Одно из следствий работы Эйнштейна состоит в том, что никакой объект, никакое воздействие или возмущение не могут перемещаться со скоростью, превышающей скорость света.
В окружающем нас мире полно самых различных способов оказания воздействий: бейсбольные биты бьют по мячам, энтузиасты банги (прыжков с привязанным к ногам канатом) бросаются вниз с вышек, магниты позволяют сверхскоростным поездам парить над металлическими рельсами, счетчики Гейгера издают щелчки в присутствии радиоактивных материалов, атомные бомбы могут взрываться.
Но так же как яркое пламя исчерпывает горючее гораздо быстрее, чем тихое пламя свечи, так и увеличение скорости ядерных реакций привело бы к тому, что звезды, подобные нашему Солнцу, выгорели быстрее.
По всему миру физики разрабатывают новые мощные методы, далеко превосходящие использовавшиеся до сих пор многочисленные приближенные методы, коллективно собирая вместе разрозненные элементы головоломки теории струн с обнадеживающей скоростью.
двадцатишестилетний Альберт Эйнштейн послал в немецкий журнал Annalen der Physik статью, в которой бросил вызов парадоксу о скорости света, который привлек его внимание десять лет назад, когда он был еще подростком.
Помимо объединения этих и всех других электрических и магнитных явлений в рамках единого математического описания, теория Максвелла довольно неожиданно привела к выводу, что электромагнитные возмущения распространяются с постоянной, никогда не изменяющейся скоростью, равной скорости света.
Все это хорошо и замечательно до тех пор, пока мы, вслед за шестнадцатилетним Эйнштейном, не зададимся вопросом: что произойдет, если пуститься в погоню за светом, двигаясь при этом со скоростью света.
Это означает, как мы увидим ниже, что одинаковые наручные часы у двух наблюдателей, перемещающихся друг относительно друга, будут идти с разной скоростью и покажут разную длительность промежутка времени между двумя выбранными событиями.
Однако если бы мы путешествовали в космическом корабле будущего, скорость которого составляет значительную часть скорости света, то эффекты, предсказываемые теорией относительности, были бы совершенно очевидны.
Поскольку Джим знает, что автомобиль Слима движется со скоростью 200 км/ч, он может рассчитать его длину, умножив скорость на время, зафиксированное его секундомером.
Чтобы различия стали заметными, скорость движения должна составлять существенную долю от максимально возможной скорости – скорости света, которая, согласно теории Максвелла и результатам экспериментальных измерений, составляет примерно 300000 км/с или около 1,08 млрд км/ч.
Например, если Слим будет двигаться со скоростью не 200 км/ч, а 935 млн км/ч (около 87 % от скорости света), то, как показывают расчеты с использованием математического аппарата специальной теории относительности, длина его машины, измеренная Джимом, составит примерно 2,5 м.
Поскольку такие огромные скорости находятся далеко за пределами технически достижимых, эффекты «замедления времени» и «лоренцевского сокращения», как они называются в специальной литературе, в нашей повседневной жизни чрезвычайно малы.
Если бы мы жили в мире, в котором тела обычно двигаются со скоростями, близкими к скорости света, эти свойства пространства и времени были бы настолько понятны нам интуитивно (поскольку мы сталкивались бы с ними постоянно), что заслуживали бы отдельного упоминания не больше, чем рассмотренное в начале этой главы кажущееся движение деревьев на обочине дороги.
Это принцип относительности, который базируется на простом факте: всегда, когда речь идет об абсолютной величине или о векторе скорости (величине скорости тела и направлении движения тела), следует точно указать, кто или что выполняет измерения.
Как показывает наш пример, это последнее утверждение эквивалентно утверждению «Грейс движется со скоростью 10 км/ч относительно Джорджа (в противоположном направлении)».
Это важное уточнение, поскольку если действуют силы, они могут изменить скорость наблюдателей – величину скорости и/или направления движения, и эти изменения могут быть зафиксированы.
Но если движение будет плавным, если скорость поезда будет оставаться постоянной, вы будете наблюдать только относительное движение двух поездов, и не сможете утверждать наверняка, который из них движется.
При отсутствии возможности видеть что-либо за пределами купе и при абсолютно постоянной скорости движения поезда у вас не будет никакой возможности определить, движетесь вы или нет.
Однако в результате почти столетних усилий ряда выдающихся физиков-экспериментаторов было показано: все наблюдатели согласятся с тем, что свет движется со скоростью 300000 км/с, независимо от ориентира для отсчета.
Исходя из повседневного опыта, можно утверждать, что вы можете бежать со скоростью, скажем, 3,6 м/с, и тогда ручная граната будет приближаться к вам со скоростью 6 – 3,6 = 2,4 м/с.
Если вы находитесь в горах, и на вас с грохотом мчится снежная лавина, вы стремитесь повернуться и броситься бежать, поскольку это уменьшит скорость, с которой снег приближается к вам, и даст хоть какую-то надежду на спасение.
Если она стреляет из лазера в вашу сторону, а у вас есть под рукой подходящее измерительное устройство, вы можете обнаружить, что скорость приближения фотонов пучка составляет 300 000 км/с.
Для большей внушительности, предположим, что в вашем распоряжении звездный корабль «Энтерпрайз», и вы удираете от своей подружки со скоростью, скажем, 50 000 км/с.
На первый взгляд это выглядит очень забавно и совершенно не согласуется с тем, что происходило, когда вы убегали от приближающегося мяча, гранаты или лавины, однако скорость приближающихся фотонов всегда будет составлять 300 000 км/с.
Движетесь ли вы навстречу приближающимся фотонам или преследуете удаляющиеся, не имеет значения: скорость их приближения или удаления будет оставаться совершенно неизменной, и вы всегда получите значение 300000 км/с.
голландский физик Биллем де Ситтер предположил, что для измерения влияния движения источника на скорость света могут использоваться движущиеся с большой скоростью двойные звезды (две звезды, которые вращаются одна вокруг другой).
Результаты многочисленных экспериментов такого рода, выполненных за последние восемьдесят лет, продемонстрировали, с впечатляющей точностью, что скорость света от движущейся звезды равна скорости света, испускаемого неподвижной звездой, т.
Более того, в течение прошлого столетия было проведено большое число других, весьма тщательных экспериментов, в ходе которых скорость света измерялась прямо и косвенно в самых разных условиях.
Эйнштейн, напротив, приветствовал постоянство скорости света, поскольку оно позволяло разрешить противоречие, которое беспокоило его с тех пор, когда он был подростком: независимо от того, с какой скоростью вы движетесь за лучом света, он по-прежнему будет удаляться от вас со скоростью света.
В такой формулировке скорость выглядит довольно тривиальным понятием, и вы можете удивиться, зачем поднимать столько шума по поводу скорости мячей, снежных лавин и фотонов.
Рассуждая таким образом, мы видим, что любой факт, который бросает вызов обычным представлениям о скорости, например, постоянство скорости света, может привести к пересмотру общих представлений о пространстве и времени.
Единственное различие состоит в том, что эти президенты ведут переговоры, сидя на противоположных концах стола, который находится в вагоне поезда, движущегося с постоянной скоростью.
Это высказывание не касается скорости света, распространяющегося в сторону двух президентов – мы уже отмечали, что независимо от состояния движения источника и наблюдателя, скорость света всегда остается одной и той же.
Поскольку для президента Форляндии это расстояние меньше, чем для президента Бэкляндии, а скорость света одна и та же при движении в обоих направлениях, свет достигнет президента Форляндии раньше.
Это совершенно неожиданное свойство времени было установлено без использования математического аппарата, доступного лишь избранным, без запутанных цепочек логических выводов – только на основе факта постоянства скорости света.
Заметьте, что если бы скорость света не была постоянной, а вела себя в соответствии с нашими интуитивными представлениями, основанными на медленном движении мячей и снежков, стоявшие на платформе наблюдатели согласились бы с теми, кто был в поезде.
Постоянство скорости света требует, чтобы мы отказались от устаревшего представления о том, что одновременность является универсальным понятием, которое воспринимается всеми одинаково, независимо от состояния движения.
Как говорилось выше, эта неотъемлемая характеристика мира, в котором мы живем, является столь непривычной потому, что связанные с ней эффекты чрезвычайно малы при скоростях, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни.
Если бы стол для ведения переговоров имел длину 30 метров, а поезд двигался со скоростью 16 км/ч, наблюдатели на платформе могли бы «увидеть», что свет достиг президента Форляндии на одну миллионную одной миллиардной доли секунды раньше, чем он дошел до президента Бэкляндии.
Если бы поезд двигался гораздо быстрее, скажем, со скоростью 270 000 км/с, то с точки зрения наблюдателя, находящегося на платформе, свет дошел бы до президента Бэкляндии за время, в 20 раз большее, чем до президента Форляндии.
Световые часы, расположенные в глубине, движутся с постоянной скоростью Вопрос, который мы задаем, состоит в следующем: будут ли движущиеся часы идти с той же скоростью, что и неподвижные.
Чтобы сделать наше рассуждение более убедительным, представим, что установка, состоящая из световых часов и прикрепленного к ним «Ролекса», движется потому, что она прикручена болтами к полу не имеющего окон вагона поезда, движущегося по идеально прямым рельсам с постоянной скоростью.
Чтобы часы могли пройти заметное расстояние в течение одного тика, они должны двигаться очень быстро – их скорость должна составлять существенную долю скорости света.
При движении с обычными скоростями, скажем, 16 км/ч, расстояние, на которое они переместятся вправо за один тик, будет микроскопическим – всего около 0,5 миллионных долей сантиметра.
С другой стороны, если бы мы могли, при-хватив с собой движущиеся часы, перемешаться со скоростью, равной, скажем, трем четвертям скорости света, то, согласно уравнениям специальной теории относительности, неподвижный наблюдатель установил бы, что наши часы идут со скоростью, равной двум третям от скорости хода его часов.
Однако когда эти мюоны не сидят в покое в лаборатории, а мчатся в устройстве, называемом ускорителем частиц, который разгоняет их почти до скорости света, их средняя продолжительность жизни, измеренная учеными, резко увеличивается.
Хотя лабораторные наблюдатели видят, что движущиеся с большой скоростью мюоны живут гораздо дольше, чем их неподвижные собратья, это связано с тем, что для мюонов, находящихся в движении, время течет намного медленнее.
Например, если неподвижный мюон может прочитать 100 книг за время своей короткой жизни, то его мчащийся с большой скоростью родственник сможет прочитать те же самые 100 книг, поскольку, хотя продолжительность его жизни увеличится по сравнению с неподвижным мюоном, скорость чтения, а также всего другого в его жизни уменьшится в такое же число раз.
Если бы он был хоть чуть наблюдательнее, он мог бы заметить, что не только часы у Грейс идут медленнее, но и все, что она делает – то, как она помахала ему рукой, скорость, с которой она мигала глазами, – все происходит в замедленном темпе.
Если Джордж последует за Грейс подобным образом, различия в показаниях их часов будут зависеть от их относительной скорости и от того, как Джордж использовал свой ранцевый двигатель.
В качестве конкретного примера представим, что относительная скорость Джорджа и Грейс, когда они разлетаются в разные стороны, составляет 99,5 % от скорости света.
Далее, пусть по своим часам Джордж ждет 3 года и включает свой ранцевый двигатель, который мгновенным толчком посылает его назад к Грейс с той скоростью, с которой они перед этим разлетались, т.
Сотовые телефоны используют радиоволны, которые представляют собой разновидность электромагнитных колебаний, следовательно, сигналы, которые они передают, распространяются со скоростью света.
В результате Слиму становится ясно, что косвенное измерение длины автомобиля, проведенное Джимом, даст заниженное значение по сравнению с тем, которое он получил в автосалоне, поскольку в своих расчетах (длина равна скорости, умноженной на время) Джим использовал время, полученное с помощью часов, которые замедлили свой ход.
Например, уравнения специальной теории относительности показывают, что если тело движется со скоростью, составляющей примерно 98 % скорости света, то неподвижный наблюдатель будет видеть его сократившимся на 80 % по сравнению с длиной тела в состоянии покоя.
Движущийся объект сокращается в направлении своего движенияДвижение в пространстве-времени Постулат постоянства скорости света привел к замене традиционного представления о пространстве и времени как о неизменных и объективных величинах новым понятием, где пространство и время неразрывно зависят от относительного движения наблюдателя и объекта наблюдения.
Чтобы понять это, представим себе не очень практичный автомобиль, который быстро достигает фиксированной рекомендуемой скорости 160 км/ч и поддерживает ее, не ускоряясь и не замедляясь, пока не будет выключен двигатель, и он прокатится по инерции до остановки.
Сначала он заподозрил наличие какой-то неисправности, поскольку такое время указывало на то, что в течение последних трех заездов автомобиль двигался медленнее, чем со скоростью 160 км/ч.
Причина появления трех последних результатов стала совершенно ясна: путь от линии старта до линии финиша при движении под углом к оси трассы будет больше, следовательно, при той же самой скорости в 160 км/ч он займет больше времени.
Другими словами, при движении по пути, проходящему под углом, часть скорости в 160 км/ч уходит на движение в направлении с юга на север, в результате на то, чтобы пройти маршрут с востока на запад, останется меньше скорости.
) Объяснение Слима показывает: несмотря на то, что в ходе каждого заезда автомобиль двигался со скоростью 160 км/ч, в тех последних заездах движение разделялось между двумя направлениями, и поэтому казалось, что в направлении восток-запад оно происходит со скоростью меньше 160 км/ч.
В предшествующих заездах все 160 км/ч тратились исключительно на движение с востока на запад; в трех последних заездах эта скорость была частично направлена с севера на юг.
Поскольку с этой точки зрения пространство и время являются просто различными примерами измерений, можем ли мы говорить о скорости движения объекта во времени подобно тому, как мы говорим о скорости его движения в пространстве.
Но сейчас мы говорим о суммарной скорости тел во всех четырех измерениях – трех пространственных и одном временном, и скорость тела равна скорости света именно в этом обобщенном смысле.
Для того чтобы полнее понять это положение и осознать его важность, заметим, что как в случае с непрактичным «односкоростным» автомобилем, рассмотренным выше, эта одна скорость может быть разделена между различными измерениями пространства и времени.
Мы также видим, что отсюда немедленно следует факт существования ограничения на скорость тела в пространстве: максимально возможная скорость движения в пространстве будет достигнута, если все движение тела во времени перейдет в движение в пространстве.
Хотя Эйнштейн не был сторонником того, чтобы его теория называлась «теорией относительности» (предлагая вместо этого термин «теория инвариантности», которое, помимо всего прочего, отражает неизменность скорости света), теперь нам понятен смысл этого термина.
В этом уравнении Эйнштейн утверждает, что энергия объекта (Е) и его масса (т) не являются независимыми величинами; зная массу, мы можем определить энергию (умножив массу на квадрат скорости света, с2), а зная энергию, мы можем рассчитать массу (разделив энергию на квадрат скорости света).
С точки зрения положений, которые мы развивали в этой главе, уравнение Эйнштейна дает наиболее четкое объяснение фундаментальному факту, состоящему в том, что ничто не может двигаться со скоростью, превышающей скорость света.
до 99,5 % скорости света, потом «толкнуть его чуть посильнее», сообщив ему скорость в 99,9 % световой, а после этого «врезать ему по-настоящему», заставив пробить барьер световой скорости.
При скорости, составляющей 99,999% скорости света, масса мюона увеличится в 224 раза; при скорости в 99,99999999 % от световой она возрастет более чем 70 000 раз.
Поскольку масса мюона неограниченно возрастает при приближении его скорости к скорости света, потребуется затратить бесконечно большое количество энергии, чтобы он достиг или преодолел световой барьер.
0б искривлениях и волнистой ряби
В специальной теории относительности Эйнштейн разрешил конфликт между накопленными за века интуитивными представлениями о движении и постоянством скорости света.
Вкратце его выводы состояли в том, что наша интуиция имеет изъяны – она срабатывает при скоростях, которые обычно чрезвычайно малы по сравнению со скоростью света и поэтому скрывают истинную суть пространства и времени.
Эйнштейн вскоре осознал, что одно из многочисленных следствий специальной теории относительности является особенно глубоким: утверждение, что ничто не может превысить скорость света, оказалось несовместимым со всеми уважаемой ньютоновской теорией всемирного тяготения, сформулированной во второй половине XVII в.
Несовместимость ньютоновской теории тяготения и специальной теории относительности Главной особенностью специальной теории относительности является существование абсолютного барьера для скорости, устанавливаемого скоростью света.
Например, наша речь и другие звуки передаются с помощью колебаний, распространяющихся в воздухе со скоростью около 330 м/с, что ничтожно мало по сравнению со скоростью света, равной 300 000 км/с.
Этот вывод находится в прямом противоречии со специальной теорией относительности, поскольку последняя уверяет, что никакая информация не может быть передана со скоростью, превышающей скорость света.
Для этого вспомним, что если мы находимся в закрытом вагоне, не имеющем окон и не испытывающем ускорения, то не существует способа, с помощью которого мы могли бы определить скорость своего движения.
В этом аттракционе вы становитесь внутрь большого круга, по краю которого расположена стенка, изготовленная из плексигласа, прижимаетесь спиной к этой стенке, и круг начинает вращаться с большой скоростью.
Но если бы вам довелось кататься на этом аттракционе в открытом космосе, и если бы скорость вращения была соответствующей, вы бы почувствовали себя лежащим в обычной постели на Земле.
Мы пришли к этому выводу потому, что увидели, что Слим и Джим движутся с разной скоростью – при движении на аттракционе чем дальше от центра вы находитесь, тем большее расстояние должны пройти для того, чтобы совершить один оборот и, следовательно, тем быстрее вы движетесь.
Далее, Слим и Джим обнаружат, что по мере того как Джим будет приближаться к Слиму, его часы будут идти все медленнее, и скорость их хода будет становиться такой же, как у часов Слима.
Мы приходим к выводу, что для наблюдателей на вращающемся круге, таких как Слим и Джим, скорость течения времени зависит от их положения – в нашем случае от их расстояния до центра круга.
