv
лорчерез V, можно записать модифицированное преобразование, которое имеет вид [3]
<img width=«524» height=«29» src=«ref-1_1510241695-826.coolpic» v:shapes="_x0000_i1035">        (2.4)
Скорость V, входящая в преобразование, это действительная скорость относительного движения двух объектов: наблюдателя и объекта наблюдения. Она вычисляется по классическому правилу сложения скоростей (правило параллелограмма). По этой причине нет необходимости использовать формулы  сложения скоростей Эйнштейна и использовать групповые свойства преобразования Лоренца. Нет необходимости в последовательном использовании этого преобразования при переходе из одной системы отсчета в другую.

Наблюдаемая скорость и критический угол, выраженые через скорость V, имеют вид:
<img width=«212» height=«61» src=«ref-1_1510242521-524.coolpic» v:shapes="_x0000_i1036">              <img width=«191» height=«48» src=«ref-1_1510243045-461.coolpic» v:shapes="_x0000_i1037">   
Это модифицированное преобразование.

Иллюстрация
. Введение действительной скорости относительного движения позволяет дать новую интерпретацию релятивистским явлениям, например, «увеличению времени жизни» мезонов, как бы «подтверждающему»  СТО. Расстояние, проходимое мезонами, равно
<img width=«319» height=«52» src=«ref-1_1510243506-720.coolpic» v:shapes="_x0000_i1038">
Мы можем эту формулу интерпретировать иначе. Время жизни мезонов не зависит от выбора инерциальной системы отсчета, а их действительная скорость относительного движения не зависит от угла наблюдения и может превышать скорость света.

3. Искажение наблюдаемого расстояния (явление). Расстояние Rэто действительное расстояние между наблюдателем и положением источника света в момент приема (мгновенное отображение), а R– видимое расстояние в момент приема (рис. 2).
<img width=«375» height=«71» src=«ref-1_1510244226-993.coolpic» v:shapes="_x0000_i1039">                   (2.5)
4. Закон «преломления». Выражение (2.5) напоминает закон Снелиуса, когда свет  проходит из одной среды в другую. Поэтому по аналогии величину отношения синусов мы назовем законом «преломления» и введем «показатель преломления» n
лор. Этот параметр нам будет часто встречаться в дальнейшем.
<img width=«247» height=«45» src=«ref-1_1510245219-549.coolpic» v:shapes="_x0000_i1040">       (2.6)
5. Искаженное отображение скорости света (явление).Обратимся к выражению (2.5). Здесь возникает интересная ситуация.

a.                 Свет в любой инерциальной системе отсчета имеет одну и ту же скорость с.

b.                Время T= R/c, затраченное на прохождения расстояния R, должно быть тем же и системе отсчета наблюдателя и источника (время едино!).

c.                 В силу того, что расстояние Rотличается от R, мы должны признать, что наблюдаемое (мнимое) расстояние Rсвет проходит с другой (мнимой) скоростью.

Наблюдатель может сказать, что свет прошел расстояние R(S*N) за время T. Следовательно, свет должен был бы распространяться со скоростью <img width=«15» height=«19» src=«ref-1_1510245768-91.coolpic» v:shapes="_x0000_i1041">(рис. 2), в то же время наблюдатель реально будет измерять в своей системе скорость c. Эта «трансформация» скорости возникла из-за относительного движения.

Запишем выражение для этой скорости
<img width=«229» height=«61» src=«ref-1_1510245859-516.coolpic» v:shapes="_x0000_i1042">           (2.7)
Заметим, что волновое число kпри распространении вдоль SN
и вдоль S*Nв системе отсчета наблюдателя не претерпевает изменений. Изменяется лишь направление вектора k.

4. Эффект Доплера (явление).  Выражение для эффекта Доплера можно получить стандартным способом, но мы можем воспользоваться тем, что волновое число kсохраняет свою величину в системе отсчета наблюдателя и в базовой системе отсчета.

