Навигация
Замедление времени и парадокс часов
19171
знак
0
таблиц
1
изображение
3. Замедление времени и парадокс часов
Преобразования (2.10) внешне напоминают преобразование Лоренца, но сходство чисто внешнее. На самом деле между ними существует принципиальное различие. В СТО рассматривается связь между двумя «без массовыми» ИСО, а здесь мы имеем три системы, две из которых связаны с массивными телами, а третья – с сигналом. Это приводит к новым результатам и устраняет парадоксы. Покажем это на примере эффектов «сокращения длин» и «замедление времени».
В СТО доказывается, что время в движущихся ИСО течет в 
раз медленнее, чем в покоящихся. Замедление касается всех процессов, включая и биологические. Такая интерпретация неизбежно приводит к парадоксу близнецов, поскольку каждая система движется относительно другой и нет никакого способа отличить одну ИСО от другой. Аналогичное следствие вытекает и из (2.10),
, 
, (3.1)
однако оно имеет совершенно иной смысл. Величина, 
, которая в СТО характеризует ритм времени всей системы, здесь относится только к сигналу, точнее к шкале измерителя времени. Она одинакова для всех МСО и в этом нет никакого парадокса, поскольку сигнал проходит один и тот же путь относительно каждой системы и на это тратит одинаковую энергию.
Разумеется, это не противоречит реально наблюдаемому замедлению времени жизни элементарных частиц, поскольку частицы сами движутся, т.е. сами являются источниками сигнала.
То же самое относится и к другому эффекту – сокращению длин.
, 
(3.2)
Сокращается не длина предмета, а деформируется шкала линейки. Ведь предмет не станет длиннее или короче, если измерять его не в метрах, а в сантиметрах или километрах.
Метрика массивных систем отсчета
Определим структуру пространства вокруг массивных тел. Пусть заданы два тела, с которыми связаны МСО 
и 
, снабженные соответствующими измерительными приборами. Введем обобщенные координаты 
и образуем метрику
(4.1)
где 
Для простоты расчета будем считать, что тела имеют шарообразную форму и движутся относительно друг друга с некоторой скоростью. Выберем сферическую систему координат с началом в центре тела 
, 
Второе тело , будем считать малым и в качестве его метрики выберем метрику Минковского 
с сигнатурой (1,1,1,-1). Полагая 
, и учитывая (3.1) и (3.2), находим
; 
, (4.2)
, (4.3)
следовательно,
, (4.4)
Это- метрика Шварцшильда, но с несколько иной структурой пространства-времени. Для удобства сравнения перенесем начало отсчета от в пустое пространство. Тогда в первом (классическом) приближении
, (4.5)
где 
- относительное изменение энергии сигнала при переходе из в . Изменение вызывается двумя причинами: участием сигнала в относительном движении МСО и взаимодействием с массивными телами и частицами среды. Если системы неподвижны и взаимодействие только гравитационное, то первый член в правой части (4.5) исчезает и метрика (4.4) автоматически переходит в метрику Шварцшильда. Если же системы движутся то возникает ряд новых эффектов, связанных с взаимодействием светового сигнала с инерционным полем. Покажем это на частном примере
Имея в виду, что 
, преобразуем (4.5)
(4.6)
Первый член соответствует метрике Минковского, последний – Шварцшильда. Остальные два показывают, что пространство вокруг массивных тел не только искривлено, но и закручено. Оно имеет спиральную структуру и ведет себя по отношению светового сигнала как среда с показателем преломления
(4.7)
где 
- единичный вектор в направлении распространения луча. Он является главным индикатором структуры пространства. Задавая его для разных сред мы всегда можем определить структуру пространства данной среды.
Похожие работы
... ядерной энергетики, так как позволило оценить ту значительную энергию, которая должна высвобождаться при делении тяжелых и слиянии легких ядер. Заключение Теория относительности А.Эйнштейна – физическая теория, рассматривающая пространственно-временные свойства физических процессов. Так как закономерности, устанавливаемые теорией относительности, – общие для всех физических процессов, то ...
... построения"(5). И т.п. Рассматриваемая книга В.Степина воспринималась в бывшем советском и воспринимается в нынеш-нем постсоветском философском сообществе, как закрывшая вопрос о принципиальной возможности аксиоматической перестройки произ-вольной теории, причем закрывшая его негативно. Поэтому остановимся на том, что сделал В.Степин в этой книге подробней. Прежде всего следует отметить, что ...
... . С расширением замкнутого объема электрические массы вещества расходятся относительно друг друга, образуется свободное пространство. Становится возможным взаимное перемещение масс, перераспределение их плотности. 4. Единая теория поля 4.1. Электромагнитные колебания В пространстве-времени, образованном гравитационными массами одного знака, электрическое поле равно нулю, вещество электрически ...
... РВССОШ не сопровождается изменением его гамильтониана, а претендующие на роль гравитонов «ненаблюдаемые квазичастицы» не регистрируемы ни в каких физических экспериментах ни непосредственно, ни косвенно. Ввиду глобальной калибровочности эволюционного процесса, происходящего в микромире, все явления, непосредственно или косвенно связанные в СОФВ с наличием этих «ненаблюдаемых квазичастиц», (в том ...
0 комментариев