Используя аналогию с резиновой пленкой и шаром для боулинга, можно сказать, что если мы поместим на пленку шарик и придадим ему начальную скорость, его траектория будет зависеть от того, присутствует ли в центре пленки массивный шар для боулинга.
Если мы придадим шарику соответствующую скорость и направим его в соответствующем направлении, он будет совершать периодическое движение вокруг шара для боулинга (если игнорировать действие сил трения), т.
Когда тело изменяет свое положение или даже взрывается, оно вызывает изменение в деформированном состоянии структуры пространства-времени, которое распространяется во все стороны со скоростью света, в полном соответствии с устанавливаемым специальной теорией относительности пределом для космических скоростей.
Вы должны были заметить, что в отличие от случая, рассмотренного в главе 2, когда Джордж и Грейс находились в пустом пространстве, перемещаясь относительно друг друга с постоянной скоростью, сейчас междуними нет симметрии.
Эффекты специальной теории относительности, имея огромное значение для понимания пространства, времени и движения на самом фундаментальном уровне, остаются чрезвычайно малыми в мире малых скоростей, в котором мы обитаем.
Черные дыры, Большой взрыв и расширение Вселенной Если эффекты специальной теории относительности становятся наиболее очевидными при больших скоростях движения тел, то общая теория относительности выходит на сцену, когда тела имеют очень большую массу и вызывают сильное искривление пространства и времени.
Например, когда частицы пыли и газа из внешних слоев находящихся по соседству с черной дырой обычных звезд устремляются в направлении горизонта событий черной дыры, они разгоняются почти до световой скорости.
При таких скоростях трение в газопылевом водовороте засасываемого вещества приводит к выделению огромного количества тепла, заставляющего газопылевую смесь светиться, излучая обычный видимый свет и рентгеновское излучение.
На первый взгляд может показаться, что при увеличении интенсивности (яркости) света скорость вылетевших электронов также должна увеличиваться, поскольку падающее электромагнитное излучение будет нести больше энергии.
С другой стороны, было экспериментально установлено, что скорость вылетевших электронов увеличивается при увеличении частоты падающего света и, соответственно, уменьшается при ее уменьшении.
) В действительности, при уменьшении частоты света наступает момент, когда скорость вылетевших электронов падает до нуля, и они перестают вылетать с поверхности независимо от интенсивности источника света.
Так же, как дети покидают подвал с 15 центами, независимо от того, сколько купюр было брошено им с балкона, каждый электрон покидает поверхность с одной и той же энергией и, следовательно, с одной и той же скоростью, независимо от общей интенсивности падающего света.
Если мы хотим, чтобы дети покидали подвал с большим количеством денег, мы должны увеличить номинал купюр, которые им бросаем; если мы хотим, чтобы электроны выходили из металла с большей скоростью, следует увеличить частоту падающего светового луча, т.
8 начнет уменьшаться вплоть до такого значения, когда в сторону преграды один за другим будут излучаться одиночные фотоны со скоростью, скажем, один фотон в десять секунд, результат на фотопластинке будет выглядеть точно так же, как показано на рис.
Точно так же, как большая величина скорости света с скрывает истинные свойства пространства и времени, малость маскирует волновые свойства материи в окружающем нас мире.
Если мы точно знаем скорость колеса рулетки, вес и твердость шарика, который бегает по нему, положение и скорость шарика в тот момент, когда он падает на колесо, свойства материала ячеек и т.
Он установил, что эти величины обратно пропорциональны друг другу: большая точность в определении положения неизбежно ведет к большей погрешности в определении скорости, и наоборот.
Что еще более важно, хотя мы и ограничили наше обсуждение одним конкретным способом определения местоположения электрона, согласно Гейзенбергу компромисс между точностью определения положения и скорости является фундаментальным фактом, который остается справедливым независимо от используемого оборудования и метода измерения.
В отличие от теорий Ньютона и даже Эйнштейна, в которых движущаяся частица описывается ее положением и скоростью, согласно квантовой механике на микроскопическом уровне вы не можете знать оба этих параметра с одинаковой точностью.
Эйнштейн пытался минимизировать этот отход от позиций классической физики, утверждая, что хотя квантовая механика определенно ставит предел нашему знанию положения и скорости, электрон, тем не менее, имеет определенное положение и скорость в том смысле, который мы привыкли вкладывать в эти слова.
Электрон, будто охваченный своего рода клаустрофобией, будет возбуждаться все сильнее – отскакивая от стенок коробки со все возрастающей и непредсказуемой скоростью.
Показав, что существует компромисс между точностью измерения местоположения и скорости, Гейзенберг, кроме того, продемонстрировал существование компромисса между точностью измерения энергии и тем, сколько времени занимают эти измерения.
Свойства, которые кажутся нам обычно столь фундаментальными, что не вызывают никаких сомнений, – что объекты имеют определенное положение и скорость, и что в определенные моменты времени они имеют определенную энергию, – теперь представляются всего лишь следствием того, что постоянная Планка так мала в масштабах нашего повседневного мира.
Подобно беспорядку в комнате, полной детей, мгновенное положение которых вам известно с большой точностью, но скорость которых, точнее, величину скорости и направление перемещения, вы почти не можете контролировать, эта неспособность определить одновременно положение и скорость элементарных частиц свидетельствует об изначальной хаотичности микромира.
Пример попытки удержать электрон в небольшой коробке и его бурная реакция на это – увеличение скорости и хаотичности движения – подводит нас немного ближе к истине.
Даже без «прямых столкновений» с вносящими возмущение «экспериментаторскими» фотонами скорость электрона резко и непредсказуемо изменяется от одного момента времени к другому.
Все объекты испытывают квантовые флуктуации, поскольку в противном случае мы могли бы, в нарушение соотношения Гейзенберга, с абсолютной точностью узнать их местоположение и скорость.
Это именно то, что ожидалось для гравитона: сила тяготения распространяется со скоростью света, и только частицы, не имеющие массы, могут двигаться с этой максимальной скоростью.
Однако они, как и другие ученые, столкнулись с тем, что очень трудно построить теорию, фундаментальные компоненты которой не являются точечными частицами, и которая, в то же время, совместима с основополагающими физическими принципами, такими, как сохранение квантово-механической вероятности (согласно которому физические объекты не могут внезапно исчезать из Вселенной без всякого следа) и невозможность передачи информации со скоростью, превышающей скорость света.
На своем специальном языке физики говорят, что все частицы вещества имеют «спин 1/2», где значение 1/2 представляет собой, грубо говоря, квантово-механическую меру скорости вращения частиц 2).
Суперсимметрии не может быть поставлено в соответствие простое и интуитивно понятное изменение точки зрения наблюдателя: сдвиги во времени, пространственном положении, угловой ориентации и скорости движения уже исчерпали эти возможности.
Для каждого определения своя экспериментальная процедура измерения расстояния, и каждое определение, грубо говоря, основано на простом принципе измерения времени, за которое движущийся с постоянной фиксированной скоростью зонд проходит данный отрезок.
Другими словами, если в некоторый момент известны положения и скорости всех частиц во Вселенной, с помощью законов Ньютона можно определить (по крайней мере, в принципе) их положения и скорости для любого момента времени в прошлом или в будущем.
С этой точки зрения все без исключения события, будь то образование Солнца, распятие Христа или все наши телодвижения в этом мире, строго вытекают из точных значений координат и скоростей частиц Вселенной в момент после Большого взрыва.
Как обсуждалось, соотношение неопределенностей Гейзенберга подрывает детерминизм Лапласа, так как в принципе нельзя узнать точные положения и скорости элементов Вселенной.
На смену классическому пришло описание в терминах волновых функций, в котором можно рассуждать лишь о вероятностях того, что данная частица находится в том или ином месте, либо имеет ту или иную скорость.
Но в конце этого этапа, когда температура упала до нескольких тысяч градусов, летавшие до этого с бешеной скоростью электроны замедлились до скорости, позволяющей атомным ядрам (в основном, ядрам водорода и гелия) захватывать их, образуя электрически нейтральные атомы.
Так как скорость передачи любого сигнала или любых характеристик ограничена скоростью света, обмен тепловой энергией между материей в двух областях пространства, приводящий к выравниванию температур, может происходить лишь тогда, когда расстояние между областями в данный момент меньше, чем расстояние, которое мог бы пройти свет с момента Большого взрыва.
Эффект, вызывающий парадокс горизонта, подобен замедлению брошенного вверх мяча: под действием гравитационного притяжения скорость расширения Вселенной уменьшается.
Специальная теория относительности основана на симметрии, описываемой принципом относительности, на симметрии между всеми системами отсчета, движущимися относительно друг друга с постоянной скоростью.
Эйнштейн в своей основополагающей работе так сформулировал эти постулаты (он называл их принципами): «Дальнейшие соображения опираются на принцип относительности и на принцип постоянства скорости света.
Каждый луч света движется в «покоящейся» системе координат с определенной скоростью V, независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом».
В целом специальная теория относительности Эйнштейна – это выводы, математические следствия из фактически единственного, довольно странного утверждения: фотон движется с одной и той же световой скоростью относительной любой подвижной или неподвижной системы отсчёта.
Тем не менее, исподволь, неявно, возможно, не отдавая отчёта самим себе, её критики пытаются, в конечном счете, с помощью математического аппарата самой СТО показать нарушение принципа инвариантности скорости света, что один и тот же фотон движется с разными скоростями в разных ИСО.
Являясь логическим следствием принципа постоянства скорости света, это утверждение достаточно «удобно» для проверки, поэтому критикам СТО следует обратить на него самое пристальное внимание:«Никаким физическим экспериментом, проведенным в инерциально движущейся лаборатории, нельзя установить скорость последней».
Таким образом, в попытках опровергнуть СТО есть только один путь: показать её несоответствие к реальному миру, показать, что принцип постоянства скорости света (принцип относительности) неверен, что возможно определить состояние движения ИСО изнутри.
«Фундаментальной экспериментальной аксиомой специальной теории относительности считается следующее утверждение: никаким физическим экспериментом, проведенным в инерциально движущейся лаборатории нельзя установить скорость последней».
Эксперимент был не очень точен, и Маринов измерил только максимальную проекцию абсолютной скорости Земли по оси аппарата, получив её величину в диапазоне 30 – 230 км/сек.
И эту аксиому Маринов экспериментально ставит под вопрос, приводя выводы о её ошибочности:«Мой интерференционный эксперимент со связанными зеркалами был проведен в течение полугода, и я заметил, что из-за движения Земли вокруг Солнца измеряемая абсолютная скорость Земли изменялась.
Однако, мой аппарат может оставаться годами под воздействием гравитационного притяжения Земли, но регистрируемая им абсолютная скорость при этом изменяться не будет.
Когда ракета ускоряется в космосе по направлению ее абсолютной скорости, динамометр в ракете будет указывать на наличие ускорения, и ее абсолютная скорость будет расти.
Однако, если ракета покоится на поверхности планеты, чья орбита перпендикулярна абсолютной скорости Солнца, то динамометр в ракете будет указывать на наличие ускорения (планетарного гравитационного ускорения), но ее абсолютная скорость изменяться не будет».
Маринова с вращающимися дисками свидетельствуют в пользу факта движения Земли в абсолютном пространстве (то есть относительно неподвижного эфира) со скоростью порядка 300 км/с».
», вышедшего в свет в журнале «Физика ядра и элементарных частиц», приводится описание опытов Маринова и выводы из них, в частности:«Одно из основных положений теории относительности состоит в том, что скорость света не зависит от направления его движения, поэтому ослабление обоих лазерных лучей вращающимися дисками должно быть одинаковым.
Опыты повторялись в нескольких вариантах на установках, где трудно контролируемая, подверженная деформациям механическая система дисков заменялась оптической, с отражающими зеркалами; и, тем не менее, результат получался один и тот же: скорость света во встречных пучках разная.
И самое главное - добавка к скорости, которая в одном пучке увеличивает, а в другом уменьшает среднюю скорость света, во всех опытах оказалась равной 300-400 километрам в секунду, то есть такой же, как измеренная астрономами скорость движения Земли по отношению к заполняющему космос фону нейтрино и фотонов.
Измерения повторялись в разное время суток и разное время года с тем, чтобы поверхность планеты, а вместе с ней и измерительная установка были по-разному ориентированы относительно скорости Земли.
Дело в том, что фототок, поступающий с фотодетекторов, усредняется, поэтому "куски света", как пишет Маринов, при неточности изготовления отверстий (считая, что отклонение от номинального положения носит случайный характер) при отклонении скорости света всё равно будут проходить, но уже через другие (смещённые) отверстия, и никакого изменения фототока не произойдёт.
Плохо то, что нет (в свободном доступе) реальной сводки скоростей, из которой можно было бы увидеть: когда направление измерительной оси прибора Маринова совпадает со скоростью движения Земли в пространстве, прибор показывает некоторую скорость (причём по величине близкую к полученным из других, релятивистских источников).
Петров) приводит следующее «удивлённое» возражение по экспериментам Маринова (взято из интернета):«Кроме того, согласно Маринову, Земля одновременно движется в двух взаимно перпендикулярных направлениях: относительно Солнца с орбитальной скоростью ~ 30 км/сек и со скоростью 362 ± 40 км/сек в направлении, перпендикулярном орбитальной скорости.
Вот ещё одно «удивлённое» опровержение опытов Маринова:«Полученные Мариновым результаты об «абсолютной» скорости Земли, имеющей порядок 300 - 400 км/с, не согласуются с известными опытными данными.
), где говорится о том, что радиофизики точно установили: наша Солнечная система (а, следовательно, и Земля) действительно летит со скоростью около 400 км/с в направлении созвездия Льва.
Прибор является однокоординатным измерителем абсолютной скорости в пространстве и позволяет «в одном подходе», изменяя направление его оси, измерить скорости Земли в разных направлениях и сопоставить их с данными астрономических наблюдений.
Эксперименты Торра-Колена-ДеВитта В статье «Новый Эксперимент по Анизотропии Скорости Света: Обнаруженные Гравитационные Волны и Абсолютное Движение», Р.
Чепик) [4] приводится подборка экспериментов по обнаружению абсолютного движения разными исследователями:«Первый эксперимент по односторонней скорости распространения в коаксиальном кабеле был выполнен в Университете Штата Юта в 1981 году Торром и Коленом.
Шаляпин:«В этих экспериментах сравнивалась фаза двух рубидиевых стандартов частоты, разнесенных на расстояние 500 м, с целью обнаружения возможной анизотропии скорости распространения света при однократном прохождении трассы.
При реализации экспериментов обнаружены большие суточные вариации скорости света, порядка 10-3-10-2 для разнесенных часов, тогда как при сближении часов подобных вариаций не наблюдалось.
… Эксперименты Миллера и ДеВитта будут в конечном счете признаны как два из самых существенных экспериментов в физике, ибо, использовав различные экспериментальные методы, они независимо обнаружили по существу одинаковую скорость абсолютного движения».
В них, как отмечено, получены выводы:«ДеВитт распознал, что эти данные были свидетельством абсолютного движения… Данные ДеВитта проанализированы … и получены предполагаемые … скорость 430 км/сек».
В такой ситуации, когда спутник неподвижно «висит» над Землей, относительная скорость источника и приемника равна нулю и их координаты (геоцентрическая долгота и широта спутника, а также геодезические координаты телескопа) остаются постоянными в течение долгого времени, т.
При анализе экспериментальных данных автором были получены выводы о наличии эфирного ветра:«В результате этого эксперимента наблюдалось практически полное совпадение полученного среднегодового значения скорости эфирного ветра (29,4 км/c) с известной из астрономических наблюдений орбитальной скоростью Земли (29,765 км/c).
Этого было вполне достаточно для сделанного заключения о том, что движение Земли действительно может оказывать свое влияние на результат эксперимента, выполняемого на ней, а составляющая ее движения при этом может быть выделена в явлении первого порядка по отношению скорости Земли к скорости света.
И вновь, в полном согласии с выводами Маринова об ошибочности одного из важных утверждений специальной теории относительности, Штырков делает вывод: «Совпадение параметров движения Земли, измеренных в данном эксперименте, со значениями, принятыми в наблюдательной астрономии, подтверждает достоверность полученных результатов и позволяет сделать вывод о том, что скорость равномерно движущейся системы координат (в нашем случае Земли) может быть реально измерена устройством, в котором источник излучения и приемник находятся в покое как относительно друг друга, так и самой системы координат.
Этот экспериментальный факт является основанием для пересмотра утверждения специальной теории относительности о независимости скорости света, измеряемой в движущейся системе координат, от движения этой системы».
Штыркова «Измерение параметров движения Земли и Солнечной системы», опубликованная в «Вестнике КРАУНЦ», ошибочна, а скорость равномерно движущейся лабораторной системы отсчета не может быть измерена с помощью аберрации света.
С помощью аберрации света можно измерить только относительное изменение скорости движения лабораторной системы отсчета относительно эфира (звезд), но не абсолютную скорость.
В опытах Штыркова Земля и спутник неподвижны друг относительно друга:«доказано, что скорость равномерно движущейся лабораторной системы координат (в нашем случае Земли) реально может быть измерена при помощи устройства, в котором источник излучения и приемник находятся в состоянии покоя относительно друг друга и этой же системы координат».
разработана оригинальная методика измерения эфирного ветра в радиодиапазоне фазовым способом путём сопоставления фаз двух лучей, идущих разными путями, использующая градиент скорости эфирного ветра над поверхностью Земли, что является экспериментом первого порядка (ранее считалось, что этого сделать нельзя принципиально).
В частности, утверждается, что:- экспериментально показана зависимость скорости эфирного ветра от высоты над земной поверхностью, которая в диапазоне высот от 1,6 м до 1830 м растёт от 200 м/с до 10000 м/с;- итоги экспериментов первого порядка, полученные в диапазонах радио и оптических волн могут рассматриваться как экспериментальное подтверждение представлений о существовании в природе эфира – материальной среды, ответственной, в частности, за распространение электромагнитных волн.