<img width=«108» height=«41» src=«ref-1_1510246375-264.coolpic» v:shapes="_x0000_i1043">    или <img width=«351» height=«71» src=«ref-1_1510246639-938.coolpic» v:shapes="_x0000_i1044">(2.8)

5. Аберрация света (явление).  Угол аберрации, определим как угол, связанный с изменением направления фронта волны воспринимаемого движущимся наблюдателем по отношению к направлению фронта волны в базовой системе отсчета.

<img width=«112» height=«24» src=«ref-1_1510247577-239.coolpic» v:shapes="_x0000_i1045">      (2.9)

6. Явление изменения ракурса движущегося источника (явление). С явлением изменения направления наблюдаемого фронта волны прямо связано явлениеизменения ракурса наблюдаемого источника. В системе отсчета источника лучи к наблюдателю распространяются под углом Θ0. Благодаря относительному движению наблюдатель будет воспринимать фронт волны так, как будто лучи подходят к нему под углом <img width=«17» height=«19» src=«ref-1_1510235778-95.coolpic» v:shapes="_x0000_i1046"> (рис. 4). Из-за этого наблюдаемый объект будет казаться для него повернутым на угол аберрации, как показано на рис. 4. Это явление, поскольку мы говорим о мнимом изображении.  Сам объект не меняет своей ориентации в пространстве.


<img width=«303» height=«155» src=«ref-1_1510247911-6301.coolpic» v:shapes="_x0000_i1047">

Рис. 4. 1 – направление лучей в системе отсчета источника излучения; 2 – направление лучей воспринимаемых наблюдателем в своей системе отсчета.
Явление изменения ракурса имеет прямую связь с явлением либрации.

Итак, мы рассмотрели явления, связанные и искажениями наблюдаемого мнимого изображения объекта. Реальный объект, как вы понимаете, не испытывает никаких искажений. Сразу же можно отметить промах Эйнштейна. Распространяя преобразование Лоренца на все без исключения, он так и «не понял», что превращает действительные объекты в их мнимые отображения, полученные с помощью световых волн. Он рассматривал мнимые изображения (на всем серьезе) как «действительные объекты».  Это положение является ключевым для понимания ошибок Эйнштейна. Теперь можно обратиться к «мысленным экспериментам» А. Эйнштейна.
    продолжение
--PAGE_BREAK--3. “Gedankenexperiments” и локация Венеры


Анализ теории относительности А. Эйнштейна невозможен без анализа электродинамики. Исследуя проблемы электродинамики, мы получили результаты, которые до сих пор не нашли отражения в научной литературе.

a.                 Оказалось, что электромагнитные поля волны и поля зарядов не только обладают различными свойствами. Поэтому переход от волновых полей к квазистатическим полям принципиально невозможен. Это доказано, исходя из энергетических соотношений [4].

b.                В общем случае при ускоренном движении заряды не могут излучать электромагнитных волн. Они могут переизлучать волны, только когда они взаимодействуют с электромагнитной волной [5], [6]. Действительно, волна может воздействовать на заряд и менять его кинетическую энергию. При этом сама волна меняется. Реакцией заряда на это воздействие является рассеяние волны зарядом. На фоне невозмущенной волны появляется переизлученная волна, которая распространяется от заряда (диссипативный процесс). 

c.                 С этой точки зрения любой заряд или материальное тело становится источником вторичного излучения. Для отраженной и преломленной волн независимо от движения первичного источника точка отражения в среде является источником вторичного излучения. С ней связана базовая система отсчета вторичных волн.
<img width=«384» height=«314» src=«ref-1_1510254212-4626.coolpic» v:shapes="_x0000_i1048"> Рис. 5
d.                Заметим, что электромагнитная волна в вакууме принципиально отличается от электромагнитной волны в среде. Распространение волны в среде жестко связано с самой средой. Для описания поведения волны в среде применимы приемы и методы, используемые сторонниками теории эфира. Этот важный факт остался вне поля зрения физиков.

e.                 Если точка падения падающего луча перемещается по поверхности, тогда вместе с освещенной лучом областью (вторичный источник), перемещается базовая система отсчета. Такой подход необходим для правильного вычисления результатов и объяснения опытов Физо, Майкельсона и других.

