|
|
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
 |
|
Физика релятивистских эффектов |
Карабин, 6x60 мм. 
Ночник-проектор "Звездное небо и планеты", фиолетовый. 
Ручка "Шприц", желтая. Физика релятивистских эффектов Агафонов Константин Павлович, инженер, патентный эксперт Школьный учитель и его успевающий ученик оказываются вполне способными в непринуждённой беседе обнаружить грубую ошибку в специальной теории относительности Эйнштейна и дать своё простое и наглядное объяснение наблюдаемым релятивистским эффектам деформирования “пространства” и “времени”. 1. Постулат Эйнштейна с = Co s Если бы Эйнштейн хорошо учился в школе, он бы не решился посягнуть на абсолютные пространство и время Ньютона созданием специальной теории относительности (СТО). Ибо последняя оперирует инерциальными системами отсчёта (ИСО), которые привязываются к телам, движущимся по инерции равномерно и прямолинейно; а такое движение подробно изучается уже в начале школьного курса физики. И каждый школьник знает: когда он едет в автобусе, который обгоняется мотоциклистом, то кажущаяся из автобуса скорость мотоциклиста меньше действительной на величину скорости автобуса; и наоборот, кажущаяся из автобуса скорость встречного мотоциклиста всегда больше его действительной скорости. При этом действительная скорость мотоциклиста может быть подсчитана путём векторного сложения скорости автобуса и кажущейся или относительной скорости мотоциклиста (принцип относительности Галилея). Успевающему школьнику может быть предложена для решения такая задача. Согласно измерениям и СТО Эйнштейна распространение светового луча, в отличие от движения мотоциклиста, указанному закону сложения скоростей не подчиняется вследствие относительного характера пространства и времени. При этом измеряемая из автобуса скорость света одинакова как для встречного луча, так и для обгоняющего, и не зависит от того, движется автобус с наблюдателем или стоит на месте. Объясните причину наблюдаемого парадокса. Первое, что сделает школьник — это представит последний случай в следующей математической форме (второй постулат СТО Эйнштейна): (1) c = L0 / 0 = L/ = Co s ; здесь L0 и 0 — пробегающий лучом света путь и затраченное на это время, измеренные наблюдателем при стоящем автобусе, L и — те же параметры, измеренные наблюдателем при движении автобуса”. “Очень хорошо, — одобрит учитель. — И чтобы не прибегать к путанным и запутывающим мысленным экспериментам с громоздким сопоставительным анализом параметров в движущейся и покоящейся ИСО, которыми традиционно сопровождается изложение СТО, будем называть далее “вещи” своими настоящими именами: L0 и 0 — параметры (расстояние, длина) абсолютного ньютоновского или классического пространства и времени, т. е. не изменяющиеся их эталоны; L и — параметры эйнштейновского относительного или релятивистского пространства и времени, изменяющиеся при переходе от одной ИСО к другой”. Далее, глядя на своё и Эйнштейна произведение (1) и подумав, наш герой сообразит, что причина парадокса обусловлена необычным поведением измеряемых параметров пространства и времени, стоящих в числителе и знаменателе дроби (1). В частности, при увеличении скорости автобуса оба параметра обязаны либо увеличиваться, либо уменьшаться по одному и тому же закону; только в этом случае величина дроби сохранится неизменной.