Они скорее подтверждают тезис о том, что «никаким физическим экспериментом, проведенным в инерциально движущейся лаборатории, нельзя установить скорость последней», чем ставят его под сомнение.
Особенностью эксперимента является то, что автор замеряет не угол, на который необходимо наклонить телескоп, чтобы луч попал в центр окуляра, как это делал Бредли при определении скорости света, а величину смещения окуляра относительно луча в двух противоположных положениях телескопа.
2a Схема измерения скорости эфирного ветра с помощью лазерного луча: 1 — лазер; 2 — детектор; 3 — фотосопротивления; 4 — матовое стекло; 5 — непрозрачная перегородка; 6, 7 — усилители сигнала отклонения луча.
Ось вращения Земли была параллельна плоскости мишени (и её оси x0), поэтому на мишени должны были отразиться все возможные значения её скорости в абсолютном пространстве.
Смещение вдоль его малой оси должно зависеть еще и от угла наклона Земной оси к плоскости её орбиты, а величина длинной оси эллипса зависит только от скорости Земли и от длины хода луча «лазера».
Ликвидируется понятие Инвариантности скорости света, ибо оно родилось из «факта» невозможности прежде в закрытом эксперименте выявить скорость Земли, или «эфирный ветер»».
Однако в видеофильмах установка не привязана к определённому пространственному направлению, и по имеющимся видеокадрам невозможно определить точку в Галактическом пространстве, куда эта скорость направлена.
Если провести линию, соединяющую центр исходного положения луча лазера с его центром в положении максимального отклонения, можно получить линию (вектор), вдоль которой движется точка размещения установки, и в пределах доступной точности измерения определить её абсолютную скорость.
Известно, что скорость любой точки на поверхности Земли имеет три составляющие: скорость вдоль поверхности Земли за счет суточного вращения, орбитальную скорость Земли и скорость солнечной системы в галактическом пространстве.
Поскольку установка Приставко панорамная, она в обязательном порядке должна была зафиксировать максимальное значение результирующей скорости движения, то есть её значение должно было быть близко к 600 – 200 км/сек.
Насколько результаты опытов Приставко достоверны, можно предположить, рассматривая известные данные, полученные из других источников:«Солнце (и Солнечная система) движется со скоростью 20 км/с в направлении к границе созвездий Лиры и Геркулеса.
Такой разброс экспериментальных результатов слишком велик для того, чтобы сделать хоть какое-то заключение на их основе об абсолютной скорости Земли (вернее, точки на её поверхности, в которой размещена измерительная установка Приставко), и определить направление движения.
Противоречие между квантовой механикой и СТО В соответствии со специальной теорией относительности предельной скоростью передачи информации является скорость света.
Однако в квантовой механике экспериментально было зафиксировано явление, проявляющееся в том, что состояние одной квантовой частицы как бы передаётся другой квантовой частице практически мгновенно, или со скоростью, многократно превышающей скорость света.
Вопрос (с достаточно очевидным ответом) о том, по отношению к чему эта скорость, пока оставим без рассмотрения, нас интересует только факт того, что скоростной режим был изменён.
Это настораживает, ведь нам определенно известно, что мишень (дальняя точка отрезка L) от фотона удаляется, поскольку у неё есть собственная скорость убегания от фотона.
Либо источник фотона придал ему дополнительную скорость… что невозможно, поскольку наблюдения справедливы для любого фотона: от неподвижного (в этой ИСО) источника, удаляющегося (находящегося в ранее неподвижной ИСО) и догоняющего источников, либо… отрезок (и вся ИСО) сократился абсолютно.
На самом деле на мишени отображаются величины отклонений лазерного луча - отрезки от центра мишени до пятна, которые принимаются равными проекции скорости на плоскость мишени с точностью до постоянного множителя.
При длине платформы (луча) 1 метр ожидаемое максимальное и минимальное отклонение луча (половина размаха) должно составить (прикидочно): xmax = 1000 * 200 / 300 000 = 0,67 мм,xmin = 1000 * 30 / 300 000 = 0,1 мм,где:1000 – длина платформы, мм200 – максимальная ожидаемая скорость Земли в пространстве (галактическая), км/сек30 – минимальная ожидаемая скорость Земли в пространстве (орбитальная), км/сек300 000 – скорость света, км/секСветочувствительная матрица имеет размеры 1/6" - 1/3" мм с числом пикселей 320x240, 1280х960 и более, что составляет порядка 100 точек на миллиметр и позволяет ожидать достаточно высокую точность измерений.
Все эти результаты могут быть получены в условно «закрытом» помещении, чтобы исключить возможность получения из других источников информации о скорости и направлении движения Земли.
И это будет бесспорным опровержением утверждения о том, что «Никаким физическим экспериментом, проведенным в инерциально движущейся лаборатории, нельзя установить скорость последней».
, Принцип относительности и возможность измерения абсолютной скорости по смещению системы относительно луча света, http://www.
Один из наиболее знаменитых мысленных
экспериментов был предложен Эйнштейном (так
называемый «поезд Эйнштейна»), Представим себе
наблюдателя, едущего в поезде н измеряющего
скорость света, испускаемого фонарями на обочине
дороги, т.
По классической
теореме сложения скоростей наблюдатель, едущий в
поезде, должен был бы приписать свету,
распространяющемуся в направлении движения поезда,
скорость с-v.
Такое развитие событий было
вызвано неожиданными дополнительными открытиями,
доказавшими существование универсальных
постоянных, например скорости света,
ограничивающих возможности нашего воздействия на
природу.
Следовательно,
центральной проблемой является переход от
состояния покоя к движению и от движения - К
состоянию покоя или, более общо, проблема
изменения любых скоростей.
В каждый момент времени
состояние движущегося тела можно задать, указав
его положение - вектор г, скорость v,
характеризующую «мгновенную тенденцию» К
изменению положения, и ускорение а, также
характеризующее «мгновенную тенденцию» к
изменению, но уже не положения, а скорости.
Мгновенные скорости и ускорения - это пределы
отношений двух бесконечно малых величин:
приращения г (или v) за временной
интервал 1 и самого временного интервала
At, когда At стремится к нулю.
Движение каждой из точек за конечный интервал
времени может быть вычислено с помощью
интегрирования- суммирования бесконечно
большого числа бесконечно малых приращений
скорости за этот интервал времени, В простейшем
случае ускорение а постоянно (например,
если тело падает свободно, то а равно
ускорению свободного падения g).
Мгновенное состояние каждого из тел
системы описывается как мгновенное состояние
материальной точки и определяется заданием его
положения, скорости и ускорения, т.
В этом описании можно
выделить два элемента: положения и
скорости всех материальных точек в один
момент времени (часто называемые начальными
условиями) и уравнения движения, связывающие
динамические силы с ускорениями.
В результате
мгновенного обращения скорости в момент соударения
такое тело вернулось бы в начальное положение.
Опыт с шариком -
один из первых мысленных опытов в истории
современной науки - иллюстрирует одно общее
математическое свойство уравнения динамики: из
структуры уравнений динамики следует, что если
обратить скорости всех точек системы, то система
«повернет вспять» - начнет эволюциоиировать назад
во времени.
Динамика определяет как математически
эквивалентные такие преобразования, как обращение
времени /->-/ и обращение скорости v->v.
Изменения, вызванные в
Динамической системе одним
преобразованием - обращением времени, могут быть
компенсированы другим преобразованием - обращением
скорости.
Камень действительно можно
взять и бросить с любой начальной скоростью в
пределах физической силы бросающего, но как быть с
такой сложной системой, как газ, состоящий из
огромного числа частиц.
Высота h, которую проходит при
падении тело, полностью определяет скорость,
приобретаемую телом к концу падения.
Если тело с
массой m падает вертикально, соскальзывает
по наклонной плоскости или съезжает с горки, то
приобретаемая телом скорость v и
кинетическая энергия mv2/2
зависят только от величины h, на
которую понизился уровень тела (v = y2gh),
и позволяют телу вернуться на первоначальную
высоту.
Таким образом, законы движения Ньютона можно
сформулировать, используя в качестве основной
величины потенциальную энергию вместо силы:
изменение скорости (или импульса р -
произведения массы и скорости) материальной точки
измеряется производной от потенциала по координате
q точки.
Но полная
энергия представлена как функция не координат и
скоростей, обозначаемых, по традиции,
соответственно q и dq/dt, а так
называемых канонических переменных -
координат и импульсов, которые принято обозначать
q и р.
В простейших случаях, таких, как
свободная частица, между скоростью и импульсом
существует явное соотношение (p = mdqldl),
но в общем случае скорость и импульс связаны
более сложной зависимостью.
Если начальный толчок достаточно
силен для того, чтобы привести маятник в
вертикальное положение с нулевой скоростью, то
направление, в котором он упадет, и,
следовательно, характер движения не определенны.
Демон Лапласа
Экстраполяция динамического
описания, которое мы достаточно подробно обсудили
выше, имеет наглядный образ-демон, вымышленный
Лапласом и обладающий способностью, восприняв в
любой данный момент времени положение и скорость
каждой частицы во Вселенной, прозревать ее
эволюцию как в будущем, так и в прошлом.
«Сам по себе кирпич не убивает
человека, а производит это действие лишь благодаря
достигнутой им скорости, т.
mv2/2 - абстрактная величина, в
которой масса и скорость взаимозаменяемы: один и
тот же смертельный удар будет нанесен и в том
случае, если увеличить массу, и в том случае, если
увеличить скорость кирпича.
При исследовании физических
процессов, связанных с теплом, состояние системы
необходимо задавать, указывая не положения и
скорости ее составных частей (в объеме газа
порядка 1 см3 содержится около
1023 молекул), как в случае динамики, а
некоторую совокупность макроскопических
параметров, таких, как температура, давление,
объем н т.
Лазар Карио
пришел к заключению, что для достижения наивысшего
коэффициента полезного действия при постройке и
эксплуатации механического устройства следует
сводить до минимума удары, трение и резкие,
скачкообразные изменения скорости, т.
, короче
говоря, все, что происходит при внезапном
соприкосновении тел, движущихся с различными
скоростями.
Заключение Сади
Карно было аналогичным: идеальная тепловая
машина вместо того, чтобы избегать любых
контактов между телами, движущимися с различными
скоростями, должна избегать любых контактов
между телами, имеющими различные
температуры.
Вероятность позволяет адекватно объяснить, почему
система забывает любую начальную асимметрию,
детали любого конкретного распределения (например,
какие частицы были первоначально сосредоточены в
данной подобласти системы, или распределение
скоростей, возникшее при смешении двух газов с
различными температурами).
Скорости различных реакций так же, как и
те места внутри клетки, где они протекают, вся
химическая активность клетки строго
координированы.
Классическая теория химической
кинетики исходит из допущения, согласно которому
скорость химической реакции пропорциональна
концентрациям веществ, участвующих в реакции.
Но в
химической кинетике мы вычисляем не ускорения, а
скорости изменения концентраций, и эти скорости
представимы в виде некоторых функций от
концентраций реагентов.
Поскольку в нашем
примере всякий раз, когда исчезает одна молекула
вещества X, исчезает также одна молекула
вещества А и образуется по одной молекуле
веществ В и У, скорости изменения
концентраций реагентов связаны соотношениями:
dXldt=dA/dt=-dY/dt=-dB/dt.
Скорость химической
реакции зависит не только от концентраций
реагирующих молекул и термодинамических параметров
(например, от давления и температуры).
Эти макромолекулы обладают
пространственной конфигурацией, позволяющей им
изменять скорость реакции.
Помимо скоростей химических
реакций, необходимо также учитывать скорости
других необратимых процессов, таких, как перенос
тепла и диффузия вещества.
В
химических реакциях скорость зависит от
молекулярного механизма, в чем нетрудно убедиться
на уже приведенных примерах.
Термодинамика
необратимых процессов вводит величины еще одного
типа: помимо скоростей или потоков J, она
использует обобщенные силы X, т.
Процессы,
изучением которых она занимается (химические
превращения, характеризуемые скоростями реакций),
необратимы.
Стационарное состояние, к
которому эволюционирует система, заведомо является
неравновесным состоянием, в котором диссипативные
процессы происходят с ненулевыми скоростями.
Например, давно известно, что при определенной
скорости ламинарное течение может смениться
турбулентным.
Оно
показывает, сколькими способами мы можем
реализовать требуемое распределение скоростей,
придавая каждой молекуле некоторую скорость.
Наоборот,
когерентное движение означает, что многие молекулы
движутся почти с одинаковыми скоростями (разброс
скоростей мал).
Во многих химических системах, какие
бы связи па иих ни накладывались и как бы пи
изменялись скорости реакций, стационарное
состояние остается устойчивым и произвольные
флуктуации затухают, как в слабо неравновесной
области.
Период
колебаний зависит от кинетических постоянных,
характеризующих скорость реакции, и граничных
условий, наложенных на всю систему (температуры,
концентрации веществ Л, В и т.
Некоторые ферменты осуществляют
обратную связь среди синтезированных протеинов,
активируя и регулируя не только различные стадии
превращений, но и автокаталитический механизм
репликации ДНК, позволяющий копировать
генетическую информацию с такой же скоростью, с
какой размножаются клетки.
Такая перемежаемость, например,
наблюдалась в реакции Белоусова-Жаботинского как
функция скорости потока.
Результаты некоторых проведенных в последнее время
расчетов наводят на мысль, что в определенных
случаях понятие скорости химической реакции может
быть заменено статистической теорией, использующей
распределение вероятностей
реакций2.
Каждый тип
полимеров, отличающийся от других
последовательностью расположения в цепи молекул А
и В, может быть описан набором параметров,
задающих скорость катализируемого синтеза копии,
точность процесса копирования и среднее время
жизни самой макромолекулы.
Распространение пароходов привело не только к
почти полному исчезновению парусного флота, но и
за счет снижения транспортных расходов и повышения
скорости перевозок способствовало увеличению
спроса на морской транспорт (т.
Например, каким образом отбор
генетической информации, управляющей скоростями и
регулированием метаболических реакций, делает одни
пути настолько наиболее предпочтительными, чем
другие, что развитие кажется целенаправленным или
напоминает передачу «сигнала».
В то
же время Хаббл и его сотрудники, занимаясь
изучением движения галактик, показали, что
скорость дальних галактик пропорциональна
расстоянию до них от Земли.
Действительно, мы уже говорили о том, что точные
положения и скорости молекул в большой системе
никогда нельзя считать известными.
Она устанавливает предел скорости
распространения сигнала, который не может быть
превзойден ни одним наблюдателем.
Эта
предельная скорость играет весьма важную роль: она
ограничивает ту область пространства, которая
может влиять на точку нахождения
наблюдателя.
Используя скорость света как эталон для
сравнения, физика установила различие между малыми
и большими скоростями (последние приближаются к
скорости света).
Ни один наблюдатель не может
передавать сигналы со скоростью большей, чем
скорость света в вакууме.
Для «нефнзических» разумных
существ, способных обмениваться сигналами,
распространяющимися с бесконечно большой
скоростью, теория относительности была бы неверна.
Дабы придать большую наглядность
физическим следствиям из существования такой
универсальной постоянной, как скорость света,
Эйнштейн вообразил себя летящим верхом на фотоне.
А так как наблюдатель не может «одним
взглядом» определить положения н скорости всех
частиц, образующих сложную систему, ему не
известно мгновенное состояние системы, содержащее
в себе ее прошлое и будущее; он не в состоянии
постичь обратимый закон, который позволил бы
предсказать развитие системы от одного момента
времени к следующему.
Мы можем также классифицировать
столкновения, например отнести к одному классу
столкновения, в результате которых рождается
частица с заданной скоростью v, а к другому -
столкновения, в результате которых частица со
скоростью v исчезает, превращаясь в частицы
с другими скоростями (т.
Максвелла интересовало, можно
ли указать такое состояние газа, в котором
сюлкновения, непрестанно изменяющие скорости
молекул, не сказываются более на эволюции
распределения скоростей, т.
При каком распределении
скоростей последствия различных, столкновений в
целом по ансамблю взаимно
компенсируются.
Максвелл показал, что такое
особое состояние (состояние термодинамического
равновесия) наступает, когда распределение
скоростей принимает хорошо известную форму
колоколообразной, или гауссовой,
кривой- той самой, которую основатель
«социальной физики» Кетле считал подлинным
выражением случайности.
Повышение температуры
соответствует увеличению средней скорости молекул
и тем самым энергии, связанной с их движением.
Он решил выявить
молекулярный механизм, соответствующий возрастанию
энтропии, механизм, вынуждающий систему стремиться
к переходу из произвольного распределения
скоростей к равновесному.
Эволюция функции распределения f(v,t)
скоростей v в некоторой области
пространства в момент времени t представима
в виде суммы двух эффектов: число частиц, имеющих
в момент времени t скорость о, изменяется в
результате как свободного движения частиц, так и
столкновений между ними.
5
(при рассмотрении химических реакций), и занялся
вычислением среднего числа столкновений,
приводящих к рождению или уничтожению молекулы со
скоростью v.
В
результате прямого столкновения молекул со
скоростями и' и v" возникает
(«рождается») молекула со скоростью v.
В
результате обратного столкновения молекулы со
скоростью v с молекулой со скоростью v'"
скорость первой изменяется - молекула со
скоростью v исчезает («уничтожается»).
Как и в предыдущем случае,
Н-функция может только убывать со временем до тех
пор, пока не будет достигнуто равновесие и
распределение скоростей не перейдет в
распределение Максвелла.
Изменение
распределения скоростей из-за свободного движения
молекул соответствует обратимой части, а вклад,
вносимый в изменение распределения столкновениями,
- необратимой части.
Мы уже видели, что в
классической динамике обращение скорости
(v->-v) приводит к такому же результату,
как и обращение времени (t->-t).
Но в
действительности все обстоит иначе: вычисленный
Больцманом столкновительный член инвариантен
относительно обращения скорости.
Лошмидт заметил, что модель Больцмана перестает
выполняться после обращения скоростей,
соответствующего преобразованию
v->-v.
Если обратить вес скорости, то
смесь вернется в исходное состояние: вода
исчезнет, останутся только водород и
кислород.