«
Gedanken

Experimts
». Теперь мы можем проанализировать второй мысленный эксперимент А. Эйнштейна.  В учебнике [7] дано описание мысленных экспериментов Эйнштейна. Мы изложим новое объяснение второго эксперимента.

Этот мысленный эксперимент можно проводить не только с зеркалом, но и с любым материальным телом, которое способно отражать электромагнитные волны (свет).

Пусть тело движется относительно наблюдателя. Мы посылаем к нему световой импульс и принимаем импульс, который отражен от него. Затем мы сравниваем результаты, полученные для двух инерциальных систем отсчета («тело» и «наблюдатель»).

Рассмотрим процесс в системе отсчета неподвижного наблюдателя. Мы разделим этот процесс на две стадии:

a.                 распространение света от наблюдателя к движущемуся телу,

b.                распространение отраженного сигнала обратно к наблюдателю.

Рассмотрим процесс в системе отсчета, связанной с наблюдателем (рис. 6).

Первая стадия. В момент t1, когда движущееся тело проходит точку 1, наблюдатель посылает световой сигнал в точку 2. В момент времени t2сигнал встречается в точке 2 с телом. Поскольку источник света покоится в базовой системе отсчета, световой луч пройдет расстояние R01без искажений для наблюдателя.

Вторая стадия.В момент времени t2световой луч отразится от тела. Наблюдателю, принимающему сигнал в момент времени t3, будет казаться, что свет прошел расстояние R2. Однако в момент приема тело будет в точке 3. Таким образом, действительное расстояние между наблюдателем и телом в момент приема будет R02.

Итак, расстояние, пройденное световым сигналом, будет равно сумме расстояний R01и R02. Время, затраченное на «путешествие» сигнала T
= (R01+ R02)/c.
<img width=«465» height=«235» src=«ref-1_1510258838-2369.coolpic» v:shapes="_x0000_i1049">

Рис. 6.
Теперь рассмотрим этот же процесс в системе отсчета, связанной с телом (рис. 7).

Первая стадия.Мы обращаем внимание на то, что наблюдатель относительно тела будет двигаться в обратную сторону. Итак, в момент времени  t1в точке 1 движущийся наблюдатель запускает световой импульс. Для наблюдателя, покоящегося на неподвижном теле и принявшем в момент t2световой сигнал, будет казаться, что световой импульс прошел расстояние R1. На самом деле в момент приема действительное расстояние, которое прошел свет, будет равно R01.

Вторая стадия.Далее сигнал отражается от тела и движется к точке встречи 3, где он возвращается в момент t3к движущемуся наблюдателю. Поскольку свет распространяется в базовой системе отсчета, он проходит действительное расстояние R02.

Таким образом, как и в системе отсчета, связанной с наблюдателем, в системе отсчета тела свет проходит расстояние, равное R01+ R02, затрачивая на это время T
= (R01+ R02)/c.
<img width=«414» height=«208» src=«ref-1_1510261207-2237.coolpic» v:shapes="_x0000_i1050">

Рис. 7.
Как мы видим, эти времена одинаковы, и нет никакого замедления времени в одной системе отсчета по отношению к другой. Эйнштейн не принял во внимание, что наблюдаемое расстояние соответствует действительному только, если наблюдатель покоится в базовой системе отсчета. Современники утверждают, что молодой Эйнштейн слабо разбирался в математике. В физике, как мы видим, он разбирался не лучше.

Локация Венеры.Существует ряд экспериментов, результаты которых противоречат выводам СТО А. Эйнштейна. Одним из них являются известные результаты по радиолокации Венеры [8]. Прежде, чем переходить к описанию эксперимента, рассмотрим три модели определения расстояния радиолокационным способом.

