Теория Относительности — различия между версиями

Материал из Большой Форум
Перейти к: навигация, поиск
 
(не показаны 2 промежуточные версии этого же участника)
Строка 1: Строка 1:
Создавая ОТО Эйнштейн следовал такой цепочке рассуждений. На примере СТО стало понятно, что некоторые вещи происходят без внешнего воздействия. Ньютоновская физика провозглашала первым законом необходимость сообщения телу физического воздействия для изменения его скорости, необходимость внешнего влияния на тело. Но эксперимент Майкельсона-Морли показал, что размер тела зависит от скорости его движения. Чем быстрее тело движется, тем больше '''сжимается, и сжатие это не внешнее, оно не давит на тело извне какой-либо силой, не повреждает внутренней структуры. Тело само сжимается и разжимается без всякого внешнего влияния. Скорость тела ставится в соответствие его размеру.''' Далее, ясно, что "гравитационное поле" (назовём пока так связанные с тяготением явления) совершенно не похоже ни на какой тип излучения, так как не ослабляется никакими преградами. Почему бы тогда не установить связь похожую на связь скорость-линейные размеры, между массой и притяжением? Как линейный размер меняется без давления в зависимости от скорости, так и тела притягивают друг друга без какой-либо силы, без посредника, без невидимых рук притягивающих их материально. Нет сжимающего давления движущегося тела, и нет притягивающей гравитации. Это просто происходит. Это факт. И назвать его лучше всего "искривлением пространства-времени", как и в случае с СТО, где искривляются линейные размеры тела и время. Скорость, масса искривляют пространство-время, понял Эйнштейн, и создал СТО и ОТО, которые прошли экспериментальные испытания в течение ста лет, и полностью доказали свою истинность.     
+
== Рассуждения натолкнувшие Эйнштейна на создание теории ==
 +
 
 +
Создавая ОТО Эйнштейн следовал такой цепочке рассуждений. На примере СТО стало понятно, что некоторые вещи происходят без внешнего воздействия. Ньютоновская физика провозглашала первым законом необходимость сообщения телу физического воздействия для изменения его скорости, необходимость внешнего влияния на тело. Но эксперимент Майкельсона-Морли показал, что размер тела зависит от скорости его движения. Чем быстрее тело движется, тем больше '''сжимается, и сжатие это не внешнее, оно не давит на тело извне какой-либо силой, не повреждает внутренней структуры. Тело само сжимается и разжимается без всякого внешнего влияния. Скорость тела ставится в соответствие его размеру.''' Далее, ясно, что "гравитационное поле" (назовём пока так связанные с тяготением явления) совершенно не похоже ни на какой тип излучения, так как не ослабляется никакими преградами. Далее Эйнштейн заметил, что гравитационное ускорение невозможно никакими приборами отличить от обычного ускорения, и если перенести человека с поверхности земли в ракету движущуюся с ускорением 9,8 м/с<sup>2</sup>, он не заметит подмены. Как не заметит подмены космонавт находящийся в невесомости, перенесённый из космического корабля в падающий лифт. Из этого следует, что, во-первых, ускорение и невесомость чем бы они ни были вызваны, имеют одну и ту же природу, а, во-вторых, массивное тело меняет "плюс" на "минус". На поверхности массивного тела другое тело, когда падает свободно, не ускоряется, а когда лежит неподвижно - ускоряется. 
 +
 
 +
Почему бы тогда не установить связь похожую на связь скорость-линейные размеры, между массой и притяжением? Как линейный размер меняется без давления в зависимости от скорости, так и тела притягивают друг друга без какой-либо силы, без посредника, без невидимых рук притягивающих их материально. Нет сжимающего давления движущегося тела, и нет притягивающей гравитации. Это просто происходит. Это факт. И назвать его лучше всего "искривлением пространства-времени", как и в случае с СТО, где искривляются линейные размеры тела и время. Скорость, масса искривляют пространство-время, понял Эйнштейн, и создал СТО и ОТО, которые прошли экспериментальные испытания в течение ста лет, и полностью доказали свою истинность.     
 
