Навигация
Пространство и время в преобразовании Лоренца
36106
знаков
0
таблиц
9
изображений
5. Пространство и время в преобразовании Лоренца
Чтобы проанализировать проблему связи времен различных инерциальных систем отсчета (ИСО), обратимся к рис 8, на котором представлено взаимное расположение наблюдателей в сопоставляемых системах отсчета А и В. В каждой из систем имеется генератор, задающий световые сигналы через равные промежутки времени Т, и наблюдатель, регистрирующий временные интервалы между импульсами (вспышками).
Будем считать, что при относительной скорости инерциальных систем А и В, равной нулю, выполняется условие ТА = TВ = Т'A = Т'B. Рассмотрим теперь случай, когда относительная скорость движения инерциальных систем А и В отлична от нуля. Очевидно, что значения интервалов ТA и ТB не изменятся, т.к. это характеристики сущности. Преобразование Лоренца это линейное алгебраическое преобразование.
Оно устанавливает взаимно-однозначную связь между точками xi системы К и точками x'i системы К'. Эта связь не зависит от способа перехода наблюдателя из К в К' и обратно[1]. Иными словами, наблюдатели не увидят изменения частоты собственного генератора, даже испытывая ускорения. Здесь мы имеем в виду «идеальные» часы, точно регистрирующие время в собственной системе отсчета.
Рис. 8.
ТА и TВ - интервалы времени, измеренные в собственных ИСО, являющиеся характеристиками сущности; Т'A и Т'B - интервалы времени, наблюдаемые их "чужих" систем (явления).
Изменятся наблюдаемые "чужие" интервалы времени Т'A и Т'B (явления). В соответствии с преобразованием Лоренца будем иметь:
I) ТA< Т'B (система А), 2) TB < T'A (система В).
Для полного определения логической связи между 4-мя величинами (ТА; TВ; Т'A; Т'B) двух записанных нами неравенств недостаточно. Необходимы еще два условия.
А. Эйнштейн предложил считать, что Т'A есть собственное время системы А, т.е. ТА, а Т'B есть собственное время системы В, т.е. ТВ. Эта связь не зависит от инерциальной системы отсчета.
3) Т'A= ТA 4) T'B =TB
Так Эйнштейн подошел к своему пониманию и объяснению физического смысла преобразования Лоренца. Очевидно, что система из четырех соотношений оказалась логически противоречивой. Выражения 1) и 2) примут вид:
I) ТA< ТB, 2) TB < TA.
Гносеологический анализ, проведенный в [4], [5], показал, что Эйнштейн подобно Птолемею допустил типичную гносеологическую сшибку. Наблюдаемое явление (Т'A и Т'В) он истолковал как сущность (ТA и ТВ).
Птолемей утверждал, что, поскольку мы видим движение солнца по небосводу, это и есть на "самом деле" движение его вокруг Земли.
Точно так и Эйнштейн истолковывал явления "сокращения" масштабов и "замедления" времени. Коль скоро мы "видим" эти изменения (т.е. они следуют из преобразования Лоренца), это так есть "на самом деле" (такова сущность пространства и времени). Эта гносеологическая ошибка называется: подмена сущности явлением или истолкование явления как сущности.
Ошибочное истолкование породило ряд логических противоречий, например, парадокс близнецов и другие. То же самое можно сказать и об интерпретации "сжатия" масштаба.
Единственно возможным вариантом, который не противоречит равноправию инерциальных систем отсчета и логике, является вариант, опирающийся на соотношения:
1) ТА < Т'A; 2)TВ <Т'B; 3) Т'A= Т'B; 4) ТА= TВ
Смысл его очевиден. Собственное время во всех инерциальных системах отсчета едино, т.е. течет в одном ритме, темпе (ТА= TВ). Явления обладают симметрией (Т'A= Т'B; ТА< Т'A; TВ < T'B). Это и есть реализация принципа равноправия инерциальных систем отсчета.
Именно здесь выявляется различие между эйнштейновской и новой интерпретациями сущности преобразования Лоренца.
а) Эйнштейновский (= птолемеевский) подход. Замедление времени, которое мы наблюдаем (явление), есть "действительное" замедление времени. Время в движущейся системе отсчета действительно течет медленнее, чем в неподвижной (сущность).
б) Материалистический (= коперниканский) подход. Замедление времени есть объективное явление, которое мы наблюдаем и регистрируем в нашей инерциальной системе. Однако в самой движущейся системе время течет в том же темпе (сущность), что и в неподвижной. Кажущееся замедление времени обусловлено свойствами преобразования Лоренца (эффект Допплера).
Итак, все параметры и характеристики, полученные с помощью преобразования Лоренца, относятся к разряду явлений и не всегда совпадают с действительными параметрами и характеристиками, измеренными в системе отсчета, связанной с исследуемым объектом. Однако при преобразовании Лоренца некоторые величины остаются неизменными (инвариантными). Среди них:
1. Сохраняется действительное равноправие всех инерциальных систем отсчета.
2. Физическое время остается общим и единым для всех ИСО. Это единое мировое время.
3. Общим для всех ИСО остается трехмерное пространство.
4. Скорость света и сечение светового луча остаются неизменными (инвариантными) для всех ИСО.
Наблюдаемые "замедление" времени и "сжатие" масштаба - суть объективные явления, т.е. искаженные отображения истинного темпа времени (единого для всех ИСО) и масштаба координатной оси пространства (общего для всех ИСО).
Уже сам принцип равноправия инерциальных систем предполагает, например, единство времени во всех ИСО. В противном случае различие в темпах изменения времени могло бы служить критерием для дифференциации различных ИСО.
Похожие работы
... наблюдаемого объекта. Итак, мы познакомились с теми явлениями, которые вытекают из свойств модифицированного преобразования или преобразования Лоренца. Мы описали и те явления, на которые Специальная теория относительности А. Эйнштейна «не обратила» внимания. Теперь мы можем перейти к «мысленным экспериментам» А. Эйнштейна. 3. Слово о «мысленных экспериментах» Во-первых, все исследования мы ...
... наблюдателю будет казаться, что часы движущегося наблюдателя отстают от его часов. Это объективное явление. Зависимость замедления наблюдаемого хода часов движущегося наблюдателя от относительной скорости инерциальных систем отсчета есть физическая закономерность. Вербально эту закономерность можно описать следующим образом: «Наблюдаемое изменение темпа времени в движущейся системе отсчета есть ...
... дать логически последовательное объяснение парадоксам и прикрывают его фиговыми листочками математических формул, мы вскрываем застарелые «язвы», разъедающие СТО и физику. Наш научный задел размещен на сайте [14]. Новый подход к объяснению релятивистских явлений возвращает нас к классической механике Ньютона. Новый подход к релятивистским явлениям затронет и классическую электродинамику. Причина ...
... . Что касается «сжатия» окружности диска и нарастающего во времени «смещения» друг относительно друга смежных кольцевых слоев диска, то их принципиально не может существовать. У интерпретаторов парадокса Эренфеста не все в порядке со «здравым смыслом». Преобразование Лоренца нельзя применять формально (догматически), не сообразуясь с физикой анализируемых процессов (со здравым смыслом). 6. ...
0 комментариев