Переход:.....Назад.....Содержание.....Вперед

В. В. Налимов: "Научный прогресс есть процесс разрушения существующего незнания более сильным незнанием, разрушать которое в свою очередь со временем становится все труднее и труднее. Гибель некоторых культур, например, египетской, и деградация некогда мощных течений мысли, например, древнеиндийского, возможно, произошла потому, что они достигли того уровня незнания, которое уже не поддавалось разрушению. Сейчас, возможно, такого состояния достигла физика. Вчерашние концепции физики оказываются недостаточными ни для глубокого осмысления нового экспериментального материала, ни для предсказания новых эффектов. В то же время эти концепции достаточно сильны, чтобы противостоять их революционному изменению". Из-за того, что мы не сможем разрушить тот уровень незнания, которого мы достигли благодаря гигантам мысли прошлых лет, и не сможем преодолеть ошибочные представления Альберта Эйнштейна о замедлении времени и невозможности преодолеть скорость света в вакууме, возведенные его современниками в ранг абсолютной истины, не грозит ли в недалеком будущем гибель и современной цивилизации, как любой сложной системе, не способной к дальнейшему развитию? Ведь неспособность преодолеть догмы в теории на практике приводит к застою, деградации и гибели. Почему эти представления ошибочны - показано в "Реферате", а почему может случиться так, что мы не сможем их преодолеть, - показано в "Предостережениях".

Реферат

Новая релятивистская теория пространства-времени (НРТПВ) дает возможность:

1) Решить проблему грядущего энергетического кризиса, обусловленного исчерпанием на Земле запасов ископаемого топлива (уголь, нефть, газ).

НРТПВ предлагает коммерчески выгодный способ катализа ядерного синтеза электронами с кинетической энергией не выше 200 мегаэлектронвольт (МэВ).

2) Дать удивительно простое (одной лишь формулой квадратичной зависимости скорости света от скорости источника) объяснение целому ряду астрономических явлений: светящимся дугам, цефеидам, "новым" звездам, "сверхновым" звездам I и II типа, пульсарам, объекту SS-433, красному смещению спектров далеких звезд, "реликтовому" излучению, парадоксу Ольберса (почему ночью небо темное), вспышкам космических рентгеновских и гамма-лучей.

3) Построить очень простую картину микромира, обеспечивающую:

а) Решение проблемы мюон-электронной универсальности, (см. ниже п. 12. "Изменения в картине микромира, вытекающие из НРТПВ").

б) Доказательство отсутствия в реальной действительности целого ряда элементарных частиц, существование которых сегодня считается экспериментально доказанным (мюонов, пи-мезонов, тау-лептонов, нейтрино и т. д.) (см. ниже п. 12).

Сущность новой релятивистской теории пространства-времени

Нобелевский лауреат 1958 года по физике академик Игорь Евгеньевич Тамм на рубеже последней трети двадцатого века в статье "На пороге новой теории" (“Наука и жизнь”, 1967, № 1, стр. 7 – 15) писал:

"В последнее время у физиков становится все более явным ощущение, что мы находимся накануне фундаментальной революции в теории, которая приведет к не менее серьезному пересмотру представлений и понятий, чем это было сделано теорией относительности и квантовой теорией".

Новая релятивистская теория пространства- времени (НРТПВ), предлагаемая здесь, и является такой новой фундаментальной теорией.

Сущность новой релятивистской теории пространства-времени состоит в следующем.

1. Новое определение для понятия "время события"

Вместо эйнштейновского определения "Время события - это одновременное с событием показание часов, покоящихся в месте события" предлагается новое определение:

"Время события - это временной промежуток между моментом начала отсчета времени и моментом, в который это событие произошло, равный произведению одновременного с событием показания часов, которые покоятся в месте события и которые в момент начала отсчета времени имели нулевые показания, на продолжительность промежутка времени, являющегося единицей измерения времени для этих часов".

Развитие электронной техники убедительно доказало, что "показание часов", одновременное с событием, не может быть физической величиной, а является всего лишь безразмерным числом. А "время события", как и пространственные координаты события, должно быть физической величиной.