Условие задачи может быть дополнено далее следующими данными. Согласно СТО Эйнштейна наблюдаемые из движущегося автобуса релятивистские расстояния или длины предметов L сокращаются в направлении движения тем в большей мере, чем выше скорость наблюдателя. Что происходит в этом случае с наблюдаемыми из автобуса релятивистскими часами? “Время по таким часам также должно сократиться” — уверенно ответит школьник. “Возможны ли другие решения?” — спросит учитель. “Возможны” — ответит ученик. И обратит внимание учителя, что представленное выше математическое определение скорости света (1) справедливо и в рамках ньютоновской концепции абсолютных пространства L0 и времени 0. “А согласно той же СТО Эйнштейна, параметры наблюдаемого из движущегося автобуса релятивистского пространства и времени, полученные им на основании знаменитых математических преобразований Лоренца для ИСО, определяются следующими, не менее знаменитыми и совершенно разными законами: (2) L = L0 (1– u2/c2) 1/2, (3) = 0 (1– u2/c2) – 1/2, — сокращение (сжатие) релятивистских длин L при повышении относительной скорости наблюдателя сопровождается замедлением (удлинением, растяжением) релятивистского времени . Что ты на это скажешь?” 2. Парадокс движения “Соотношения Эйнштейна (2) и (3) не верны, — поразмыслив, сделает вывод школьник, — и вот почему. Насколько мне известно, по своему замыслу СТО — это релятивистская теория движения, и как таковая она способна только уточнить результаты классической теории движения при выходе за границы применимости последней, но не ставить эти результаты “с ног на голову”. А формулы СТО о сокращении релятивистских длин (2) и замедлении релятивистского времени (3) мною воспринимаются буквально и однозначно: в области релятивистских скоростей по неведомым причинам для прохождения меньших расстояний требуется большее время. Очевидно, что этот вывод ни только противоречит тривиальному житейскому опыту, но и ведёт к следующему абсурдному утверждению: с повышением скорости движения тела она фактически уменьшается. В самом деле. При движении объекта с релятивистской скоростью u1 наблюдаемые из него релятивистские пространство и время характеризуются величинами: L1 = L0 (1 – u12/c2)1/2; 1 = 0 (1 – u12/c2) – 1/2. При движении с релятивистской скоростью u2 > u1 соответственно имеем: L2 = L0 (1 – u22/c2)1/2; 2 = 0 (1 – u22/c2) – 1/2. При этом получаем: L2 < L1 (релятивистское пространство сократилось), 2 > 1 (релятивистское время увеличилось). Таким образом, во втором случае, т. е. при возросшей фактической или классической скорости движения наблюдателя меньшее расстояние L2 пройдено им за больший отрезок времени 2 и следовательно с меньшей релятивистской скоростью. В предельном же случае движения при u = c (фотон) эти соотношения дают результат c = 0, грубо противоречащий и опыту, и самому исходному постулату (1)”. 3. Обобщение парадокса “На основании соотношений (2) и (3), — продолжает ученик, — можно построить и соответствующий график (кривая 2 на рис. 1) зависимости релятивистской V = L/ или мнимой скорости движения V/u = 1– u2/c2, предсказываемой СТО, от истиной или классической скорости объекта u = L0 / 0.
График функции, построенный в диапазоне значений V/u = 0 1, показывает, что даже при малых скоростях движения релятивистская и классическая механика (прямая 1 на рисунке) дают существенно расходящийся результат, а при больших, сопоставимых со скоростью света, обнаруживается их полное расхождение. А именно: в предельном случае u/c = 1 классическая механика даёт скорость, равную скорости света, а релятивистская механика Эйнштейна даёт нуль. “Похоже, ты прав, — делает вывод учитель. —Ибо полученный результат оказывается общим как для частной (СТО), так и для общей (ОТО) теорий относительности. Как известно, в классической теории тяготения Ньютона падение тела на лишённую атмосферы планету под воздействием силы тяжести сопровождается непрерывным увеличением скорости до некоторой предельной при столкновении тела с планетой. Последняя и радиус r “встречи” тела с планетой могут быть подсчитаны из баланса потенциальной и кинетической энергии тела по соотношению: r0 = 2GM/u2. В ОТО, как