Интересно, что в лаборатории
или в численном моделировании обращение скоростей
- вполне выполнимая операция.
В начальный
момент времени диски располагаются в узлах
квадратной решетки с изотропным распределением
скоростей.
Если через пятьдесят или сто
столкновений (в разреженном газе это соответствует
10~6 с) обратить скорости, то
получается новый ансамбль15.
Важно отметить, что
эксперимент по обращению скоростей тем труднее,
чем позже происходит обращение скоростей (т.
Таким образом,
обращение скоростей требует проведения различия
между ситуациями, к которым рассуждения Больцмана
применимы, и ситуациями, в которых те же
рассуждения неверны.
Начальное состояние,
возникающее в результате обращения скоростей, не
удовлетворяет гипотезе молекулярного хаоса.
Если
систему заставить эволюционировать «вспять во
времени», то создается новая ситуация, аномальная
в том смысле, что некоторым молекулам, сколь бы
далеко друг от друга они ни находились в момент
обращения скоростей, предопределено встретиться в
заранее установленный момент времени и
подвергнуться заранее установленному
преобразованию скоростей.
Обращение скоростей порождает
высокоорганизованную систему, и гипотеза
молекулярного хаоса перестает выполняться.
Функцию плотности р в фазовом
пространстве можно рассматривать
как аналог функции
распределения скоростей f, которую использовал
Больцман.
Функция плотности р так
же, как и f, определяет распределение скоростей,
но, помимо этого, р содержит и другую информацию,
в частности вероятность найти две частицы на
определенном расстоянии друг от друга.
На
первый взгляд это еще более дерзкая задача, чем
та, которую поставил перед собой Больцман:
описание временной эволюции функции распределения
скоростей.
Теория Больцмана описывает
термодинамическую энтропию с помощью
функции распределения скоростей f.
Как мы
уже знаем, система эволюционирует во времени до
тех пор, пока распределение скоростей не
становится максвелловским, и на протяжении всей
эволюции H-функция монотонно убывает.
В результате столкновений скорости
рандомизируются, становятся случайными, что
позволяет нам описывать весь процесс как переход
от порядка к хаосу.
Сжимающийся слой соответствует
множеству твердых шаров, скорости которых
случайным образом распределены в далеком прошлом и
становятся параллельными в далеком будущем.
Растягивающийся слой соответствует обратной
ситуации: скорости сначала параллельны, а затем их
распределение становится случайным.
Исключение
сжимающихся слоев соответствует экспериментально
установленному факту: как бы ни изощрял свое
хитроумие экспериментатор, ему никогда не удастся
добиться, чтобы скорости в системе оставались
параллельными после яроизвольного числа
столкновений.
Энтропийный барьер
несколько напоминает другой барьер: существование
предельной скорости распространения сигналов
скорости света.
Технический прогресс может
приблизить нас к скорости света, но, согласно
современным физическим представлениям, мы никогда
не сможем превзойти ее.
8): оно «разбрасывает» частицы (делает
распределение скоростей более симметричным) и,
кроме того, порождает корреляции между рассеянными
частицами и рассеивателем.
Переход к точности потребует более тщательной редукции,
а следовательно учет более высоких членов по степеням отношения
характерной скорости к скорости света (основной малый параметр при
постньютоновских вычислениях).
В системе координат = , , , , законы механики остаются
неизменными, если система движется относительно системы
координат со скоростью , так, что две системы координат
связаны между собой преобразованием Галилея:
(1.
В частности из принципа относительности Галилея вытекал закон
сложения скоростей:
(1.
2)
здесь скорость пробной частицы в системе
, скорость этой же частицы в системе
, а скорость движения одной системы
координат относительно другой, которая также входит в закон
преобразования координат.
Звезды обладают собственным движением, поэтому их положения
меняются, изменение положения характеризуется собственными
движениями (угловыми скоростями звезд по небу).
Был экспериментально открыт
факт, что скорость света - самого быстрого движения в нашем мире не
зависит от скорости движения источника света.
Основная трудность, которую надо было преодолет путем применения
принципа относительности к электродинамике, заключалась в том, что
надо было согласовать два противоречящих друг другу утверждения:
Согласно классической механике скорость любого тела относительно
двух наблюдателей двигающихся относительно друг друга разная.
Принцип постоянства скорости света Каждый луч света
движется в избранной системе координат со скоростью , независимо от того, испускается ли
этот луч покоящимся или движущимся телом.
При этом скорость луча
света определяется согласно:
Скорость света=
Несмотря на абстрактность эти определения особенно важны для
интерпретации астрономических наблюдений.
Умножая расстояние до квазаров на угловую скорость
перемещения выбросов по небу астрономы получали поперечную скорость
движения выброса.
Теперь можно разделить поперечное
расстояние на интервал времени между событие 1 (выход сгустка из
источника) и событием 2 (появление сгустка в точке ) получаем видимую скорость
перемещения сгустка по небу:
Отсюдя видно, что когда скорость движения сгустка близка к
скорости света, а угол мал, видимая скорость движения
сгустка по небу может значительно превышать скорость света.
gif"
width=150 border=0>
Поскольку тригонометрические функции не превышают 1, то
появляется первое условие для скорости сгустка {\displaystyle c\over\displaystyle\sqrt{2}}$"
src="STO2/img132.
1 Кинематика специальной теории
относительности
Прежде чем выводить основные кинематические уравнения СТО
сформулируем принцип постоянства скорости света на языке математики.
4)
Из инвариантности скорости света следует, что интервал между
двумя событиями - излучением света из какой -либо пространственной
точки и приемом света в другой точке равен нулю в любой инерциальной
системе отсчета.
Из принципа
постоянства скорости света, а также из инвариантности мерного интервала можно заключить,
что в двух системах координат и , связанных линейными
преобразованиями вида 2.
Легко видеть, что
равенство
обеспечивает инвариантность интервала:
Раасмотрим теперь связь угла в выражениях для гиперболических
синуса и косинуса со скоростью системы относительно системы.
8)
Отсюда легко заключить, что центр системы координат движется в системе со скоростью:
Теперь выражая гиперболические синус и косинус через
гиперболический тангенс приходим к уравнениям для преобразования
координат:
(2.
9) в
ряд Тэйлора по степеням этого малого параметра и оставим только
линейные величины по пренебрегая квадратичными и более
высокими степенями отношения взаимной скорости движения систем к
скорости света:
(2.
Поэтому в пределе малых
(по сравнению со скоростью света) скоростей зависимость координаты
от времени приобретает вид преобразования типа
сдвига, время становится внешним параметром по отношению к
преобразованиям трехмерных координат.
В
любой другой инерциальной системе отсчета, которая движется
относительно покоящейся со скоростью длина стержня будет меньше:
(2.
15)
Пусть стержень длиной в собственной системе отсчета
движется со скоростью относительно фотоаппарата далекого
наблюдателя.
23)
Отношение определяет скорость движения
координатных систем друг относительно друга.
21)
к новой системе координат , которая движется со скоростью относительно системы , кроме того, оси системы повернуты относительно первой
системы в произвольном направлении, которое характеризуется тремя
углами Эйлера.
4 Четырехмерная скорость
Кинематические и динамические величины в четырехмерном
пространстве отличаются от соответствующих трехмерных величин.
Обычная трехмерная скорость определяется как отношение
пройденного пути на промежуток времени, за который этот путь
пройден:
Из этой формулы видно, что для определения скорости в трехмерном
пространстве используется внешний по отношению трехмерному
пространству параметр - время.
Если мы построим траекторию пробной
частицы в трехмерном пространстве в виде трех функций времени,
которые есть:
то скорость можно определить также как касательный вектор
к этой траектории.
Для частиц, которые обладают массой и движутся со
скоростью меньше чем скорость света в качестве афинного параметра
вдоль траектории обычно выбирают интервал:
(2.
35)
В случае, когда мы рассматриваем пробную частицу, которая
движется со скоростью света (например, фотон), то в качестве
параметра вдоль траектории выбирают другой афинный параметр,
например, путь, пройденный фотоном.
Для этого воспользуемся тем свойством, что векторное
произведение волнового вектора фотона и четырехмерной скорости наблюдателя
является инвариантной величиной
(2.
В системе координат сопутствующей
наблюдателю вектор скорости принимает значение
Соответственно скалрное произведение двух четырехмерных векторов
вырождается в произведение двух величин: нулевой компоненты
волнового вектора фотона и нулевой компоненты четырехмерной
скорости.
Излучатель имеет четырехмерную скорость
где -трехмерная скорость источника
фотонов относительно наблюдателя.
Ускоренные системы отсчета и
СТО Успех специальной теории относительности, правильное
формулирование принципа относительности для инерциальных систем
отсчета движущихся со скоростями близкими к скорости света побудил
А.
Свет, который вышел из лазера в момент времени достигнет наблюдателя в момент времени , а сам наблюдатель будет иметь
скорость относительно лазера равную.
Скорость и положение этой системы
выбраны так, чтобы в момент врмени наблюдатель находился в бесконечно малой
окрестности точки ускоренной системы координат.
Вторая
инерциальная система движется со скоростью относительно первой так, чтобы в
момент времени ее начало, в котором нахордится
наблюдатель совпало с положением наблюдателя
, находящегося в ускоренной системе
координат.
В
момент времени частота того же фотона, измеренная
наблюдателем , движущемся со скоростью относительно есть
Лазер представляет из себя стандартный электромагнитный
осциллятор с собственнолй частотой и с периодом.
В том случае, когда наблюдатель движется в поле со скоростью , то его собственное время связано с координатным временем как:
(3.
3)
Для того, чтобы оценить скорость течения времени в гравитационном
потенциале различной величины проведем расчет на сколько "уходят"
друг относительно друга часы, находящиеся на полуденной и полуночной
стороне Земли в гравитационном поле Солнца.
Будем считать, что член
пропорциональный квадрату скорости наблюдателей различается для двух
наблюдателей на пренебрежимо малую величину.
Рассмотрим два интересных эффекта - изменение
скорости хода часов в зависимости от сезона и изменение скорости
хода часов установленных на спутнике системы GPS по сравнению с
часами установленными на Земле.
Естественно, что при
движении Земли по орбите возникает годовая гармоника в изменении
скорости хода часов:
Здесь в качестве начала отсчета выбран день летнего
солнцестояния.
На коротких промежутках времени, значительно меньших
длительности года такое изменение скорости течения времени
воспринимается как линейный дрейф часов, зависящий от широты.
Отношение двух интервалов
составляет:
Здесь индексы и соответственно относятся к
потенциалу Земли на высоте полета спутника и скорости его полета, а
также соответствующие величины для стандарта на Земле.
Это был эффект, скорее
специальной теории относительности, чем общей, однако, член
зависящий от величины земного потенциала в изменении скорости хода
часов также присутствовал и внес значимый вклад.
Надо сказать, что в
первом эксперименте было очень много неопределенностей связанных с
неточностью измерения скорости самолетов, высотой самолетов над
поверхностью Земли и их положением.
Тем не менее, удалось подтвердить общую
теорию относительности, удалось измерить различие в скорости хода
часов на борту двух самолетов.
Самолет двигается с поверхности
вращающейся Земли, его скорость относительно покоющейся системы
координат складывается со скоростью вращения Земли.
В этой же системе координат
скорость самолета есть:
Разность собственного времени двух часов и определяется равенством:
Подставляя формулу для скорости самолета относительно центра
системы координат получаем, что на борту самолета который летит на
восток, скорость течения времени отличается от скорости течения
времени на борту самолета, который летит на запад.
Скорость самолет
значительно меньше скорости ракеты, поэтому часы, поднятые на
самолете над лабораторией (если они, конечно, подняты на достаточно
большую высоту) будут отставать по сравнению с часами, находящимися
в лаборатории.
Теперь формулы для изменения темпа течения времени в зависимости
от скорости и высоты используются в навигационной технологии GPS и
ГЛОНАСС.
В заранее расчитанный момент
времени часы вновь начинают ускоряться в
направлении противоположном движению так, чтобы скорость их
уменьшалась.
Появляется однородное поле
тяжести направленое в сторону положительных значений оси , под действием которого ускоряются в положительном
направлении до тех пор пока не приобретут скорость.
Для вычисления скорости хода часов с точки зрения наблюдателя достаточно формул, выведенных в
рамках СТО, с точки зрения наблюдателя при вычислении скорости хода времени
необходимо учитывать эффекты ОТО.
Вновь аккуратно учитывая разницу между системами координат
вычислим скорость хода часов в системе и в системе и сравним какие из часов отстануть
от других.
Расчет будем вести применяя приближенные формулы СТО и ОТО для
того, чтобы расчеты были легче и не затемнялся смысл формул, мы
будем считать, что скорость значительно меньше чем скорость
света.
Потенциальный - потому что часы и находятся практически только в одной
точке, а вклад от потенциального члена пропорционален разности
расстояний, член зависящий от скорости тоже мал.
1 Ковариантная производная
4x скорости
Рассмотрим теперь ковариантную производную одного из самых важных
для нас векторов - 4 скорости пробной частицы или вектора
касательного к геодезической линии.
Умножим это уравнение на сам вектор 4 скорости:
Первый член в правой части этого уравнения, как легко видеть,
равен полной производной от скорости по афинному параметру вдоль
геодезической линии:
Оба члена вместе представляют уравнение геодезической линии,
откуда имеем еще один вид уравнения геодезической:
(6.
1)
где - 4 скорость частицы (физическое
определение) или вектор, касательный к траектории частицы
(математическое определение).
6)
Заметим, что теперь уравнения движения являются нелинейными (по
скоростям), второй член в левой части уравнений содержит
квадратичные произведения скоростей.
Кроме того, напомним, что 4 скорость - это единичный вектор
касательный к траектории движения, по определению:
Это значит, что уравнения движения можно переписать в виде,
который содержит ускорения (вторую производную от координаты частицы
по афинному параметру):
(8.
8)
Преобразуем вторую производную от координаты с пространственным
индексом по интервалу к второй производной по
координате с нулевым индексом:
Здесь - нулевая компонента 4 скорости, а - 4 мерное уравнение движения с индексом
0.
Умножим обе части полученного
уравнения на квадрат скорости света и получим уравнение движения в
обычном трехмерном виде:
(8.
Эйнштейн делает вывод о том, что
гравитационное поле надо, по - видимому, характеризовать переменной
скоростью света:
Следущую важную работу, посвященную гравитации, А.
Он приходит к
выводу, что уравнение должно быть однородно по скорости света и
приводит его в виде:
В следущей статье, опубликованной в том же 1912 году А.
В 1920-е годы при помощи этого
гигантского телескопа астроном Эдвин Хаббл опроверг вековые догмы, гласившие,
что Вселенная неизменна и вечна: он показал, что галактики удаляются от Земли с
невероятными скоростями — то есть что Вселенная расширяется.
Он начался около
пяти лет назад и был вызван появлением целого арсенала новых высокотехнологичных
приборов, таких, как космические спутники, лазеры, детекторы гравитационных
волн, рентгеновские телескопы и высокоскоростные суперкомпьютеры.
Сегодня ученые, активно используя космические спутники,
лазеры, детекторы гравитационных волн, интерферометры, высокоскоростные
суперкомпьютеры, а также Интернет, совершили мощный прорыв в науке.
Когда Ньютон обнаружилА что математика XVII века слишком
примитивна, чтобы описать этот закон, он изобрел новое направление в математике
— вычислительную математику, — чтобы определить скорость падения яблок и
лун.
Он осознал, что, глядя на ночное небо, мы видим его в прошлом, а не
таким, каково оно сейчас, поскольку скорость света, хоть и гигантская по земным
меркам (299 792458 м/с), все же конечна и свету отдаленных звезд необходимо
время, чтобы достичь Земли.
Он
вспоминал: «Такой принцип родился из парадокса, на который я натолкнулся в 16
лет: если я гонюсь за лучом света со скоростью с (скорость света в вакууме), я
должен наблюдать такой луч света как пространственно колеблющееся
электромагнитное поле в состоянии покоя.
Эйнштейн нашел в них то, что упустил сам
Максвелл: уравнения доказывали, что свет перемещается с постоянной скоростью,
при этом было совершенно неважно, с какой скоростью вы пытались догнать его.
Стояли ли вы на месте,
ехали ли на поезде или примостились на мчащейся комете, вы бы обязательно
увидели луч света, несущийся впереди вас с постоянной скоростью.
Он наконец нашел решение: время движется с
различными скоростями в зависимости от скорости движения По сути, чем быстрее
двигаться, тем медленнее движется время.
(По сути, когда вы
приблизитесь к скорости света, время замедлится до полной остановки, ваши
размеры сократятся до полного нуля, а ваша масса возрастет до бесконечности —
все это полный абсурд.
Эйнштейн подсчитал, сколько энергии
будет преобразовано в материю, и вывел формулу Е = тс2, то есть даже
крошечное количество материи m умножается на огромное число (квадрат скорости
света) при превращении в энергию Е.
Согласно теории
относительности, внезапное исчезновение Солнца вызвало бы сферическую ударную
волну гравитации, распространяющуюся во все стороны со скоростью света.
Однако в «настоящей
Вселенной» температуры могут быть невероятно высокими в центре звезды или
чрезвычайно низкими в открытом космосе, а субатомные частицы проносятся в
космическом пространстве со скоростью, близкой к скорости света.
Н, определяющая скорость расширения Вселенной (сегодня ее
называют постоянной Хаббла в честь астронома, который действительно измерил
расширение Вселенной).
Эффект Допплера и расширяющаяся Вселенная
Хаббл знал, что простейшим способом вычислить скорость отдаленных
объектов является анализ изменений в звуке или свете, который они испускают, так
называемого эффекта Допплера.
Кондон) понял, что
радиоактивный распад стал возможен потому, что принцип неопределенности в
квантовой механике гласит: нельзя одновременно узнать точное местоположение и
скорость частицы; следовательно, существовала ничтожно малая вероятность того,
что она может «туннелировать», или проникать сквозь барьер.