{{начало цитаты}}«Когда в 1907 г. я работал над обзорной статьей по СТО для журнала “Jahrbuch der Radioaktivitaet und Elektronik”, я попытался видоизменить теорию тяготения Ньютона так, чтобы ее законы соответствовали [специальной] теории относительности. Попытки такого рода продемонстрировали, что это возможно, но они не удовлетворяли меня, так как строились на физически необоснованных гипотезах». И тогда мне в голову пришла счастливейшая мысль в моей жизни, — продолжает Эйнштейн. — '''Существование гравитационного поля может считаться лишь относительным''',{{конец цитаты|источник=<ref>[https://litbook.ru/article/13447/?ysclid=lfb5f4qi93799300258]</ref><ref>[https://web.archive.org/web/20151222085312/http://inpac.ucsd.edu/students/courses/winter2012/physics2d/einsteinonrelativity.pdf]</ref>}}
 
{{начало цитаты}}«Когда в 1907 г. я работал над обзорной статьей по СТО для журнала “Jahrbuch der Radioaktivitaet und Elektronik”, я попытался видоизменить теорию тяготения Ньютона так, чтобы ее законы соответствовали [специальной] теории относительности. Попытки такого рода продемонстрировали, что это возможно, но они не удовлетворяли меня, так как строились на физически необоснованных гипотезах». И тогда мне в голову пришла счастливейшая мысль в моей жизни, — продолжает Эйнштейн. — '''Существование гравитационного поля может считаться лишь относительным''',{{конец цитаты|источник=<ref>[https://litbook.ru/article/13447/?ysclid=lfb5f4qi93799300258]</ref><ref>[https://web.archive.org/web/20151222085312/http://inpac.ucsd.edu/students/courses/winter2012/physics2d/einsteinonrelativity.pdf]</ref>}}
 
Далее Эйнштейн поясняет свою мысль об относительности существовоания гравитационного поля:
 
Далее Эйнштейн поясняет свою мысль об относительности существовоания гравитационного поля:
Строка 9: Строка 13:
 
Тут Эйнштейн говорит, что на падающего человека не действует поле тяготения. Его вообще не существует. А ещё падающий человек не ускоряется. Он инерциальный наблюдатель как человек в космическом аппарате. Эйнштейн ввёл принцип эквивалентности: '''если оба не ощущают своего веса, значит, оба находятся в инерциальной системе отсчёта. Что летящий с крыши, что летящий сквозь космос.'''
 
Тут Эйнштейн говорит, что на падающего человека не действует поле тяготения. Его вообще не существует. А ещё падающий человек не ускоряется. Он инерциальный наблюдатель как человек в космическом аппарате. Эйнштейн ввёл принцип эквивалентности: '''если оба не ощущают своего веса, значит, оба находятся в инерциальной системе отсчёта. Что летящий с крыши, что летящий сквозь космос.'''
 
{{начало цитаты}}Исходя из этого, я решил попробовать распространить теорию относительности не только на системы, движущиеся с постоянной скоростью, но и на системы, движущиеся с ускорением. Я предполагал, что смогу одновременно решить и проблему тяготения, поскольку '''тот факт, что падающий человек не ощущает силы тяжести, можно истолковать таким образом, как будто, кроме поля тяготения Земли, возникает новое, компенсирующее его поле тяготения. Иначе говоря, необходимо, чтобы в системе, движущейся с ускорением, возникало новое гравитационное поле»'''.{{конец цитаты|источник=}}
 