2. Исходный принцип новой релятивистской теории пространства-времени

В отличие от специальной теории относительности (СТО), которая основывается на двух принципах (принципе относительности и принципе независимости скорости света от скорости источника), исходным принципом НРТПВ является один лишь принцип относительности:

"Законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от того, к которой из двух движущихся друг относительно друга инерциальных систем отсчета эти изменения состояния относятся".

Принцип относительности НРТПВ является эйнштейновским принципом относительности из специальной теории относительности.

3. Уравнения преобразования координат и времени событий от одной инерциальной системы отсчета к другой

В новой релятивистской теории пространства-времени уравнения преобразований координат и времени событий имеют вид:

- Для событий, происходящих с телом, покоящимся в штрихованной инерциальной системе отсчета:

c_o t' = G (c_u t - b x), x' = G (x - b c_u t), y' = y, z' = z, (1-а)

c_u t = G (c_o t' + b x'), x = G (x' + b c_o t'), y = y', z = z'; (1-b)

- Для событий, происходящих с телом, покоящимся в не штрихованной инерциальной системе отсчета:

c_o t = G (c_u t' + b x'), x = G (x' + b c_u t'), y = y', z = z', (2-а)

c_u t' = G (c_o t - b x), x' = G (x - b c_o t), y' = y, z' = z, (2-b)

где x, y, z, t - декартовы координаты и время события в не штрихованной инерциальной системе отсчета; x', y', z', t' - декартовы координаты и время этого же события в штрихованной инерциальной системе отсчета, движущейся относительно не штрихованной системы отсчета со скоростью u в направлении положительных значений координаты x, причем t = t ' = 0, когда точка x ' = 0 совпадает пространственно с точкой x = 0;

G = (1 - b²) ^-1/2; (3)

b = u/c_u; (4)

c_u = c_o (1 + u²/c_o²)^1/2 (5)

- скорость света в вакууме от движущегося источника, зависящая от скорости движения этого источника; u - скорость движения одной инерциальной системы отсчета относительно другой; c_o = 299792458 м/с - скорость света в вакууме от неподвижного источника.

Новые преобразования обеспечивают инвариантность четырехмерного интервала ds²

c_u²dt² - dx² - dy² - dz² = c_o²dt' ² - dx' ²- dy' ²-dz' ². (6)

Нетрудно убедиться, что метрический тензор новых преобразований является диагональным и единичным, как и метрический тензор преобразований Лоренца. В том, что для правой части выражения (6) метрический тензор (его детерминант g' = -1) является единичным и диагональным (g_ik' = 0 при неодинаковых  i, k = 0, 1, 2, 3; g₀₀' = 1, g₁₁' = g₂₂' = g₃₃' = -1 при одинаковых i, k), сомнений не возникает. Нет никакого сомнения и в том, что метрический тензор левой части выражения (6) является диагональным:

g_ik= 0 при неодинаковых i, k = 0, 1, 2, 3 и g₁₁= g₂₂= g₃₃= -1 при одинаковых i, k. (7)

Значение компоненты g₀₀ = 1 метрического тензора левой части выражения (6) получается вследствие того, что новые преобразования являются допустимыми по Логунову и что для допустимых преобразований детерминант метрического тензора левой части выражения (6) тоже равен минус единице g = - 1, а также учитывая соотношения (7), очевидные из внешнего вида выражения (6).

Из единичности и диагональности метрического тензора новых преобразований следует, что все следствия из новых преобразований справедливы не для координатных, а для физически измеримых величин.

4. Зависимость скорости света от скорости движения испускающего его источника

В новой релятивистской теории пространства-времени доказывается, что с принципом относительности и с реальной действительностью согласуется (и не опровергается экспериментами) только квадратичная зависимость (5) скорости света от скорости движения испустившего его источника. Зависимость (5) физически измеримой скорости света от физически измеримой скорости источника обладает двумя существенными особенностями:

a) При малых (по сравнению со скоростью света) скоростях движения источников зависимость скорости света от скорости источника очень незначительная - скорость света зависит от отношения квадрата скорости движения источника к квадрату скорости света в вакууме от неподвижного источника. (Например, при скорости источника 30 км/с скорость света увеличивается только на 1,5 м/c.)

б) Независимость скорости света от направления движения источника (удаляется ли источник от нас или приближается к нам, в обоих случаях скорость света увеличивается).