Подобное происходит в водородной бомбе или звезде: температуры настолько
велики, что протоны — ядра водорода — с огромной скоростью сталкиваются друг с
другом и сливаются, превращаясь в ядро гелия.
) Поскольку нейтронная звезда испускает излучение нерегулярно, а также
вращается с огромной скоростью, она похожа на вращающийся маяк, испускающий
вспышки света в процессе вращения.
Именно поэтому Меркурий назван
по имени бога скорости — он располагается очень близко к Солнцу, и именно
поэтому скорость Плутона в 10 раз меньше скорости Меркурия — Плутон
располагается дальше всех планет от Солнца.
Однако когда Вера Рубин внимательно
изучила голубые звезды нашей Галактики, она обнаружила, что звезды вращаются с
неизменной скоростью, вне зависимости от расстояния до центра Галактики
(плоского вращающегося диска), тем самым нарушая принципы механики Ньютона.
Вскоре скорость корабля настолько приближается к световой, «тау ноль», что
члены экипажа становятся свидетелями космических катастроф, на их глазах
старится сама Вселенная.
Если гравитацию неожиданно «выключить», то звезды в
небесахвзорвутся, Земля рассыплется и нас всех выбросит в открытый космос со
скоростью около полутора тысяч километров в час.
Но инфляция внезапно расширила этот язычок однородного вещества в
1050 раз, со скоростью, намного превышающей скорость света, а потому
видимая сегодня Вселенная кажется столь однородной.
Если вам точно известна
скорость электрона, то не может быть известно его местоположение; если вы точно
знаете его местоположение, то вы не можете знать его скорость.
) Поскольку
взрывы отдаленных сверхновых произошли в молодой Вселенной, то посредством их
анализа можно рассчитать скорость расширения Вселенной миллиарды лет назад.
Шмидтом «Группа поисков сверхновых с большим красным смещением»
(High-Z Supernova Search Team) — рассчитывали обнаружить, что Вселенная,
продолжая расширяться, все же постепенно замедляет скорость расширения.
После того как каждая из групп изучила около дюжины сверхновых,
они обнаружили, что Вселенная расширяется не так быстро, как считалось раньше
(то есть красное смещение сверхновых — а следовательно, и их скорость — было
меньше априорных ожиданий).
При сравнении скорости расширения ранней Вселенной и
Вселенной наших дней обе группы астрономов заключили, что в наши дни скорость
расширения Вселенной — не меньше, а больше.
На этом этапе Вселенная
расширилась в невероятное количество раз (возможно, в 1050), и
расширение это было вызвано неизвестными до сих пор причинами; пространство
расширялось со скоростью, астрономически большей, чем скорость света.
(Мост Эйнштейна-Розена
действительно открывается за доли секунды, но он закрывается настолько быстро,
что ни один объект не сможет пройти его с такой скоростью, чтобы достичь другой
стороны.
Как и предвиделось, все обнаруженные в космосе черные дыры
стремительно вращаются; некоторые вращаются со скоростью около 1,6 млн
км/ч, как было вычислено при помощи космического телескопа Хаббла.
Если масса центрального объекта настолько
велика, что скорость «убегания» для этого объекта равняется скорости света, то
даже сам свет не может «убежать», предоставляя тем самым косвенное
доказательство существования черной дыры.
Часть его
проходит мимо «горизонта событий» и с огромной скоростью выбрасывается в космос,
образуя две длинные газовые струи, извергающиеся из южного и северного полюсов
черной дыры.
Хотя физически
невозможно построить объект с бесконечными размерами, он рассчитал, что если бы
такой цилиндр вращался со скоростью, близкой к скорости света, он бы увлекал
материю пространства-времени с собой, подобно тому как патока увлекается
лопастями миксера.
Обычно течение времени синхронно в обеих сферах Но если мы
поместим одну из сфер в ракету и запустим ее, сообщив ей скорость, близкую к
световой, то для этой ракеты время замедлит свой ход, и две сферы больше не
будут синхронизированы во времени.
Например, физики Пол Дейвис
и Стивен Фуллинг показали, что создание отрицательной энергии возможно с помощью
быстро перемещаемого зеркала, при этом отрицательная энергия аккумулируется
перед зеркалом по мере его передвижения К сожалению, для получения отрицательной
энергии зеркало придется перемещать со скоростью, близкой к скорости света.
Если теперь вы пройдете сквозь левую стену, то снова появитесь из правой
движущейся стены, но уже приобретете дополнительную скорость, равную
3 км/ч, сообщенную вам стеной, так что теперь вы будете двигаться со
скоростью б километров в час.
После
повторения путешествий вокруг Вселенной вы двигаетесь со скоростью 9, потом
12,15 км/ч — до тех пор, пока не достигнете невероятной скорости, близкой к
световой.
) Таким образом, стремительно облетев вокруг обеих струн, вы
фактически могли бы превысить скорость света (с точки зрения находящегося в
отдалении наблюдателя), поскольку общее расстояние будет меньшим, чем ожидалось.
Однако это не противоречит специальной теории относительности, поскольку в вашей
собственной системе отсчета скорость ракеты никогда не превысит скорости
света.
«Чтобы сделать возможными путешествия в прошлое, космические
струны массой в 10 триллионов на сантиметр должны двигаться в противоположных
направлениях со скоростями, составляющими, по меньшей мере, 99,999999996 %
скорости света.
По его теории, эта
петля-прямоугольник может коллапсировать под воздействием своей собственной
гравитации, так что два прямых отрезка космической струны могут пролететь друг
мимо друга со скоростью, близкой к скорости света, создав тем самым машину
времени.
Если бы мы могли каким-то образом подчинить себе
вероятность определенных невероятных событий, то стало бы возможным все что
угодно, в том числе путешествия со скоростью, превосходящей световую, и даже
путешествия во времени.
Он написал, что если бы существо могло
знать положение и скорость всех частиц во Вселенной, то «для такого интеллекта
ничто не было бы неопределенным и будущее, как и наше прошлое, предстало бы
перед нашими глазами».
Раз можно точно измерить скорость затвора,
а также энергию фотона, то таким образом можно определить состояние фотона с
бесконечной точностью, что противоречит принципу неопределенности.
Если вычислить неопределенность в весе и неопределенность в скорости
затвора, то обнаруживалось, что коробка в точности повиновалась принципу
неопределенности.
(Чтобы сконструировать квантовый компьютер, по скорости превосходящий
современные компьютеры, понадобятся тысячи, а то и миллионы атомов, а потому от
реальных квантовых компьютеров нас отделяют, по меньшей мере, десятилетия.
(Полное впечатление, что информация
путешествовала со скоростью, превышающей скорость света, а это явное нарушение
специальной теории относительности Эйнштейна.
(Мы помним, что в настоящее время наша Вселенная лучше
всего представляется на основе вселенной де Ситтера, в которой космологическая
константа толкает галактики прочь друг от друга на все увеличивающихся
скоростях.
Сегодня такие наблюдения настолько точны, что мы
можем определить очень малые изменения в скорости (до трех метров в секунду —
скорость быстрой ходьбы) в звезде на расстоянии сотен световых лет от нас.
Сегодня
благодаря Интернету эти ученые могут загружать данные обзоров неба, читать
статьи по мере их появления в Интернете, а также ггубликовать свои статьи во
всемирной паутине со скоростью света.
Лазерный свет достаточно горяч, чтобы создать газ из плазмы (скопления
ионизированных атомов), который затем движется с волнообразными колебаниями на
высоких скоростях, подобно приливной волне.
(А
если мы включим квантовый принцип, то это подразумевает, что молекулы всегда
будут обладать небольшим количеством энергии, поскольку нулевая энергия
означает, что нам будут известны точное местонахождение и точная скорость каждой
молекулы, а это противоречило бы принципу неопределенности.
Поскольку скорость смены этапов развития вселенной исчисляется в
миллиардах и триллионах лет, у трудолюбивой и умной цивилизации в запасе полно
времени, чтобы принять такой вызов.
Поскольку рост валового
внутреннего продукта (или ВВП) многих стран находится в пределах I -2 % в год,
можно ожидать, что потребление энергии растет приблизительно с такой же
скоростью.
Средства передвижения,
приводимые в действие такими двигателями, могут стать идеальными претендентами
на создание межпланетной «федеральной системы скоростных автострад».
Поскольку скорость химических ракет
в конечном счете ограничивается максимальной скоростью газов в ракетных соплах,
физикам придется найти более экзотические виды двигателей, если они надеются
покрыть расстояния в сотни световых лет.
Благодаря огромным ресурсам, которые будет иметь в своем распоряжении
цивилизация второго типа, она потенциально может создать для своих космических
кораблей такие экзотические виды движущей силы, как двигатель, основанный на
веществе и антивеществе, который позволит совершать космические полеты с
околосветовой скоростью.
Астроном Иен Кроуфорд из Университетского колледжа в Лондоне так
пишет о цивилизации третьего типа: «Предположим, расстояние между колониями
составляет 10 световых лет, скорость корабля -10 процентов скорости света, а
период от основания колонии до начала отправления ею уже своих колонистов равен
400 годам; тогда фронт колонизационной волны будет продвигаться со средней
скоростью 0,02 светового года в год.
Чтобы предотвратить расщепление на фрагменты такой вселенной Кэрролла,
цивилизации третьего типа, возможно, нужно будет создать порталы-червоточины,
которые допускают коммуникацию со скоростью быстрее света на субатомном
уровне.
Вообще-то, если бы компьютерному инженеру
пришлось конструировать электронный компьютер, способный производить вычисления
со скоростью в квадриллионы байт в секунду — задача, которую мозг выполняет без
всякого напряжения, — то такой компьютер, вероятно, занимал бы несколько
кварталов, а для его охлаждения потребовалась бы целое водохранилище.
Управляя скоростью и радиусами различных нейтронных звезд, такая
цивилизация могла бы заставить черную дыру Керра вращаться настолько медленно,
насколько она пожелает.
Пассажиры внутри сферы так и не сдвинутся с места,
зато пространство впереди сферы будет сжиматься быстрее скорости света, так что,
выйдя из сферы, пассажиры уже достигнут близлежащей звезды.
А затем наш космический корабль сможет путешествовать
между этими станциями на сверхсветовых скоростях по расписанию, то есть со
строго определенным временем прибытия и отправления.
В сущности, нанобот может легко
достичь околосветовой скорости, поскольку разогнать субатомные частицы до таких
скоростей относительно легко при помощи электрических полей.
Стивен Хокинг замечает: «Если бы скорость расширения через секунду
после Большого Взрыва была меньше всего лишь на одну стотысячемиллионную, то
[вселенная] уже сжалась бы еще до того, как достигла своих нынешних размеров…
Велики трудности, ожидающие вселенную, возникшую, подобно нашей, в Большом
Взрыве.
Поскольку
околоземные спутники движутся со скоростью приблизительно 29 ООО километров в
час, то в действие вступает специальная теория относительности и время на таком
спутнике замедляется.
В
сущности, на определенном расстоянии от Земли эти два эффекта в точности
уравновесят друг друга, и часы на спутнике будут идти с той же скоростью, что и
на Земле.
(обратно)
4
Сжатие объектов, движущихся с околосветовой скоростью, в
действительности было открыто Хендриком-Лоренцом и Джорджем Френсисом
Фитцджеральдом незадолго до Эйнштейна, но они не поняли этого эффекта.
Сила идей,
предложенных Эйнштейном, состояла в том, что он не только получил всю
специальную теорию относительности из одного принципа (постоянства скорости
света), — он также интерпретировал его как универсальный природный принцип,
противоречащий теории Ньютона.
Например, если вы пустите шар по
наклонной плоскости, которая понижается на один метр каждые десять метров, то
независимо от массы через секунду он будет двигаться со скоростью примерно один
метр в секунду, через две секунды — два метра в секунду и так далее.
Можно сказать, что тело А находится в состоянии покоя, а
тело В перемещается относительно него с постоянной скоростью, или что тело В
пребывает в покое, а тело А перемещается, и оба утверждения будут одинаково
верны.
Например, если забыть на мгновение, что Земля вращается
вокруг своей оси и обращается вокруг Солнца, то в равной мере можно говорить,
что Земля находится в состоянии покоя, а поезд движется по ней на север со
скоростью девяносто миль в час или что поезд находится в состоянии покоя, а
Земля движется на юг со скоростью девяносто миль в час.
И если, находясь внутри контейнера, вы играете в пинг‑понг,
при разных скоростях поезда относительно Земли — 0,50 или 90 миль в час — шарик
всегда будет вести себя одинаково.
Свойства эти, казалось бы, противоречат нашему опыту, но наш здравый смысл,
исправно служащий нам, когда мы имеем дело с яблоками или планетами, которые
движутся сравнительно медленно, перестает работать в мире околосветовых
скоростей.
Если бы свет распространялся с бесконечной скоростью, то на
Земле эти затмения наблюдались бы через равные интервалы времени, в те самые
моменты, когда они происходят, — подобно тиканью космических часов.
Он заметил, что во время
сближения Земли и Юпитера затмения наступают раньше, а во время их удаления
друг от друга — позже, и использовал эту разницу для вычисления скорости света.
Однако его оценки изменения расстояния от Земли до Юпитера были не очень
точными, из‑за чего он получил величину скорости света 225 тысяч
километров в секунду, отличную от современной — 300 тысяч километров в секунду.
Вытекающее из теории Максвелла положение о том, что радио— и
световые волны распространяются с некоторой постоянной скоростью, было трудно
согласовать с теорией Ньютона.
Если вы
направляете шарик к противнику со скоростью 10 миль в час , то для наблюдателя
на платформе скорость шарика составит 100 миль в час: 10 — скорость шарика
относительно поезда плюс 90 — скорость поезда относительно платформы.
С этой точки зрения световые волны распространяются в эфире
так же, как звуковые волны в воздухе, и их скорость, выводимая из уравнений
Максвелла, должна измеряться относительно эфира.
Если вы движетесь сквозь эфир в сторону источника,
скорость, с которой к вам приближается свет, будет складываться из скорости
движения света в эфире и вашей скорости относительно эфира.
Однако это различие в скорости
очень трудно измерить из‑за того, что скорость света многократно больше
той скорости, с которой вы могли бы двигаться навстречу источнику.
Они решили воспользоваться тем, что раз Земля обращается вокруг Солнца
со скоростью около 30 километров в секунду, то и их лаборатория должна
двигаться сквозь эфир с этой относительно высокой скоростью.
Майкельсон и Морли разработали эксперимент, в котором
скорость света в направлении движения Земли через эфир (когда мы движемся в
сторону источника света) сравнивалась со скоростью света под прямым углом к
этому направлению (когда мы не приближаемся к источнику).
Фундаментальный постулат Эйнштейна, именуемый принципом
относительности, гласит, что все законы физики должны быть одинаковыми для всех
свободно движущихся наблюдателей независимо от их скорости.
Другими словами, раз теория Максвелла объявляет скорость
света постоянной, то любой свободно движущийся наблюдатель должен фиксировать
одно и то же значение независимо от скорости, с которой он приближается к
источнику света или удаляется от него.
Конечно, эта простая идея объяснила —
без привлечения эфира или иной привилегированной системы отсчета — смысл
появления скорости света в уравнениях Максвелла, однако из нее также вытекал
ряд удивительных следствий, которые зачастую противоречили интуиции.
А поскольку скорость есть
расстояние, деленное на время, единственный способ для наблюдателей прийти к
согласию относительно скорости света — это разойтись также и в оценке времени.
Другое известное следствие теории относительности —
эквивалентность массы и энергии, выраженная знаменитым уравнением Эйнштейна Е
= тс 2 (где Е— энергия, т — масса тела, с —
скорость света).
Например, при скорости, равной 10% от
скорости света, масса тела будет всего на 0,5% больше, чем в состоянии покоя, а
вот при скорости, составляющей 90% от скорости света, масса уже более чем вдвое
превысит нормальную.
Согласно теории относительности объект никогда не сможет достичь
скорости света, поскольку в данном случае его масса стала бы бесконечной, а в
силу эквивалентности массы и энергии для этого потребовалась бы бесконечная
энергия.
Она очень успешно объяснила неизменность
скорости света для всех наблюдателей и описала явления при движении со
скоростями, близкими к скорости света, но оказалась несовместима с теорией
тяготения Ньютона.
Таким
образом, гравитационный эффект исчезновения Солнца достиг бы нас с бесконечной
скоростью, а не со скоростью света или медленнее, как предусматривает
специальная теория относительности.
Напомним, что согласно основному постулату специальной
теории относительности все физические законы одинаковы для всех свободно
двигающихся наблюдателей, независимо от их скорости.
Если бы ракета
двигалась с постоянной скоростью, то и второй сигнал прибыл бы ровно настолько
же раньше, так что интервал между двумя сигналами остался бы равным одной
секунде.
В данном случае различие в возрастах будет
ничтожным, но оно существенно увеличится, коль скоро один из близнецов
отправится в долгое путешествие на космическом корабле, который разгоняется до
скорости, близкой к световой.
Однако,
если скорость расширения Вселенной больше некоторой критической отметки,
гравитация никогда не сможет его остановить и Вселенная продолжит расширяться
вечно.
Тогда два пятна, разделенные первоначально расстоянием в один
сантиметр, через секунду окажутся уже на расстоянии двух сантиметров друг от
друга (если измерять вдоль поверхности воздушного шара), так что их
относительная скорость составит один сантиметр в секунду.
С другой стороны,
пара пятен, которые были отделены десятью сантиметрами, через секунду после
начала расширения разойдутся на двадцать сантиметров, так что их относительная
скорость будет десять сантиметров в секунду (рис.
Вселенная
настолько велика, что нужно двигаться быстрее света, чтобы успеть закончить
странствие там, где вы его начали, а такие скорости запрещены (теорией
относительности.
Его решение зависит главным образом от двух вещей —
наблюдаемой ныне скорости расширения Вселенной и ее сегодняшней средней
плотности (количества материи, приходящегося на единицу объема пространства).
Если средняя
плотность выше некоторого критического значения (определяемого скоростью
расширения), то гравитационное притяжение материи сможет остановить расширение
Вселенной и заставить ее сжиматься.