{{начало цитаты}}Исходя из этого, я решил попробовать распространить теорию относительности не только на системы, движущиеся с постоянной скоростью, но и на системы, движущиеся с ускорением. Я предполагал, что смогу одновременно решить и проблему тяготения, поскольку '''тот факт, что падающий человек не ощущает силы тяжести, можно истолковать таким образом, как будто, кроме поля тяготения Земли, возникает новое, компенсирующее его поле тяготения. Иначе говоря, необходимо, чтобы в системе, движущейся с ускорением, возникало новое гравитационное поле»'''.{{конец цитаты|источник=}}
 +
 +
== Опыт Майкельсона-Морли ==
 +
В опыте Майкельсона-Морли два фотона одновременно пускались один по направлению движения Земли, другой перпендикулярно направлению этого движения, отражались от концов двух плеч интерферометра равной длины, и возвращались обратно одновременно. А это возможно только в том случае, если плечо интерферометра, ориентированное по направлению движения Земли, сокращалось в своей длине. Отсюда же следовало сокращение времени в движущейся системе. Проверялась одновременность возвращения фотонов с помощью интерференционной картины. Она не менялась.
 +
 +
Предположим, чтоб в опыте использовался красный свет с длиной волны 700нм (7 10<sup>-7</sup>метров, или 7 10<sup>-4</sup> миллиметров). Предположим, плечо интерферометра 10 метров, скорость Земли 30 км/с= 30000м/с. Скорость света 299792448 м/с. Тогда лоренцево сокращение будет составлять по формуле  L=L<sub>0</sub>√(1-v<sup>2</sup>/c<sup>2</sup>),  5 10<sup>-5</sup>мм. А длина волны нашего фотона 7 10<sup>-4</sup>мм. Таким образом, если бы не было лоренцева сокращения 5 10<sup>-5</sup>мм, возникла бы разность хода длин волн и мы увидели бы её по изменению интерференционной картины.  Можно взять фиолетовый свет с длиной волны 400нм, и чувствительность интерференционной картины у нас существенно возрастёт.
 +
== Нелепые попытки объяснить искривление пространства-времени корпускулами ==
 +
 +
{{начало цитаты}}В квантовой теории поля флуктуации интерпретируются как рождение и уничтожение виртуальных частиц.{{конец цитаты|источник=БСЭ<ref>[http://bse.uaio.ru/BSE/0402.htm#p1523]</ref>}}
 +
 +
{{начало цитаты}}...'''виртуальные частицы — это в большей степени математическое явление, чем физическая реальность'''. Действительно, в квантовой теории поля в точных выражениях для процессов взаимодействия реальных частиц никакие виртуальные частицы не фигурируют. Если же, однако, попытаться упростить точное выражение в рамках теории возмущений, разложив его в ряд по константе взаимодействия (малому параметру теории), то возникает бесконечный набор слагаемых. Каждый из членов этого ряда выглядит так, словно в процессе взаимодействия порождаются и исчезают объекты, обладающие квантовыми числами реальных частиц. Однако эти объекты распространяются в пространстве по закону, отличному от реальных частиц, и поэтому '''если их трактовать как испускание и поглощение частицы, то придётся принять, что для них не выполняется связь между энергией и импульсом. Таким образом, виртуальные частицы появляются только тогда, когда мы определённым образом упрощаем исходное выражение. Понятие о виртуальных частицах возникло не на основе опытных фактов, а выведено из математического аппарата квантовой физики. Следовательно, это чисто умозрительное понятие для математических вычислений'''[24].
 +
 +
Виртуальные процессы происходят в промежутки времени порядка 10 *24 10<sup>-24</sup> сек, а '''такие процессы в силу соотношения неопределённости для энергии и времени принципиально не могут наблюдаться. Таким образом, виртуальные частицы и процессы «ненаблюдаемы» и физической реальности не имеют'''[24].
 +
 +
Виртуальные частицы наделены свойствами, не имеющими физического смысла, такими как отрицательная и мнимая масса[24].
 +
 +
'''Виртуальные процессы совершаются с нарушением законов сохранения и потому не могут быть описаны классической физикой, так как всякий реальный процесс в классической физике происходит с соблюдением законов сохранения'''[24].{{конец цитаты|источник=<ref>[https://ru.wikipedia.org/wiki/Виртуальная_частица#Физический_смысл]</ref>}}
 +
 +
А голландский физик Казимир заявлял, что якобы опыт показал вакуумную флуктуацию при том, что это принципиально невозможно.
 