5. Нет запрета на движение со скоростью, большей скорости света в вакууме

При новых преобразованиях величина Г, определяемая выражением (3), не может стать мнимым числом ни при каких значениях скорости u, даже значительно больших скорости света. Действительно, подставляем формулу (5) зависимости скорости света от скорости источника в выражение b = u/c_u. Получим выражение b = u/(c_o² + u²)^1/2. В правой части этого равенства знаменатель (c_o² + u²)^1/2 всегда больше числителя u и величина b никогда не сможет стать не только большей единицы, но она никогда не сможет стать даже равной единице. Поэтому, какой бы большой ни была скорость u, величина b   всегда остается меньшей единицы, а величина Г = (1 - b ²)^-1/2 всегда остается действительным положительным числом. При этом в новой релятивистской теории пространства-времени на движение со сверхсветовой скоростью нет запрета и со стороны принципа причинности.

6. Отсутствие замедления времени в движущихся системах отсчета

Согласно первому уравнению преобразований (1-b) для часов, покоящихся в точке x' = 0 штрихованной системы отсчета, имеем t = t', то есть показания часов, покоящихся в начале координат штрихованной системы отсчета, всегда совпадают с показаниями часов не штрихованной системы отсчета. А это означает, что замедления времени в движущихся системах отсчета нет.

7. Сокращение продольных размеров движущихся тел

В новой теории пространства-времени события, одновременные в одной системе отсчета, не являются одновременными в другой системе отсчета. Вследствие этого длина движущегося тела в направлении его движения при ее измерении из системы отсчета, относительно которой тело движется, оказывается меньшей, чем длина этого же тела, измеренная в системе отсчета, относительно которой тело покоится. Формула зависимости длины движущегося тела от скорости движения тела в новой релятивистской теории пространства-времени имеет вид:

L = L_o/(1 + u²/c_o²)^1/2, (8)

где L_o - длина тела при ее измерении в той системе отсчета, в которой тело покоится; L - длина тела при ее измерении из той системы отсчета, относительно которой это тело движется со скоростью u.

Именно зависимостью (8) длины движущегося тела от скорости его движения физически и обусловлена зависимость (5) скорости света в вакууме от скорости движения источника этого света. Ведь именно вследствие зависимости (8) длины тела от его скорости связь между объемами в двух движущихся друг относительно друга системах отсчета, определяется формулой:

W = W_o / (1 + u²/c_o²)^1/2, (9)

где W_o - объем тела в той системе отсчета, относительно которой тело покоится; W - объем тела в той системе отсчета, относительно которой тело движется.

Одна и та же область вакуума вокруг движущегося тела занимает меньший объем в той системе отсчета, относительно которой тело движется, чем в той системе отсчета, относительно которой тело покоится. Вакуум вокруг движущегося тела "уплотняется". А в более плотной среде скорость распространения колебаний увеличивается. Этим также объясняется независимость скорости света от того, приближается ли к нам источник света или удаляется от нас, а также зависимость заряда от скорости.

8. Зависимость заряда от скорости - самое парадоксальное следствие НРТПВ

Самым парадоксальным следствием НРТПВ является зависимость величины движущегося заряда от скорости движения заряда (чем с большей скоростью движется заряд, тем меньше величина заряда)

q = q_o / (1 + u²/c_o²)^1/2, (10)

где q - величина движущегося   заряда; q_o - величина покоящегося  заряда; u - скорость движения заряда.

Зависимость (10) вытекает из инвариантности уравнений Максвелла относительно новых преобразований координат и времени, из которых получены следующие уравнения преобразования 4-мерного тока (из преобразований (1-а)-(1-b))

c_u r = G ( c_o r ' + b j_x' ), j_x = G ( j_x' + b c_o r ' ), j_y = j_y', j_z = j_z', (11)

где c_u = c_o/(1 + u²/c_o²)^1/2; G = (1 - b ²)^-1/2; b = u/c_u ; r  и r' - это плотности заряда в нештрихованной и штрихованной системах отсчета соответственно; j_x , j_y , j_z и j_x', j_y', j_z' - это составляющие плотности тока в нештрихованной и штрихованной системах отсчета соответственно. Из первого уравнения системы (11) следует, что если в штрихованной системе отсчета плотность тока равна нулю (если j_x' = 0), то плотности зарядов в обеих системах отсчета одинаковы (r = r '). Но плотность заряда равна величине заряда, деленной на занимаемый зарядом  объем ( r = q/W и r ' =q'/W ',   где q, q' - полные заряды  в нештрихованной и штрихованной системах отсчета соответственно), а объем зависит от скорости по формуле W = W '/(1 + u²/c_o²)^1/2 (см. формулу(9)). Вследствие этого мы и имеем формулу (10) зависимости величины заряда от скорости движения заряда.