Так, если мы сложим массы всех
видимых звезд в нашей и других галактиках, сумма будет меньше сотой доли того,
что требуется для остановки расширения Вселенной, даже при самой низкой оценке
скорости расширения.
И вот хорошая новость: теперь нам известно, что Вселенная продолжит в
ближайшее время расширяться с постоянно возрастающей скоростью, а время обещает
длиться вечно, по крайней мере для тех, кому хватит благоразумия не угодить в
черную дыру.
Кроме того, начальная скорость взрыва должна была оказаться очень точно
подобранной, чтобы расширение шло на самой грани критического режима, еще
позволяющего избежать схлопывания.
Например, после выстрела в воздух пушечное ядро
рано или поздно упадет на Землю, при условии что скорость, с которой оно
вылетело из пушки, не превышает определенной величины, называемой скоростью
убегания (рис.
Скорость убегания зависит от силы земного притяжения, то
есть от массы Земли, но она не зависит от массы пушечного ядра — по той же
самой причине, по которой ускорение свободного падения тел не зависит от их
массы.
И если уж скорость убегания не зависит от массы тела, то можно
допустить, что приведенные выше рассуждения верны и для частиц света, несмотря
на то что их масса равна нулю.
Первоначально считалось, что частицы света движутся
бесконечно быстро и потому гравитация не способна их замедлить, однако из
открытия Рёмера, установившего, что скорость света конечна, вытекало, что
гравитация может весьма существенно воздействовать на свет.
Пушечное ядро, выстреленное вверх, будет замедляться
гравитацией, а в конечном счете остановится и упадет; фотон же должен двигаться
вверх с постоянной скоростью.
Возле этой сверхмассивной черной
дыры найдена звезда, которая обращается вокруг нее со скоростью, равной около
2% от скорости света, то есть быстрее, чем в среднем обращается электрон вокруг
ядра в атоме.
Например, зная положения и скорости Солнца и планет, мы можем при
помощи законов Ньютона вычислить состояние Солнечной системы в любой момент
прошлого или будущего[11].
Дело в том, что для предсказания будущего положения и
скорости частицы мы должны иметь возможность измерить ее начальное состояние,
то есть ее текущие положение и скорость, причем измерить точно.
Гейзенберг показал, что неопределенность положения частицы, помноженная
на неопределенность ее скорости и на массу частицы, не может быть меньше
некоторой постоянной величины.
) Например, определив скорость теннисного
шарика массой один грамм с точностью до одного сантиметра в секунду, мы можем
установить его положение с точностью, намного превосходящей любые практические
потребности.
Но если измерить положение электрона с точностью примерно до
размеров атома, то невозможно определить его скорость с погрешностью меньше,
чем плюс‑минус 1000 километров в секунду, что никак не назовешь точным
измерением.
Согласно квантовой теории невозможно ни определить с
произвольно высокой точностью положение и скорость тела, ни точно предсказать
ход будущих событий.
Замечательный факт состоит в том, что та же самая картина
отмечается, если источник света заменить источником, испускающим частицы,
например электроны, обладающие одинаковой скоростью (а значит, соответствующие
волны материи имеют одинаковую длину).
Однако открытие постоянства
скорости света для любого наблюдателя независимо от его движения, привело к
созданию теории относительности и отказу от идеи единственного абсолютного
времени.
Данный способ предполагает, что машина времени, в которой вы сидите,
взлетает, разгоняется до околосветовой скорости, движется так какое‑то
время (в зависимости от того, как далеко вперед во времени вы хотите
отправиться) и затем возвращается назад.
И поскольку время и пространство взаимосвязаны, вас опять‑таки
не должно удивлять, что вопрос о путешествиях назад во времени тесно
переплетается с проблемой перемещения на сверхсветовых скоростях.
Нетрудно
показать, что путешествия во времени предполагают сверхсветовые передвижения:
сделав последний этап вашего путешествия перемещением назад во времени, вы
сможете уложить всю вашу одиссею в сколь угодно короткий срок, а значит,
сможете перемещаться с неограниченной скоростью.
Но, как мы увидим, верно также
и обратное: если вы способны перемещаться с неограниченной скоростью, то
сможете и путешествовать назад во времени — одно невозможно без другого.
В
частности, если два события А и В происходят так далеко друг от друга в
пространстве, что ракета должна перемещаться быстрее света, чтобы поспеть от
события А к событию В, тогда два наблюдателя, перемещающиеся с различными скоростями,
могут не согласиться, что случилось раньше: событие А или событие В.
В таких обстоятельствах
наблюдателю на альфе Центавра, удаляющемуся от Земли с околосветовой скоростью,
казалось бы, что события имеют обратный порядок: событие В происходит раньше
события А.
И поскольку
путешествие в прошлое возможно только при перемещении быстрее света, это,
казалось бы, исключает и скоростные космические перелеты, и путешествия назад
во времени.
Если бы поле в пустом
пространстве было в точности равно нулю, оно имело бы и точную (нулевую)
величину и точную (опять‑таки нулевую) скорость изменения, что
противоречило бы принципу неопределенности.
Принцип
неопределенности квантовой механики подразумевает, что некоторые пары
физических величин, например положение и скорость элементарной частицы, нельзя
одновременно предсказать сколь угодно точно.
Квантовая механика справляется с
этой ситуацией благодаря семейству теорий, в которых элементарные частицы не
имеют точных положений и скоростей, а представляются волнами.
Принцип исключения (принцип запрета Паули) —
представление, согласно которому две идентичные частицы некоторых типов не
могут иметь одновременно (в границах, установленных принципом неопределенности)
одинакового положения и скорости.
Принцип неопределенности — принцип, сформулированный
Гейзенбергом и утверждающий, что нельзя одновременно точно определить и
положение, и скорость частицы; чем точнее мы знаем одно, тем менее точно
другое.
[10]
Даже если нейтрино не имеют массы покоя и движутся со скоростью света, они все
равно, подобно фотонам, обладают энергией, а значит, эквивалентной массой и
участвуют в гравитационном взаимодействии.
), микроструктурное, или
паттерновое, кодирование {временным узором импульсов), латентный код (моментом
появления разряда или фазовых изменений разряда), числовой код (количеством
импульсов в пачке}, код длинной пачки (длительностью импульсации), наличием
отдельного импульса (или его отсутствием), изменением скорости распространения
возбуждения в аксоне, пространственной последовательностью явлений в аксоне.
В более поверхностные слои, где заканчиваются волокна ДК и ДВК,
возбуждение передается со скоростью 0,2-0,5 м/с, в более глубокие, где
локализуются окончания ДДК и НЗ, возбуждение распространяется со скоростью 2-10
м/с.
В отношении выделения направления и скорости движения ГКС
осуществляют лишь предварительные операции, которые создают условия для более
тонкого анализа зрительного образа в высших отделах зрительного анализатора (В.
Из литературы известно, что
большинство ГКС лягушки работают как узкополосные детекторы признаков формы и
как широкополосные анализаторы направления и скорости движения, у которых в
качестве главного ил возможных кандидатов в коды рассматривается частота
генерации импульсов.
Поэтому у
лягушки функция вычисления скорости движения стимула и уточнение направления его
движения осуществляется нейронами КСМ, к которым доставляется первичная
информация (Ю.
В
поверхностных слоях КСМ локализованы элементы, преимущественно лишь
констатирующие наличие движения без определения его направления и скорости, а в
более глубоких структурах происходит обострение дирекциональной и скоростной
избирательности.
Реакция нейронов, не строго специализированных в отношении
параметров движения, характеризуется изменением частоты импульсации при
изменении скорости или направления движения (D.
В высших отделах мозга птиц и млекопитающих описаны подобные реакции
нейронов, связанных с детекцией направления и скорости движения зрительного
стимула-объекта.
Blakemore, 1976): среди нейронов
поверхностных слоев с РП 10° 80% имели симметричную структуру и реагировали на
медленно движущиеся стимулы, а 6% нейронов отвечали оптимальную скорость 200°/с;
остальные нейроны (14%) проявляли дирекциональную избирательность.
Часть нейронов верхнего двухолмия
кролика не обнаруживает заметной избирательности к скорости движения стимула,
хотя у большинства нейронов этой структуры такая зависимость имеет место.
Предполагается, что важная роль в формировании чувствительности нейронов к малым
и большим скоростям принадлежит пространственно-временной суммации в РП нейронов
возбуждения и торможения (А.
В верхнем двухолмии высших
млекопитающих (обезьян) описаны нейроны, которые давали ответы на включение и
выключение неподвижного светового пятна и на движущееся изображение, причем они
реагировали на движение независимо от его направления, но меняли реакцию при
изменении скорости движения (M.
В зрительной коре, как и на других уровнях зрительного
анализатора, избирательность сенсорных нейронов к направлению скорости движения
зрительного стимула обнаруживает видовую специфичность (А.
(1977,
1982) на тектуме лягушки показано, что возможны два вида реакций нейронов на
скорость движения: узкая настройка нейрона на небольшой диапазон скоростей
(собственно детекторы скорости) и работа нейрона широкополосного фильтра,
меняющего свой ответ в зависимости скорости движения; при этом оказалось, что
узкополосные нейроны формируются из широкополосных на более высоком уровне
системы.
Поскольку оптимальная скорость для разных нейронов различна, то
возможно, что совокупность нейронов, чувствительных к разным скоростям движения,
образует систему, классифицирующую стимулы по, скорости их движения (А.
В зрительной системе амфибий и в зрительной
системе грызунов среди нейронов, реагирующих на движение стимулов, были найдены
детекторы малой и большой скорости.
, 1975, 1976, 1981), конечным этапом анализа
движения объекта является синтез скорости и направления движения, осуществляемый
нейронами-интеграторами, кодирующими одновременно оба параметра (скорость и
направление движения), однако в психофизиологических опытах получены результаты,
указывающие на наличие раздельных систем анализа направления и скорости движения
(B.
), а в
другой серии через поле зрения в 8 направлениях (под углом друг к другу в 45°;
перемещался стимул-объект (темный прямоугольник с угловыми размерами 0,5x2,6°,
движущийся вдоль своей длинной стороны со скоростью 18°/с).
Естественно, наиболее адекватные условия стимуляции достигались при движении
оптимально ориентированного стимула в оптимальном направлении с оптимальной
скоростью.
С целью изучения вероятностного реагирования
нами были исследованы адаптационные и экстраполяционные характеристики нейронов
КСМ лягушки, связанных с детекцией признаков формы и дирекционально-скоростной
чувствительностью.
В качестве стимула-объекта применялся темный прямоугольник с
угловыми размерами 0,3÷1,3х0,6÷2,6° (преимущественно - 0,5х2,6°), движущийся с
постоянной скоростью 10÷20°/с (преимущественно - 18°/с) вдоль зеленой полосы
линии развертки Преимущественное направление движения - сверху вниз (хотя
пользовались и другие направления).
Однако в отношении постоянства места нейрона в системе
реагирования на засвет и на движущийся стимул такого однообразия нет: видимо,
ансамбли нейронов формирующихся при вспышках света разной интенсивности и
крутизны, хотя и различаются между собой, но имеют общие черты организации и
характеризуются большей стабильностью, чем ансамбли, формирующиеся для опознания
более сложного зрительного образа, в частности движущегося с разными скоростями
и в разных направлениях объекта.
Для нейронов зрительной системы лягушки ключевыми
раздражителями, по-видимому, являются параметры движения стимул (направление и
скорость) и размеры его, так как именно эти признаки должны обусловить реакцию
животного “на добычу” или “на врага”.
В качестве раздражителей разного размера использовались световые пятна
с диаметрами 3, 10 и 30°, вспыхивающие н экране и гаснущие, а также тотальный
ДЗ, а для исследования чувствительности нейронов к изменению направления
движения скорости использовался движущийся стимул-объект с угловыми раз мерами
0,5х2,6°, способный перемещаться в 8 направлениях несколькими фиксированными
скоростями (от 6 до 60°/с).
Для лягушки наиболее важными из зрительных детекторов являются, по-видимому,
детекторы движения, а среди них - детекторы направления и скорости движения,
позволяющие лягушке правильно соразмерять двигательную реакцию прыжка при ловле
насекомых.
Поэтому для исследования детекторных конструкций тектального уровня у
лягушки целесообразно использовать нейроны, чувствительные к направлению и
скорости движения маленького стимула, который в наших опытах имитировал движение
темного жука по зеленому стеблю (темный “жук” - разрыв зеленой линии развертки,
проходящей по диаметру экрана электронно-лучевой трубки; ее можно было
переключать под углом в 45°, обеспечивая тем самым возможность движения “жука” в
8 направлениях и со скоростями 6÷60°/с) Исследование дирекциональной и
скоростной чувствительности тектальных нейронов показало, что лишь немногие из
них чувствительны только к направлению или скорости движения, а большинство
реагирует на изменение обоих параметров движения, являясь таким образом,
нейронами направления-скорости или “вектора скорости”.
В наших опытах для выявления дирекциональной избирательности
нейронов использовался стимул, движущийся в 8 направлениях (как было описано
выше), со скоростью 18°/с, предъявляемых глазу 8-12-кратно с интервалами в 30 с.
Естественно, эта адекватная биологическая реакция определяется не
только направлением движения стимула определенной величины и формы, но и в
значительной степени скоростью его движения.
При анализе чувствительности тектальных нейронов к скорости
движения стимула оказалось, что около 70% всех зарегистрированных нейронов
обладает скоростной чувствительностью.
По степени скоростной избирательности
возможно выделить три группы нейронов: I группа - это нейроны, реагирующие на
очень узкий диапазон скоростей (±3°), их можно рассматривать как узкополосные
фильтры скоростей, количественно они составляют около 32% от всех реагирующих
нейронов; II группа - это нейроны, реагирующие на более широкий диапазон
скоростей (но не на все исследованные скорости) и описывающие отдельные скорости
частотой импульсации и другими временными кодами, на долю этой группы приходится
около 61% нейронов; III группу составили нейроны, реагирующие на весь диапазон
исследованных скоростей и относящиеся также к описывающим нейронам, их оказалось
около 7% (Т, В.
Наряду с различной степенью “скоростной
избирательности” у тектальных нейронов отмечается чувствительность к различным
участкам “скоростного спектра”, обеспечивающая различия в выборе конкретной
скорости или определенного диапазона скоростей.
Для тектальных нейронов,
обладающих разными наборами скоростной чувствительности, наиболее оптимальными
оказались скорости от 9 до 30°/с, а в данном диапазоне наибольшее количество
реакций было зарегистрировано при движении зрительного стимула со скоростями 12
и 18° °/с.
Количественные соотношения исследованных тектальных нейронов,
выделяющих различные скорости и диапазоны скоростей движения стимула: по оси
абсцисс - предъявляемый набор скоростей движения стимула в °/с (v); по оси
ординат - количество нейронов, реагирующих на данную скорость, и диапазон
скоростей (u).
Несмотря на прослеживающуюся зависимость частоты импульсации
нейронов от скорости движения зрительного стимула, при сравнении ответов
нейронов с перекрывающимися диапазонами скоростной чувствительности видно, что
одной частоты импульсации недостаточно для передачи информации о скорости
движения.
Большинство возбуждающихся нейронов КСМ лягушки, обладающих разными
диапазонами скоростной чувствительности, кодируют скорость движения зрительного
объекта в пределах диапазона своей чувствительности частотой импульсации,
длительностью пачки импульсов, разностью ЛП ответов, повышая частоту, уменьшая
длительность пачки, укорачивая ЛП и перестраивая паттерны ответа при увеличении
скорости движения.
На основании анализа связи между частотой импульсации нейрона и
скоростью движения стимула были построены корреляционные уравнения, которые
оказалось возможным разделить на 5 типов (рис.
К I типу были отнесены
нейроны, экспериментальная зависимость между скоростью движения стимула и
ответом может быть аппроксимирована отрезком прямой, параллельной оси абсцисс.
При этом они либо вообще не реагируют на движение (аппроксимирующая прямая,
параллельная оси абсцисс, проходит на уровне “I”, либо реагирует, но оказываются
инваринтными к изменению скорости (в случае возбуждения аппроксимирующая прямая,
параллельная горизонтальной оси, проходит на уровне выше “I”, а в случае
торможения-ниже “I”).
Для нейронов II и III типов зависимость частоты импульсации
от скорости движения также можно аппроксимировать прямыми, указывающими на
линейную зависимость частоты импульсации в ответе нейрона от скорости движения
зрительного стимула.
Интересно, что эти нейроны не только могут увеличивать
частоту импульсации (II тип) или уменьшать ее (III тип) при увеличении скорости,
но и перестраивать свой ответ от тормозного до возбудительного (II тип) и,
наоборот, от возбудительного до тормозного (III тип).
Нейроны этого типа отвечают на
увеличение скорости движения сначала увеличением частоты (V тип), а затем
уменьшением ее, либо наоборот, сначала уменьшением частоты (IV тип), а затем
повышением ее.
Нейроны IV-V типов предпочитают одну скорость из всего
предъявляемого и анализируемого диапазона, отвечая максимальной В- (V тип) или
Т- (IV тип) реакцией на движение объекта с определенной скоростью.
Правда, анализ скорости приближается к детекторному типу не только при
параболической зависимости, но еще и при условии, что ветви параболы поднимаются
(или опускаются) круто.
Типы зависимостей частоты импульсной активности
нейронов от скорости движения стимула: пунктирная линия - экспериментальная
зависимость; сплошная - эмпирические модели; по оси абсцисс - скорости движения
(v); по оси ординат - отношение числа импульсов в ответе к фоновому (n); а, б, в
- I, II, III - типы зависимостей, которым удовлетворяет уравнение прямой; г, д,
- IV, V - типы зависимостей, которым удовлетворяет уравнение
параболы.
Таким образом, нейроны, чувствительные к скорости движения
зрительного стимула, различаются между собой, во-первых, тем, что одни из них
обладают широкой полосой пропускания скоростей, другие - относительно узкой, и,
во-вторых, одни реагируют на изменение скорости повышением частоты импульсации в
ответе, другие - снижением (нарастанием торможения).