это тоже широко известно, падение тела на “чёрную дыру” вблизи горизонта событий, ограниченного гравитационным радиусом rg = 2GM/c2, в противоположность “классике” замедляется и при достижении горизонта событий скорость падения становится равной нулю. Как будто со стороны “чёрной дыры” вдруг возникла неведомая сила отталкивания, которая в последний момент остановила падение тела, в точности уравновесив силу гравитационного притяжения. Но это, оказывается, даже не сила, а следствие всё того же релятивистского “растяжения или замедления времени”, определяющего ускорение (вторую производную перемещения по времени) силы тяжести от “чёрной дыры”: g = (GM/r2)(1 – 2GM/c2r) – 1/2. В изложенном вся суть теории относительности и органически присущего ей и обсуждаемого здесь парадокса движения: чем больше мы увеличиваем скорость движения согласно “классике”, тем меньшей она оказывается с позиций СТО. В частности, согласно “классике” при достижении горизонта событий падающее на “чёрную дыру” тело приобретает скорость, равную скорости света, а согласно СТО такое падение вообще прекращается. Любопытно проследить, как спокойно и невозмутимо воспринимают этот парадокс некоторые авторитетные учёные-физики. В частности, в беседе с научным обозревателем “Известий” Сергеем Лесковым вице-президент Европейского астрономического общества, директор Астрономического института имени Штернберга, член-корреспондент РАН Анатолий Черепащук объясняет: “Космический корабль, достигший черной дыры, замедляется и, по нашим впечатлениям (читай: согласно ТО Эйнштейна, — прим. автора), застывает в пространстве. На самом деле (читай: согласно классическим представлениям, — прим. автора) он рухнул в черную дыру и начал путешествие по другим вселенным, где нет пространства, а есть только время”. Как видите, у беседующих не возникает, казалось бы, вполне естественных в таком случае вопросов: что же это за физическая теория, которая предсказывает ни то, что есть “на самом деле”, а только “наши впечатления”, да и те — предполагаемые? какое отношение эта теория имеет к науке, вообще, и к физике, в частности? наконец, кому и зачем нужна такая теория?” — Прямо-таки, какое-то всеобщее умопомрачение в международном научном сообществе; ожившая сказка Андерсена о голом короле, на сей раз вполне учёном и официально утверждённым в этом статусе академической наукой”.
Поэтому астрофизика связана и с физикой элементарных частиц, и с кинематикой, и с гидродинамикой. При этом есть, конечно, разделы астрофизики, которые к физике элементарных частиц особенно близки. Это, например, физика космических лучей и космология, исследования вспышек сверхновых и процессы в нейтронных звёздах. Результаты LHC имеют скорее общефизическое значение, чем конкретно астрофизическое. Поэтому рискну сказать, что астрофизикам в массе не так важно, какие конкретно результаты будут получены на LHC. Хотя, конечно, очень интересно будет узнать, какие результаты там будут получены. -А как же, например, эксперименты на LHC, предназначенные для проверки теоретических моделей столкновения космических лучей высокой энергии сPмолекулами атмосферы? Или вообще проверка Общей теории относительности? Разве новые данные LHC не ограничат (или расширят) модели, используемые в астрофизике? - Астрофизика объединяет в себе сотни, может быть, даже тысячи моделей. В очень многих моделях ни релятивистских эффектов, ни энергий, для которых был построен LHC, нет
1. Квантовые эффекты в ядерной физике
2. Физика звезд
3. Физико-географический очерк Тульской области
4. Общественные блага. Внешние эффекты и их государственное регулирование
5. Эффекты слоев в Photoshop 6
9. Методы поиска и исследований в преподавании физики
10. Тест по методике преподавания физики общие и частные вопросы
11. Физико-химические изменения, происходящие при приготовлении блюда "Борщ украинский с пампушками"
13. Продольный магнитооптический эффект Фарадея
15. Физико-топологическое моделирование структур элементов БИС
16. Физико-математические основа радиоэлектронных систем
Карниз для ванной комнаты металлический, раздвижной, 210 см, с кольцами (металлик). 
Настольная игра "Остров обезьян". 