9. НРТПВ и экспериментальные факты

Обнаружен эксперимент, проведенный еще в 1976 году, в котором частицы высоких энергий движутся со сверхсветовой скоростью (со скоростью, большей скорости света в вакууме в 1,5 - 2 раза). Это означает, что специальная теория относительности (СТО) опровергнута экспериментом. Этот эксперимент коротко описан в статье "Сцинтилляционные спектрометры по времени пролета / Бунятов С. А., Залиханов Б. Ж., Курбатов В. С., Халбаев А. // Приборы и техника эксперимента. - 1978. -№ 1 - с. 23 - 25" и достаточно подробно в препринте "Бунятов С. A., Залиханов Б. Ж., Курбатов В. С., Халбаев A. “Сцинтилляционные спектрометры по времени пролета”, Препринт ОИЯИ, Дубна, 1976, №. 13 — 10156, 15 с.". Правда, авторы этого эксперимента не сделали вывод об обнаружении сверхсветовых скоростей. Ведь они вычисление временной цены канала для анализатора амплитуды импульсов проводили в предположении (вполне согласующемся с СТО Эйнштейна), что частицы, имевшие в их эксперименте наибольшую скорость - электроны высоких энергий, двигались со скоростью, приблизительно равной скорости света в вакууме.

Но в публикациях имеется вся необходимая и достаточная информация для определения цены канала анализатора способом, независимым от какой либо теории пространства-времени. В самом деле, можно показать, что для этого эксперимента справедливы формулы

B₁/u - t_delay = (n₁ - 1) DT, (12)

B₂/u - t_delay = (n₂ - 1) DT, (13)

где B₁ - первая измерительная база (расстояние между двумя сцинтилляторами); B₂ - вторая измерительная база; u - средняя скорость частиц; t_delay - задержка времени в линии задержки ( которая задерживает импульсы от первого сцинтиллятора); n₁ - медиана спектра частиц при измерительной базе B₁; n₂ - медиана спектра частиц при измерительной базе B₂; DT - цена одного канала многоканального анализатора амплитуды импульсов.

Хорошо известно, что средняя скорость частиц любого типа (электронов, мюонов, пи -мезонов), пролетающих сквозь анализирующий магнит и сцинтилляторы, зависит от величины тока питания анализирующего магнита и не зависит от длины измерительной базы. Поэтому, разрешив систему уравнений (12)-(13) относительно DT, получим уравнение для вычисления временной цены канала анализатора, независимое от какой-либо теории пространства-времени

DT = (B₂ - B₁) t_delay/[B₁(n₂ - 1) - B₂ (n₁ - 1)]. (14)

Подставив же в формулу (14) полученные в эксперименте значения всех величин, можно получить цену канала анализатора, независимую от какой-либо теории пространства-времени. Обработка же результатов эксперимента с применением новой цены канала и дает сверхсветовые скорости движения всех частиц, времяпролетные спектры которых приведены в публикациях по этому эксперименту.

В книге также доказывается:

1) Что ни один из экспериментов по проверке справедливости второго постулата Эйнштейна (закона независимости скорости света от скорости источника) не опровергает существования в природе квадратичной зависимости (5).

2) Что астрономические наблюдения подтверждают существование в природе квадратичной зависимости скорости света от скорости источника вида (5) (это подтверждается компьютерным моделированием).

3) Что электроны с кинетической энергией, большей 0,22 МэВ, и протоны с кинетической энергией, большей 395 МэВ, движутся со скоростью, большей скорости света в вакууме (частица движется со сверхсветовой скоростью, если ее кинетическая энергия превышает 42% от ее энергии покоя).

4) Что так называемая кратность ускорения ускорителя показывает, во сколько раз скорость частиц, инжектированных в ускоритель элементарных частиц, превышает скорость света в вакууме.

(Продолжение реферата на следующей странице.)

Переход:.....Назад.....Содержание.....Вперед