Естественно, возникает
вопрос, не являются ли более узко настроенные нейроны более высоким уровнем
зрительной системы и не формируется ли более узкая избирательность нейронов на
базе нейронов, менее избирательных к скорости движения.
При этом отмечается по мере нарастания глубины локализации нейронов
достоверное увеличение количества Т- и уменьшение В-реакций, что, возможно,
свидетельствует в пользу представления о наличии обострения избирательности к
направлению и скорости движения в глубоких слоях КСМ.
Факт наличия в тектуме
лягушки нейронов с различными, но взаимно перекрывающимися диапазонами
дирекциональной и скоростной чувствительности позволяет предположить
непрерывность вычисления направления и скорости движения зрительного объекта в
структурах КСМ.
При этом детекция скорости обусловлена совместной деятельностью
тектальных нейронов, функционирующих в совокупности как единая система измерения
направления и скорости движения зрительного стимула.
Количественное преобладание
тектальных нейронов с широкими и перекрывающимися между собой диапазонами
дирекциональной и скоростной чувствительности над нейронами,
узкоспециализированными к детекции параметров движения, по-видимому,
обеспечивает высокую надежность подобного процесса вычисления направления и
скорости движения объекта.
То обстоятельство, что реакции нейронов II и III скоростных
типов находятся в линейной зависимости от скорости движения объекта, но
направлены реципрокно, может быть использовано в вычислении скоростей, как
лежащих на границах предъявляемого диапазона, так и в средней его части, но
механизм выделения скорости при этом должен быть разным.
Так, детектирование
скоростей, попадающих в средние, перекрывающиеся участки диапазонов, видимо,
осуществляется с помощью механизма конвергенции импульсных потоков с нейронов II
и III типов и пространственной суммации на нейронах-интеграторах, срабатывающих
по определенному порогу.
А выделение скоростей на границах чувствительности этих
нейронов производится, вероятно, при малых скоростях за счет торможения
активности нейронов II типа, обостряющего чувствительность нейронов III типа, а
при больших скоростях, наоборот, торможение активности нейроов III тип
способствует обострению В-реакций нейронов II типа.
Реакции нейронов IV и V
типов, имевшие также зеркальный характер, отражают нелинейную (параболическую)
зависимость частоты импульсации нейронов от скорости движения стимула, и для
каждого нейрона имеется некоторая оптимальная скорость движения, при которой он
дает максимальную реакцию.
Видимо, нейроны
этих типов образуют совокупность единиц, остро чувствительных к определенным
скоростям и участвующих, как и нейроны II и III типов, в классификации
движущихся стимулов по скорости их движения.
При анализе графиков корреляционных
уравнений, характеризующих реакции II, III и IV, V типов, обращает на себя
внимание тот факт, что графики корреляционных уравнений II и III типов могут
быть участками ветвей параболы, характеризующей реакции нейронов IV и V типов,
если для нейронов I и III типов предъявляемый нами диапазон скоростей был
недостаточным для выявления всех возможностей этих нейронов; тогда при
расширении диапазона скоростей характер кривой, возможно, мог измениться, если
эти нейроны способны детектировать скорости, лежащие за пределами
использованного нами диапазона.
В пользу этого свидетельствуют некоторые
“промежуточные” графики экспериментальных зависимостей импульсной активности от
скорости движения, описываемые кривыми, приближающимися к параболе с
несимметричными ветвями (рис.
Это может быть
осуществлено отчасти, как и для определения направления, с помощью
последовательного приближения к конкретному значению скорости за счет совокупной
деятельности различных групп и типов нейронов с близкими и перекрывающимися
диапазонами скоростной чувствительности.
Таким образом, на уровне tectum opticum лягушки, видимо,
существуют два механизма вычисления наиболее вероятных направления и скорости
движения: с помощью узкоизбирательных детекторов направления и скорости движения
и с помощью широкополосных фильтров направлений и скоростей, допускающих
аналоговое (не прерывное) описание любых адекватных для лягушки направлений и
скоростей движения объекта.
Экспериментальные (“промежуточные”) типы зависимостей импульсной
активности нейронов от скорости движения зрительного стимула: а, б - тип
зависимости IV; в, г - тип зависимости V (кривые с несимметричными ветвями;
обозначения те же, что и на рис.
5)
Такое исследование скоростной либо дирекциональной
чувствительности нейронов, проводимое раздельно, позволяет изучить данные их
свойства, но искусственно их разрывает в тех случаях, когда они оказываются
тесно связанными.
Так, исследования последних лет показали, что кроме нейронов,
чувствительных к направлению движения и к изменению скорости движения есть вид
нейронов, которые реагируют изменением импульсной активности при изменении и
скорости, и направления движения.
Для исследования таких
комплексных дирекционально-скоростных свойств нейронов использовалось
перемещение стимула в разных направлениях и с разными скоростями, в результате
чего была показана ведущая роль нейронов, выделяющих направление и скорость, в
“вычислении" параметров движения зрительного объекта, о чем свидетельствует их
большой удельный вес (91% от числа нейронов, реагирующих на движение) по
сравнению с только “дирекциональными” нейронами (около 5%) и только
“скоростными” (около 4%), о возможной роли которых следует, видимо, говорить с
осторожностью из-за малого их.
для “вычисления”
наиболее вероятных направления, скорости движения, размера объекта используются
две системы - дискретная детекторная и непрерывная - описательная.
В-восьмых, обнаружено, что
более половины нейронов тектума обладает детекторными функциями, которые
связаны, как и в сетчатке, с выделением контраста, выпуклых и движущихся краев,
затемнения, размеров объекта, направления и скорости его движения; при этом на
уровне тектума по сравнению с сетчаткой увеличивается количество нейронов,
дирекционально избирательных и селективных к скорости движения зрительного
объекта.
В-девятых, показано равномерное распределение по слоям тектума
нейронов, связанных с различными детекторными функциями, но при этом отмечается
обострение дирекциональной избирательности и скорости селективности в глубоких
слоях КСМ, где формируется команда к действию по сравнению с поверхностными,
отражающими ретинальную неизбирательность к направлению и скорости движения;
обнаружено, что основная группа нейронов, анализирующая параметры движения,
представляет собой нейроны направления-скорости, реагирующие наилучшим образом
при движении стимула в оптимально направлении (для данного РП) с оптимальной
скоростью.
В-десятых, по характеру и степени селективности к направлению
и скорости нейроны образуют несколько групп, причем самые избирательные подобны
узкополосным фильтрам и являются детекторами, вычленяющими “ключевые” признаки
сигнала, а менее избирательные действуют как широкополосные фильтры, работающие
по принципу описательных систем; те и другие элементы образуют надежную систему
“вычисления” наиболее вероятных направления и скорости движения зрительного
стимула.
Рассказ о том, как в основном во
второй половине нынешнего века были устранены пробелы в описании истории
возникновения механики околосветовых скоростей, и составляет главную цель
нашего сообщения.
Пуанкаре
на конгрессе искусств и науки в Сент-Луисе (1904): "На основе всех этих
результатов должна появиться новая динамика, которая помимо всего прочего
характеризовалась бы правилом, что ничто не может иметь скорость,
превышающую скорость света" [13].
Но в отношении используемого при этом
предположения о независимости скорости света от направления
распространения автор сделал следующее категорическое утверждение: "Это
есть постулат, без которого нельзя было бы предпринять никакого измерения
этой скорости.
Так, не было
осознано, что в основе вывода о конвенциональной сущности одновременности
разноместных событий лежит принципиальная невозможность измерения скорости
света в одном направлении без принятия соглашения о соотношении скоростей
физических процессов в противоположных направлениях [16].
О недопонимании этого
принципиального вопроса даже специалистами, как это было показано в моей
статье [17], убедительно свидетельствует факт публикаций в ряде
центральных физических журналов ложно обоснованных предложений измерить
скорость света в одном направлении.
В этой
работе впервые была дана физическая интерпретация введенного Лоренцем
"местного" времени как времени, соответствующего показаниям часов,
синхронизованных световым сигналом в предположении постоянства скорости
света.
4К приведенным историческим сведениям следует добавить, что в книге
Лармора в главе XI (пункт 113) впервые была получена формула сложения скоростей, а в
п.
Работа Лоренца называлась
"Электромагнитные явления в системе, движущейся с любой скоростью, меньшей
скорости света", обе статьи Пуанкаре напечатаны под одним и тем же
названием "О динамике электрона", а статья Эйнштейна — под названием "К
электродинамике движущихся тел".
Ссылка Эйнштейна на эту работу
была связана с тем, что в ней Пуанкаре пришел к фундаментальному выводу о
том, что для выполнения принципа равенства действия противодействию
необходимо электромагнитное поле излучения наделить плотностью импульса и
соответственно плотностью инертной массы, равной плотности энергии поля,
деленной на квадрат скорости света.
Но статья эта замечательна еще и тем,
что в ней Пуанкаре впервые дал физическую интерпретацию введенного
Лоренцем "местного времени" как времени, соответствующего показаниям
часов, синхронизованных световым сигналом в предположении постоянства
скорости его распространения в рассматриваемой движущейся системе.
Так,
мне пришлось однажды при встрече объяснять ему, что в одной из своих
книжек он ошибочно утверждает, будто бы в своем знаменитом опыте
Майкельсон пытался обнаружить влияние скорости вращения Земли вокруг своей
оси.
Кузнецов сначала немного смутился обнаруженной в его книге
неточностью, но затем попробовал отшутиться, указав на непринципиальность
уточнения вопроса о скорости в случае отрицательного результата опыта: мол
не так уж важно выяснять из какого ружья стреляли во льва, если в него не
попали.
В связи с этим мне пришлось объяснять уважаемому литератору, что
эффект вращения Земли демонстрируется посетителям Исаакиевского собора в
опыте с движением маятника Фуко, и что вращение Земли, несмотря на малую
скорость, проявляется также и в смещении полос в интерферометре
Майкельсона в специальном опыте Саньяка.
Мне удалось убедить
собеседника в том, что правильная трактовка этой простейшей из современных
физических теорий должна объяснять, что смысл нового принципа
относительности состоит вовсе не в отсутствии так называемого "эфирного
ветра" (которое отвечало бы принципу относительности Галилея), а во
влиянии этого ветра на все физические процессы в движущейся системе
относительно исходной системы, где принято изотропное описание скоростей.
Тамма18 центрального положения статьи о существовании
всеобщей анизотропии скоростей фиоических процессов, принципиально не
отличимой никакими экспериментами от изотропного варианта описания
скоростей тех же процессов.
Гинзбургом в связи с
поступившей отрицательной рецензией на рукопись моей статьи видного
ученого, в которой отрицалось основное мое утверждение о существовании
анизотропии скоростей процессов, принципиально не отличимой от
изотропного описания.
Между прочим, алгебру подобия отношения скоростей,
лежащую в основе моего утверждения, следовало бы установить триста лет
назад после того, как О.
Александрова против моего утверждения о возможности
использования различных определений одновременности разноместных событий,
если только в природе отсутствуют реальные движения с бесконечной
скоростью распространения ([36] с.
12) "Далее, Пуанкаре исправил лоренцевы формулы
преобразования плотности заряда и скорости, — пишет затем Паули, — и,
таким образом, достиг полной инвариантности уравнений электронной теории"
([3], с.
И в общепринятом построении теории уже при
формулировке принципа эквивалентности ИСО следовало бы сразу подчеркивать,
что речь идет о физическом равноправии только тех систем координат,
которые движутся относительно друг друга со скоростью, меньшей скорости
света.
Именно на этом предварительном этапе
рассмотрения, характерном для подходов Лоренца и Лармора, мы можем
убедиться в существовании всеобщей анизотропии в пространстве скоростей
системы К٭, физически неотличимой от изотропии, но
требующей для восстановления изотропности описания введения собственных
координат в данной инерциапьной системе.
Лоренцу также принадлежит важнейшая
идея выхода за рамки электромагнитной теории, он первым предложил
полученные результаты для трансформации электромагнитных сил и закон
изменения со скоростью массы электрона обобщить на силы и массы любой
другой природы.
В этой
статье Лоренц, обсуждая ту же идею обобщения конкретно применительно к
силам тяготения, приходит к важнейшему выводу о необходимости принять
скорость распространения гравитации равной скорости
света.
Далее в этом примечании
говорилось о том, что формулы преобразования плотности заряда и скорости в
его статье "не имеют вида, который был дан Эйнштейном.
Эта статья, в отличие от работы
Лоренца [4], содержала аксиоматический путь построения теории на основе
двух исходных принципов: 1) принципа относительности, согласно которому
"законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от
того, к какой из двух координатных систем, находящихся относительно друг
друга в равномерном поступательном движении, эти изменения состояния
относятся" и 2) принципа независимости скорости распространения света от
движения испускающего его источника [6].
" "Мы
намерены, — пишет вслед за этим Эйнштейн, - это предположение (содержание
которого в дальнейшем будем называть "принципом относительности")
превратить в предпосылку и сделать, кроме того, добавочное допущение,
находящиеся с первым лишь в кажущемся противоречии, а именно: что свет в
пустоте всегда распространяется с определенной скоростью с, не зависящей
от состояния движения излучающего тела.
В то время еще не было обращено
внимание, что независимость скорости света от движения испускающего его
источника имеет прямое экспериментальное подтверждение в астрономических
наблюдениях за двойными звездами.
Невозможно себе представить, чтобы молодой
Эйнштейн, долго размышлявший на тему об эфире и свете, прошел мимо этой
работы, в которой впервые было рассмотрено понятие одновременности
разноместных событий и дан способ определения одновременности на основе
предположения о постоянстве скорости распространения света.
В отличие от многих других
исследователей, которым также были хорошо известны высказанные Пуанкаре
новые идеи, критический ум Эйнштейна оказался способным воспринять их,
несмотря на, казалось бы, явное противоречие исходных положений о принципе
относительности и независимости скорости света от движении источника, и
дать на основе этих постулатов самостоятельное построение физической
теории.
Между тем были вполне естественные
трудности понимания обратимости высокоскоростных кинематических эффектов,
которые к тому же значительно усугублялись явными недостатками самих
формулировок этих эффектов.
Так, например,
когда Генрих Герц опубликовал свое выдающееся открытие электромагнитных
волн и одновременно озадачил весь ученый мир несовпадением полученной им
скорости распространения волн с предсказанной Максвеллом величиной, равной
скорости света, то устранил это противоречие не кто-нибудь из специалистов
по электрическим схемам, а теоретик Пуанкаре,34 указавший на
необходимость учета емкости контура резонатора, сконструированного Герцем
для обнаружения этих волн.
В
опубликованной в ЖЭТФ статье они получили результат в согласии с теорией,
а затем в их рассчетах поворота спина электрона в магнитном поле была
обнаружена крупная ошибка, связанная с не учтенным авторами как раз
высокоскоростного возрастания массы электрона.
И сразу же вслед за этим прогнозом, предвосхитившим более, чем на
двадцать лет появление статистических законов описания элементарных
событий в квантовых явлениях, Пуанкаре в следующих опять же
предположительных по форме фразах предсказывает с поразительной
конкретностью появление механики околосветовых скоростей: "Возможно также,
что придется создать совершенно новою механику, которую мы сейчас лишь
смутно предугадываем.
): "Обычная, более простая, механика сохраняла бы значение первого
приближения, так как она бы была верна для не очень больших скоростей;
таким образом, старая динамика еще содержалась бы в новой.
Далее докладчик
обсуждает гипотезу Лоренца о "местном" времени и повторяет свои прежние
объяснения физического смысла этого "местного" времени как
соответствующего условию постоянства скорости света в движущейся системе
координат.
По известным координатам события в
одной системе отсчета, принятой, например,за исходную систему
К0(х,у,z,t), мы с помощью преобразований можем
определить координаты того же события в любой другой инерциальной системе
при известной скорости ее движения относительно исходной системы
К0.
И если к этому мы добавим его прежние
разъяснения лежащего в основе новых преобразований координат выбора
процедуры определения одновременности разноместных событий в каждой
инерциальной системе отсчета, то станет предельно ясно, что именно
происходящими в мире физическими процессами, их общими свойствами
продиктован предпочтительный выбор координат и одновременности в каждой
инерциальнои системе отсчета согласно условному соглашению о
постоянстве скорости распространения света для любых прямо противоположных
направлений.
В исторической перспективе
сейчас ясно, что Пуанкаре первый предпринял попытку построения
Лоренц-инвариантной теории гравитации, обобщая закон тяготения Ньютона
путем учета запаздывания распространения гравитации и указывая на то, что
ее скорость равна скорости света.
Он также объясняет в
этой лекции, почему нельзя просто складывать скорости, измеренные с
помощью "местного" времени в разных инерциальных системах
координат.
50
50Развивая это рассуждение Пуанкаре, я в своей статье [16] разъяснял,
что отступление нового правила сложения скоростей от простого
арифметического их сложения имеет точно такую же природу, как и приведение
к единым единицам измерения перед сложением фунтов с килограммами или
милей сухопутных с милями морскими.
Поэтому, если иногда приходится
складывать скорости, измеренные в одной инерциальной системе, как в случае
встречных пучков частиц, то самое простое сложение дает правильный
результат, только следует помнить, что и полученная величина относится к
той же системе координат.
" Да, конечно, Пуанкаре мог и не
знать, что выдвинутые им в конце прошлого века положения о принципе
относительности (1895) и о постоянстве скорости света (1898) следует уже
называть постулатами Эйнштейна.
И хотя свою лекцию он назвал "Пространство и время",53 сам
переворот в науке он видит в появлении новой механики с массой,
возрастающей вместе со скоростью по закону, открытому Лоренцем.
Здесь он мог узнать о результатах опытов Бухерера (1909),
подтвердивших лоренцеву формулу зависимости массы от скорости, а также мог
убедиться в полной уверенности самих теоретиков в справедливости концепции
относительности.
Преобразования Лоренца трактовались
как соответствующие истинным свойствам масштабов и часов, а преобразования
Галилея — как приближенные преобразования и как явно неприменимые при
околосветовых скоростях движения.