Допустим, что мимо нас со скоростью Vдвижется объект, расстояние до которого нам необходимо определить методом радиолокационных измерений. Для этой цели мы посылаем электромагнитный импульс к этому объекту и принимаем отраженный сигнал. Измеряя время распространения сигнала и зная скорость света, мы сможем определить расстояние до объекта. Здесь возможны, как минимум, три модели:

1)                Скорость света и скорость движения объекта складываются по закону параллелограмма (c
-
vтеория [8]).

2)                Релятивистский вариант (Специальная теория относительности). Распространение излученного сигнала к объекту и обратно происходит со скоростью света.

3)                Модель, использующая новую интерпретацию преобразования Лоренца.

Не приводя простых расчетов, поместим формулы для этих моделей в Таблицу 1.
Таблица 1



Из таблицы видно, что в первом приближении (с точностью до членов (V/c)2 ) первая и третья модели дают одинаковые значения.

Теперь мы можем обсудить результаты локации Венеры, приведенные в [8]. Эти результаты подтверждают первую и третью модели. Вторую модель мы должны отбросить. Обнаруженные вариации предсказаний второй модели (более <metricconverter productid=«2000 км» w:st=«on»>2000 км. при погрешности ± <metricconverter productid=«1,5 км» w:st=«on»>1,5 км)  это не «ошибка измерений», а промах теории относительности А. Эйнштейна!  Это понимают даже «закоренелые» релятивисты (кроме совсем убогих!), стараясь скрыть этот факт.
    продолжение
--PAGE_BREAK--4. Ускорители и парадокс Эренфеста


Ускорители.Считается, что работа циклических ускорителей элементарных частиц служит твердым экспериментальным подтверждением специальной теории относительности. Это легко проверить. Полученные ранее выводы имеют непосредственное отношение к теории циклических ускорителей.

Пусть заряженная частица летит прямолинейно с постоянной относительной скоростью мимо наблюдателя. Ее движение можно описать двумя способами, используя либо лоренцевскую скорость v
лор(явление, т.е. скорость мнимого изображения, входящая в преобразование Лоренца), либо действительную скорость V(сущность). Эти скорости, как мы уже знаем, различны.

По существу использование той или иной скорости связано с тем, что мы хотим описать: движение действительного источника или же движение его мнимого отображения. Теория относительности А. Эйнштейна сосредоточена на описании мнимого изображения. Но она ошибочно считает его действительным материальным объектом. Посмотрим, какие результаты вытекают из ее положений.

Пусть заряженная частица влетает в однородное магнитное поле перпендикулярно его силовым линиям. Она будет двигаться по окружности постоянного радиуса. Здесь возникает интересная ситуация. Согласно законам электродинамики частица будет двигаться в этом поле по окружности. Чтобы ее ускорить, необходимо подать переменное электрическое поле с частотой, равной частоте вращения частицы по окружности.

Известно, что скорость частицы согласно СТО не может превышать скорость света в вакууме (постулат Эйнштейна). Какова бы ни была скорость релятивистского заряда, она не может превышать скорость света. Так, частицы могут иметь скорость v
лор= 0,99 c;v
лор= 0,999 c
илиv
лор= 0,9999 c
и т.д. Однако угловая скорость вращения частиц при таких скоростях должна быть практически одна и та же. Она приблизительно равна c
/
R. На самом деле это не так!

Армянский ускоритель (синхротрон АРУС) имеет следующие параметры:

·                   — длина орбиты 2pR= <metricconverter productid=«216,7 м» w:st=«on»>216,7 м;

·                   — энергия инжекции электронов W = 50 МэВ;

·                   — частота ускоряющего поля  f = 132,8 МГц;

·                   — кратность ускорения g = 96;

·                   — энергия покоя электрона E0= 0,511 МэВ.

Согласно формуле, вытекающей из специальной теории относительности, частота обращения электронных сгустков по орбите ускорителя АРУС в момент инжекции электронов при кинетической энергии электронов W = 48,55 МэВ будет равна


F= c/2πR= 1,3843 МГц.
Период обращения электронных сгустков по орбите длиной <metricconverter productid=«216,7 м» w:st=«on»>216,7 м (Т = 1/ f = 7,53 нс) означал бы, что электроны движутся со скоростью, которая в 96 раз большей скорости светас. Согласно же специальной теории относительности сверхсветовые скорости электронов невозможны.