== Примечания ==
 
== Примечания ==
 
{{reflist|2}}
 
{{reflist|2}}

Текущая версия на 17:34, 27 марта 2023

Рассуждения натолкнувшие Эйнштейна на создание теории

Создавая ОТО Эйнштейн следовал такой цепочке рассуждений. На примере СТО стало понятно, что некоторые вещи происходят без внешнего воздействия. Ньютоновская физика провозглашала первым законом необходимость сообщения телу физического воздействия для изменения его скорости, необходимость внешнего влияния на тело. Но эксперимент Майкельсона-Морли показал, что размер тела зависит от скорости его движения. Чем быстрее тело движется, тем больше сжимается, и сжатие это не внешнее, оно не давит на тело извне какой-либо силой, не повреждает внутренней структуры. Тело само сжимается и разжимается без всякого внешнего влияния. Скорость тела ставится в соответствие его размеру. Далее, ясно, что "гравитационное поле" (назовём пока так связанные с тяготением явления) совершенно не похоже ни на какой тип излучения, так как не ослабляется никакими преградами. Далее Эйнштейн заметил, что гравитационное ускорение невозможно никакими приборами отличить от обычного ускорения, и если перенести человека с поверхности земли в ракету движущуюся с ускорением 9,8 м/с2, он не заметит подмены. Как не заметит подмены космонавт находящийся в невесомости, перенесённый из космического корабля в падающий лифт. Из этого следует, что, во-первых, ускорение и невесомость чем бы они ни были вызваны, имеют одну и ту же природу, а, во-вторых, массивное тело меняет "плюс" на "минус". На поверхности массивного тела другое тело, когда падает свободно, не ускоряется, а когда лежит неподвижно - ускоряется.

Почему бы тогда не установить связь похожую на связь скорость-линейные размеры, между массой и притяжением? Как линейный размер меняется без давления в зависимости от скорости, так и тела притягивают друг друга без какой-либо силы, без посредника, без невидимых рук притягивающих их материально. Нет сжимающего давления движущегося тела, и нет притягивающей гравитации. Это просто происходит. Это факт. И назвать его лучше всего "искривлением пространства-времени", как и в случае с СТО, где искривляются линейные размеры тела и время. Скорость, масса искривляют пространство-время, понял Эйнштейн, и создал СТО и ОТО, которые прошли экспериментальные испытания в течение ста лет, и полностью доказали свою истинность.

«Когда в 1907 г. я работал над обзорной статьей по СТО для журнала “Jahrbuch der Radioaktivitaet und Elektronik”, я попытался видоизменить теорию тяготения Ньютона так, чтобы ее законы соответствовали [специальной] теории относительности. Попытки такого рода продемонстрировали, что это возможно, но они не удовлетворяли меня, так как строились на физически необоснованных гипотезах». И тогда мне в голову пришла счастливейшая мысль в моей жизни, — продолжает Эйнштейн. — Существование гравитационного поля может считаться лишь относительным,

[1][2]

Далее Эйнштейн поясняет свою мысль об относительности существовоания гравитационного поля:

точно так же, как существование электрического поля, наводимого в результате электромагнитной индукции. Это связано с тем, что для наблюдателя, свободно падающего с крыши, гравитационное поле, по крайней мере в его ближайшем окружении, не существует. В самом деле, если при этом наблюдатель бросает какие-то предметы, то они находятся по отношению к нему в состоянии покоя или равномерного движения вне зависимости от их химического или физического состава…Таким образом, наблюдатель имеет право утверждать, что находится «в покое».

Пытаясь получить, исходя из нее (т.е. из СТО) все законы природы, я обнаружил, что эта теория неприменима только в случае закона всемирного тяготения, и я проникся глубоким желанием найти объяснение такому исключению. Самым неприятным для меня было то обстоятельство, что хотя СТО устанавливает однозначную связь между инерцией и энергией, связь между инерцией и тяжестью, или энергией поля тяготения продолжала оставаться необъясненной. Я пришел к мысли, что в рамках СТО совершенно невозможно объяснять эту связь.

Однажды, когда я сидел в своем кресле в Берне, меня неожиданно осенила идея: если человек свободно падает, он же не чувствует своего веса! Эта мысль поразила меня своей простотой и наложила глубокий отпечаток на дальнейший ход рассуждений… Когда человек падает, он движется с ускорением. Этот же человек может истолковывать свое положение иначе, что он сам находится в системе, движущейся с ускорением.