Подушка-накладка на ремень безопасности. 17. Специфика физики микрообъектов
18. Пространство и время в физике
19. Наука - Физика
21. Нильс Бор в физике 19-20 вв.
25. Лекции по физике за 3 семестр
26. Справочник по физике (Шпаргалка) (Лексикон)
27. Эффект Холла
29. Лабораторные работы по физике
30. Билеты по Физике
31. Физика. Билеты к экзамену за 9 класс
32. Шпаргалка по физике, 1 семестр, Механика
Папка для чертежей "Городская площадь", А3. 
Планшетик "Всё обо всём". 
Дополнительный набор "Магнитные истории. Времена года". 33. Билеты по физике за весь школьный курс
35. Экзамен по физике для поступления в Бауманскую школу
36. Ответы на билеты по физике за 9 класс
41. Релятивистская причинность
42. Физика (шпаргалка: квантовая механика)
43. Домашние наблюдения и опыты учащихся по физике. Их организация
44. Моделирование в физике элементарных частиц
45. Сверхпроводимость. Эффекты Джозефсона
46. Развитие физики во второй половине ХХ в.
48. Лабораторные работы по физике
Бокс с наклейками "Чемпионат мира по футболу FIFA 2018" (50 пакетиков в боксе). 
Набор универсальных прозрачных обложек для учебников, 120 мкм, 232x455 мм, 20 штук. 
Увлекательная настольная игра "Этажики", новая версия. 49. Философские взгляды Больцмана в свете полемики по проблемам физики кон. ХIХ - нач. ХХ веков
50. Физико-химические свойства нефтей Тюменского региона
51. Тепловой эффект химической реакции
52. Глобализация: положительные и отрицательные эффекты
57. Вопросы классической теоретической физики: какие мы и кто мы на самом деле?
58. С физикой — от счетов к современным компьютерам
59. Формирование профессиональной компетентности в курсе «Элементарная физика»
60. Раздел физики, родившийся из ошибки
61. Общая постановка проблемы перекрестных эффектов
62. Эффект возрастания критического тока в YBaCuO пленках
63. Электрокапиллярный эффект в современной технологии
64. Теорема вириала в преподавании физики и астрономии
Карандаши цветные "Kores", 36 цветов, с точилкой. 
Мультиплеер с огоньками "Новогодний хоровод". 
Подгузники-трусики для мальчиков Huggies DryNights, 4-7 лет, 10 штук. 65. Производная и ее применение в алгебре, геометрии, физике
66. Использование графического метода при изучении электрического резонанса в курсе физики средней школы
67. Физика элементарных частиц
68. Возможные побочные эффекты вакцинации
73. Квантовые электродинамические эффекты в атомных системах
74. Физико-химическая модель генерации и эмиссии метана на донных осадков озера Байкал
75. Размышления физика о тайне творения Вселенной
77. «Камень преткновения» в физике!
78. Корпускулярно-волновой дуализм в современной физике
79. Энергетическая оценка эффекта Махариши
80. Физика и паранормальные явления
Средство от садовых муравьев "Муравьин", 300 грамм. 
Магнитные истории "Кто где живет?". 81. Новое объяснение релятивистских явлений
82. Экспериментальное исследование нелинейных эффектов в динамической магнитной системе
83. Вопросы к государственному экзамену по физике
84. Развитие современной физики в 1932 - 1954 гг.
90. Физика 9 кл.
92. Классическая физика: самоорганизующиеся системы и микромир
93. Физики и световая чувствительность глаза
94. Математическое моделирование в физике XIX века
96. История физики: строение материи
Кепка "Zabivaka", взрослая, размер 58. 
Подгузники Huggies Elite Soft, (1), до 5 кг, 27 штук. 
Палатка игровая "Учим азбуку с Пеппой". 98. История физики: термодинамика и молекулярная физика
Игровой набор "Весы". 