Чтобы объяснить экспериментальное значение периода 7,53 нс в рамках СТО, потребовалось ввести понятие «кратность ускорения». Релятивисты объявили, что «под действием ускоряющего поля частицы инжектированного пучка распадаются на сгустки, которые группируются вокруг устойчивых равновесных фаз. Число таких сгустков, располагающихся по окружности ускорителя, равно кратности ускорения g».

В некоторых учебниках по теории ускорителей элементарных частиц эта гипотеза названа «остроумной». Сторонники СТО так и не смогли понять причину этого явления. Вот и пришлось теоретикам выдумывать и вводить гипотезу ad hoc о существовании кратности ускорения – g. На самом деле никакого «распадана сгустки, группирующиеся вокруг устойчивых равновесных фаз» в синхротроне не существует. Это фантазия.

Например, рассмотрим одиночный(!)электрон, влетающий в ускоритель. Он тоже «разбивается на сгустки, группирующиеся вокруг устойчивых равновесных фаз»? (!) Этот вывод  не согласуется с классической или квантовой электродинамикой.

Ранее мы установили, что действительная скорость частиц Vбольше наблюдаемой скорости их мнимого отображения v
лор, входящей в преобразование Лоренца. Она равна <img width=«152» height=«32» src=«ref-1_1510266249-333.coolpic» v:shapes="_x0000_i1057">. Именно с такой линейной скоростью (вопреки запретам СТО) движутся по окружности заряженные частицы в рассмотренном выше ускорителе.

Для оценки подсчитаем эту скорость. Пусть скорость мнимого изображения заряда равна v
лор= 0,99995c. Тогда величина действительной скорости заряженной частицы будет равна V= 100c. Такова причина появления кратности ускорения g. Вот вам результатподмены реального объекта его мнимым изображением! Скорость наблюдаемого (мнимого) изображения v
лороказывается ограниченной скоростью света!

Парадокс Эренфеста.Он был сформулирован нидерландским физиком-теоретиком Паулем Эренфестом в 1909 году.

Рассмотрим плоский, абсолютно твердый диск, вращающийся вокруг своей оси. Пусть линейная скорость его края сравнима со скоростью света по порядку величины. Согласно специальной теории относительности, длина края этого диска должна испытывать лоренцово сокращение, которое равно

<img width=«113» height=«29» src=«ref-1_1510266582-256.coolpic» v:shapes="_x0000_i1058">
где l — длина края вращающегося диска относительно внешнего наблюдателя, <img width=«57» height=«24» src=«ref-1_1510266838-157.coolpic» v:shapes="_x0000_i1059">  — длина края вращающегося диска относительно внутреннего наблюдателя (находящегося на диске),v — линейная скорость вращения края диска, а c — скорость света.

Здесь возникают два эффекта.

1.                 Длина окружности диска должна стать меньше <img width=«52» height=«19» src=«ref-1_1510266995-141.coolpic» v:shapes="_x0000_i1060">. В радиальном направлении лоренцова сокращения нет, поэтому радиус диска должен сохранять свою длину. При такой деформации диск не может быть плоским.

2.                 Угловая скорость вращения уменьшается с увеличением расстояния от оси вращения. Поэтому соседние слои диска должны скользить относительно друг друга, а сам диск будет испытывать деформации кручения. Он должен разрушиться.

Чтобы избавиться от парадокса, была предложена гипотеза ad
hos. В природе нет абсолютно жестких тел. Эта гипотеза подобна таблице с надписью: «Стоп! Вход воспрещен!». Никаких объяснений физических причин релятивисты не смогли дать. Да и в состоянии ли они привести в качестве объяснения что-либо вразумительное? Пройдитесь по Интернету («парадокс Эренфеста») от Викпедии до статей релятивистов. Везде одна и та же «песенка»: в природе нет «жестких» тел (все тела «мягкие», как воск!).
    продолжение
--PAGE_BREAK--