Тут Эйнштейн говорит, что на падающего человека не действует поле тяготения. Его вообще не существует. А ещё падающий человек не ускоряется. Он инерциальный наблюдатель как человек в космическом аппарате. Эйнштейн ввёл принцип эквивалентности: если оба не ощущают своего веса, значит, оба находятся в инерциальной системе отсчёта. Что летящий с крыши, что летящий сквозь космос.

Исходя из этого, я решил попробовать распространить теорию относительности не только на системы, движущиеся с постоянной скоростью, но и на системы, движущиеся с ускорением. Я предполагал, что смогу одновременно решить и проблему тяготения, поскольку тот факт, что падающий человек не ощущает силы тяжести, можно истолковать таким образом, как будто, кроме поля тяготения Земли, возникает новое, компенсирующее его поле тяготения. Иначе говоря, необходимо, чтобы в системе, движущейся с ускорением, возникало новое гравитационное поле».

Опыт Майкельсона-Морли

В опыте Майкельсона-Морли два фотона одновременно пускались один по направлению движения Земли, другой перпендикулярно направлению этого движения, отражались от концов двух плеч интерферометра равной длины, и возвращались обратно одновременно. А это возможно только в том случае, если плечо интерферометра, ориентированное по направлению движения Земли, сокращалось в своей длине. Отсюда же следовало сокращение времени в движущейся системе. Проверялась одновременность возвращения фотонов с помощью интерференционной картины. Она не менялась.

Предположим, чтоб в опыте использовался красный свет с длиной волны 700нм (7 10-7метров, или 7 10-4 миллиметров). Предположим, плечо интерферометра 10 метров, скорость Земли 30 км/с= 30000м/с. Скорость света 299792448 м/с. Тогда лоренцево сокращение будет составлять по формуле L=L0√(1-v2/c2), 5 10-5мм. А длина волны нашего фотона 7 10-4мм. Таким образом, если бы не было лоренцева сокращения 5 10-5мм, возникла бы разность хода длин волн и мы увидели бы её по изменению интерференционной картины. Можно взять фиолетовый свет с длиной волны 400нм, и чувствительность интерференционной картины у нас существенно возрастёт.

Нелепые попытки объяснить искривление пространства-времени корпускулами

В квантовой теории поля флуктуации интерпретируются как рождение и уничтожение виртуальных частиц.

— БСЭ[3]

...виртуальные частицы — это в большей степени математическое явление, чем физическая реальность. Действительно, в квантовой теории поля в точных выражениях для процессов взаимодействия реальных частиц никакие виртуальные частицы не фигурируют. Если же, однако, попытаться упростить точное выражение в рамках теории возмущений, разложив его в ряд по константе взаимодействия (малому параметру теории), то возникает бесконечный набор слагаемых. Каждый из членов этого ряда выглядит так, словно в процессе взаимодействия порождаются и исчезают объекты, обладающие квантовыми числами реальных частиц. Однако эти объекты распространяются в пространстве по закону, отличному от реальных частиц, и поэтому если их трактовать как испускание и поглощение частицы, то придётся принять, что для них не выполняется связь между энергией и импульсом. Таким образом, виртуальные частицы появляются только тогда, когда мы определённым образом упрощаем исходное выражение. Понятие о виртуальных частицах возникло не на основе опытных фактов, а выведено из математического аппарата квантовой физики. Следовательно, это чисто умозрительное понятие для математических вычислений[24].

Виртуальные процессы происходят в промежутки времени порядка 10 *24 10-24 сек, а такие процессы в силу соотношения неопределённости для энергии и времени принципиально не могут наблюдаться. Таким образом, виртуальные частицы и процессы «ненаблюдаемы» и физической реальности не имеют[24].

Виртуальные частицы наделены свойствами, не имеющими физического смысла, такими как отрицательная и мнимая масса[24].

Виртуальные процессы совершаются с нарушением законов сохранения и потому не могут быть описаны классической физикой, так как всякий реальный процесс в классической физике происходит с соблюдением законов сохранения[24].

[4]

А голландский физик Казимир заявлял, что якобы опыт показал вакуумную флуктуацию при том, что это принципиально невозможно.

Примечания

Ссылки