Пуанкаре же ясно видел примитивность
такого толкования и даже ошибочность последнего утверждения о
неприменимости преобразований Галилея в случае околосветовых скоростей
относительного движения.
В своих лекциях Пуанкаре и
противопоставил этой пропаганде усиленное подчеркивание создания Лоренцем
новой механики околосветовых скоростей движения и решающее значение этой
механики для всего нового теоретического построения.
И
вот, при просмотре этой работы я неожиданно обнаружил отдельный раздел,
посвященный предсказанию возникновения направленного излучения при
прохождении точечного заряда через диэлектрик при скорости, превышающей
скорость распространения света в этой среде.
Кейзера из Шеффилдского университета, в
которой объявлялось также о предсказании Хевисайдом направленного
излучения при движении заряда со скоростью, превышающей скорость света в
оптически прозрачной среде.
Предложенное им количественное определение одновременности на основе
постоянства скорости света в каждой инерциальной системе вошло в
обоснование новой пространственно-временной метрики.
Но присутствующий в этой работе
важнейший аспект понимания условности одновременности, введенной Пуанкаре
на основе предположения о равенстве скоростей света в противоположных
направления, не был в полной мере воспринят ни Эйнштейном, ни Минковским,
и соответственно, полностью выпал из современной ортодоксальной трактовки
этой теории.
А эта условность одновременности пространственно разделенных
событий непосредственно означает, что для описания в различных
инерциальных системах кинематических соотношений для физических явлений
при околосветовых скоростях можно применить единую одновременность в
разных инерциальных системах отсчета и соответствующие этой
одновременности преобразования Галилея.
Она возобновилась позднее только по поводу новой
теории тяготения, а простейшие вопросы о модели Лоренца-Пуанкаре так и
остались в плену предвзятого представления о недопустимости использования
единой одновременности в двух инерциальных системах, движущихся
относительно друг друга со скоростью, соизмеримой со скоростью света.
Тогда мне
удалось лишь самому убедиться в том, насколько трудно было
преодолеть предвзятое убеждение в неправомерности использования группы
Галилея для описания кинематических соотношении при околосветовых
скоростях.
Тогда при рассмотрении
кинематических соотношений в двух системах координат мы убедимся, что,
если для исходной системы К(х,t) принято изотропное описание
скоростей физических процессов, то для другой системы К٭(х٭,t٭= t), движущейся относительно первой со
скоростью v,
(на основании
принципа относительности и принципа независимости скорости света от
движения источника) мы получим в тех же масштабах измерения анизотропное
описание скоростей всех физических процессов, воспроизведенных в этой
инерциальной системе [16].
Если скорость произвольно выбранного
процесса в исходной системе обозначить ui [в силу принятого в этой системе
изотропного описания ui=const(θ)], то в другой
инерциальной системе К٭(х٭,t) скорость аналогичного физического
процесса будет равна, согласно [16],
ui٭(0) =
ui(1 – v
2/c2)/(1+ ui v /c2)
и ui٭(π) = ui(1 –
v
2/c2)/(1 – ui v
/c2)–1 ,
(A)
соответственно, для направления
вдоль оси х٭, т.
Отсюда для процесса
распространения света в системе К٭(х٭,t) получаем для этих направлений
скорости uс٭(0) = с–v
и uс٭(π) = с+v, точно соответствующие
предсказаниям классической физики.
Но ожидаемый "эфирный ветер" в
системе К٭(х٭,t) оказался ненаблюдаем в силу
универсальности выявленной анизотропии скоростей физических процессов:
любой физический процесс при распространении вдоль оси
х٭ запаздывает по сравнению с процессом
распространения в противоположном направлении, точно так же как и световой
сигнал.
Если в реальном физическом мире
возможна передача взаимодействия только с конечной предельной скоростью,
то никакими опытами нельзя доказать равенства скоростей света в двух прямо
противоположных направлениях, а, следовательно, нельзя экспериментально
подтвердить выбранное нами изотропное описание скоростей процессов и
отделить ее от всеобщей анизотропии скоростей, подобной только что
рассмотренной нами в системе К٭(х٭,t).
Понятие скорости физического
процесса в заданном направлении может реализоваться в физическом мире как
количественная величина только на основе условного соглашения о
соотношении скоростей в прямом и обратном направлении.
Действительно, мы можем в этой
системе (которую условно считали движущейся относительно исходной системы)
принять изотропное описание К'(х',t'), но тогда в первой системе с
помощью преобразований Галилея мы получим анизотропию скоростей, обратную
прежней, т.
В ортодоксальной же трактовке
теории мы пользуемся в каждой инерциальной системе отсчета своими
собственными координатами, удобными, конечно, тем, что в соответствующей
системе отсчета они обеспечивают изотропное описание скоростей физических
процессов, воспроизведенных именно в данной системе отсчета.
62 Мы говорим здесь об изотропном описании в данной системе отсчета,
например, скоростей альфа-частиц от распада ядер полония, покоящихся
обязательно в той системе, или говорим о независимости скорости
распространения звука в некоторой среде, но взятой в состоянии покоя в той
же системе отсчета.
Мы только показали возможность в рамках этого описания,
основанного на преобразованиях Галилея, получить кинематические
соотношения для физических процессов в этой системе, удовлетворяющие
одновременно и принципу относительности, и принципу независимости скорости
света от движения источника.
63 А поскольку трое из авторов послесловия
являлись членами Академии наук СССР, то они тем самым наглядно
продемонстрировали достаточно широкую распространенность среди
физиков недопонимания возможности использования преобразований Галилея в
случае околосветовых скоростей движения.
Мы уже упоминали в конце раздела 2 настоящей статьи о бесславных
публикациях в солидных физических журналах ложно обоснованных антинаучных
предложений измерить скорость распространения света в одном направлении.
И только это позволило нам перейти от
анизотропного описания скоростей к изотропному, поскольку используемые
шкалы циферблатов в этом случае отличались расположением нулевого отсчета,
соответствующих разным определениям одновременности.
В первом случае для
установления единиц измерения, соответствующих К٭(х٭,t٭= t), достаточно при синхронизации часов
световым сигналом учитывать различие скорости его распространения вдоль
оси х٭ (uс٭(0) = с–v )
и в обратном
направлении uс٭(π) = с+v.
Во втором случае при рассмотрении
той же процедуры синхронизации часов световым сигналом мы приписываем
свету во всех направлениях скорость с, что и соответствует введению
так называемых собственных координат в данной системе отсчета.
Переходу от
одной системы арифметизации единиц измерения к другой и соответствует
смена используемых условных соглашений об анизотропном или изотропном
описании скоростей физических процессов в данной инерциальной системе
отсчета.
Заметим при этом, что синхронизация
часов световым сигналом рассматривалась как выделенная только в силу
принятого исходного постулата о независимости скорости света от движения
его источника, что непосредственно давало нам информацию о скоростях
распространения одного и того же светового сигнала сразу в двух движущихся
относительно друг друга инерциальных системах координат.
Причем эта
информация о скоростях светового сигнала в разных системах отсчета
получалась, конечно, непосредственно на основе преобразований Галилея.
Так, если в одной системе принималось изотропное описание скоростей, то в
другой системе тому же световому сигналу приписывалась скорость
с–v
вдоль оси
х٭ и с+v в противоположном направлении.
А затем
уже вводятся собственные координаты (x',t') в этой системе отсчета из условия
превращения известных скоростей распространения света
с–v
и с+v постоянную величину с.
Фактически же, исходя из этого условия, получают сразу соотношения,
связывающие полученные координаты (х', t') с собственными координатами
(x, t) исходной системы отсчета, минуя при
этом сами вспомогательные координаты (х٭,t٭= t), которые соответствуют использованным
в этом расчете скоростям с–v
и с+v.
Как мы уже показали, именно на этом этапе еще в
рамках прежних представлений о пространственно-временной метрике удается
получить кинематические условия соотношения скоростей (А)
выполнения принципа относительности при одновременном предположении о
существовании в природе процесса (имеется в виду процесс распространения
света в вакууме), скорость распространения которого не зависит от движения
его источника.
Но если эти кинематические соотношения скоростей
(А) вдоль оси относительного движения двух инерциальных
систем отсчета установлены, то для дальнейшего рассмотрения синхронизации
часов во второй системе отсчета, условно называемой движущейся, может быть
взят любой физический процесс, воспроизведенный в данной системе отсчета.
Так, для установления в движущейся системе масштабных шкал линеек и
циферблатов (х٭, t), соответствующих преобразованиям
Галилея, нужно рассмотреть синхронизацию часов любым процессом,
воспроизведенным в данной системе, и выбором шкал измерения обеспечить
получение скоростей вдоль оси х٭ и в противоположном направлении в
строгом соответствии с соотношениями (А).
Собственные же
координаты (х', t') в той же инерциальной системе
отсчета устанавливаются при рассмотрении той же самой процедуры
синхронизации часов, но при этом выбор масштабных шкал делается из условия
получения величины скорости процесса, равной ui для любых направлений.
В результате такого подхода
становится предельно ясно, что принцип относительности в механике
околосветовых скоростей выполняется на совершенно новой основе
кинематического подобия происходящих относительно различных систем отсчета
физических процессов.
На самом же деле эта теория открыла
совершенно иную форму относительности, которая скрыто существовала в
созданных Максвеллом уравнениях, развитых затем Лоренцем для
микроскопических явлений, и распространила этот новый принцип на механику
и на все остальные физические явления, провозгласив обязательность
лоренц-инвариантности всех уравнений, описывающих явления при больших
скоростях движения.
Так что выделенность группы Лоренца продиктована инвариантностью
относительно этой группы самих процессов, происходящих в физическом мире,
а не какими-то запретами на использование группы Галилея при высоких
скоростях движения.
При использовании преобразований
Галилея в области физики высоких скоростей мы просто обнаруживаем
теоретически и экспериментально факт неинвариантности процессов
относительно этой группы.
Но необходимая для так называемой специальной теории
относительности простейшая алгебра подобия кинематических отношений для
случая существования предельной скорости оказалась не проанализирована на
предыдущих этапах развития науки.
А ведь этот вопрос мог быть поставлен
еще в те далекие времена, когда Ремер экспериментально установил
конечность скорости распространения света в космическом
пространстве.
<
ип = с, где с есть конечная по величине предельная
скорость передачи действия, то с этим порядковым рядом возможно провести
несколько подобных преобразований, оставляющих неизменными отношения между
всеми членами ряда.
Такое простейшее преобразование
порядкового ряда скоростей рассматривал Пуанкаре, обсуждая неоднозначность
и условность самих величин этого ряда и подчеркивая важность установления
инвариантных отношений между его членами.
Здесь мы имеем сохранение кинематических отношений во всех
точках пространства, но при сравнении кинематик в точках с разными
r1
и r2 должно обнаружиться изменение числа
G(r) как относительное общее изменение
скоростей физических процессов.
Именно с такого рода подобным
преобразованием скоростей процессов физика встретилась в случае явления
гравитационного смещения всех частот излучения атомов в поле тяготения
отдельной звезды.
А более простой теории, получившей
название специальной теории относительности, соответствует подобие в
"движущейся" системе отсчета, которое на примере того же порядкового ряда
скоростей выражается множителем G(θ, ui), зависящем от угла
θ٭ направления распространения процесса
и от величины скорости этого процесса в случае изотропного описания, т.
от величины скорости ui аналогичного процесса в исходной
системе, где изначально было принято изотропное описание скоростей
процессов.
Фактически этот множитель G(θ, ui), характеризующий универсальную
анизотропию скоростей, был приведен в наших работах [57] и [16] как
выражающий сущность всеобщего принципа относительности.
Надо полагать,
отсутствие предварительной проработки вопроса о подобных преобразованиях в
мире скоростей способствовало тому, что при создании ортодоксальной
трактовки теории лежащее в ее основе кинематическое подобие было так
легко подменено тождественностью кинематики в различных инерциальных
системах отсчета.
Но эти
кинематические свойства, выражаемые в метрических соотношениях, порождены,
конечно, соответствующими общими свойствами динамики, учетом ослабления
взаимодействия материальных объектов при приближении их относительной
скорости движения к скорости света.
18
«Инфляционная»Вселенная
19
«Стадия
эмпирической невесомости теории»
20
Зависимость
скорости света в космосе от физических «полей»
21
Модель атома водорода
22
Основания
для открытия «темной» энергии и «темной» материи
23
Общий сценарий
силовых взаимодействий
24
Свойства«черных»дыр
25
Загадка «черных
дыр».
Станция была уже
изношенная, в кузове машины стоял 24-канальный регистрир с записью световыми
«зайчиками» на фотобумажной ленте, которая при включении рубильником с большой
скоростью протягивалась мимо «зайчиков».
Введение понятия основополагающей среды Вселенной, как
фундамента существования материи (массы), не только способствует упрощению в
методологии описания Природы, но и открывает необозримые просторы в новейших
технологиях добычи экологически чистой энергии и возможности перемещения в
пространстве без инерции с любой скоростью.
До сих пор
ищут теоретически
«открытые» магнитные
монополи;
5) природа ограничения скорости света в
среде и в веществе;
6) природа квантования орбит электронов в
атомах;
7) природа явления «волна–частица»;
8) природа строения «элементарных» частиц;
9) природа ядерных сил; 10) природа
электрического заряда и массы.
Такой, как, например, воздух, в котором звук распространяется с определенной
скоростью, не зависящей от скорости источника, и определяется только плотностью
и объемной упругостью воздуха.
Таким образом, молчаливо постулат Эйнштейна
утверждает наличие вместо пустоты физической среды, параметры которой и
определяют скорость света, равную, как известно, корню квадратному из
произведения обратных величин электрической и магнитной проницаемостей вакуума.
Однако движение частиц с большой скоростью относительно
среды приводит к тому, что эти силы заметно уменьшаются, и при скоростях,
близких к скорости света, они малы.
Ниже будет показано, что так называемый рост массы частиц
при увеличении скорости может быть объяснен ростом сдерживания заряженной
частицы со стороны
упругой структуры среды.
К та-ким фундаментальным явлениям, в первую очередь, относятся
распространение света и ограничение его скорости в веществе и в «пустоте» (в
вакууме, в физическом вакууме, в эфире и просто в пространстве).
При прохождении волны гамма-кванта
образуется деформация среды, которая является частью указанного расстояния,
зависит от циклической частоты волны щ=2v и времени t прохождения
расстояния между зарядами:
(3)
Подставим
напряженность из (2) и деформацию из (3) в (1):
(4)
Можно предположить,
что скорость света составит:
re/tv=c=.
Отсутствие реальной среды,
ограничивающей скорость распространения гравитации (кривизны пространства), потребовало
введения постулата об ограничении любых взаимодействий предельной скоростью
света.
Постулат о неизменности скорости света обосновал введение таких понятий,
как замедление времени и искривление пространства, которые сами по себе уже
есть отход от материальности мира в угоду геометрии.
Когда Пуанкаре, исходя из
теории Лоренца, в которой постоянство скорости света не было субстанциальным,
разработал очень общий и остроумный математический аппарат теории
относительности, это не дало такого толчка и физике и геометрии, как идея
Минковского, исходившего из субстанциального постоянства скорости света и
открытой Эйнштейном субстанциальной неразрывности пространства и времени».
2
Скорость света изменяется в космосе и зависит от состояния
среды около звезд и других космических объектов.
Напряжённость оказывается
постоянной для всех частот света (ЭМВ) и зависит от скорости света, величина
которой определяется гравитацией (отклонение лучей света Солнцем и
микролинзирование в космосе по принципу Гюйгенса, невидимость «чёрных» дыр).
Полный
поток магнитной индукции за поверхностью s
в форме вектора не равен нулю только в том случае,
когда существуют магнито-массовый континуум, ограничивающий своей инерцией
скорость света, и электрические заряды.
Процесс распространяется в среде со скоростью света, и за одну
секунду результат колебания электрона источника окажется на расстоянии 3•108 м в виде электромагнитной волны.
Иными словами, дискретное
устройство мира и наличие скорости света запрещает простое сложение деформации
одного диполя среды под действием электромагнитного поля любой
интенсивности.
10-15
Гамма-излучение
Ядерные процессы,
радиоактивный распад, космические процессы
В обычных кристаллах, с
уменьшением длины волны упругих волн до размеров константы решетки, должна
уменьшаться до нуля скорость их распространения.
Однако с ростом частоты сферический или плоский волновой
фронт не может образовываться в силу ограничения скорости передачи
электрической и магнитной напряженностей по поверхности фронта скоростью света.
Обратите внимание, что размерность
коэффициента упругости электрической структуры есть [кг·с-2]
и этой размерности соответствует размерность индуктивности, умноженной на
квадрат заряда, которая позволяет определить скорость распространения
деформации среды.
Связь между
проницаемостями среды, постоянной гравитации, зарядом электрона,
скоростью света и постоянной тонкой структуры уникальна по характеру соединения
гравитации, электромагнетизма, излучения.
В структуре среды
имеется «решётка» из безмассовых элементарных зарядов (+) и (–),
необходимых для распространения света, и элементарных потоков магнитной
индукции необходимых
для инерции, ограничивающей скорость света, и противодействия изменению
скорости вещественных масс.
В зависимости от
скорости потоки солнечного ветра делятся на два класса: медленные (примерно
300-400 км/с около орбиты Земли)
и быстрые (600–700 км/с около орбиты Земли).
Скорее всего, смерть предыдущего состояния
Вселенной, приведшей к образованию гигантской «чёрной» дыры, вращающейся на
предельной скорости, была нарушена увеличением этой скорости вращения под
влиянием «падения» на её поверхность остатков вещества прото–Вселенной и внезапного
разрыва «чёрной» дыры колоссальным центробежным ускорением.
Укажем на основные различия физических оснований
фридмановской космологии, построенной на базе ОТО, от физических оснований
космологии, построенной на базе теории супергравитации (точнее, их достижений),
ТВО и ряде других теорий:
а) фридмановская космология предполагает константу
максимальной скорости протекания физических процессов (скорость света в
вакууме).
Воспользуемся принципом Гюйгенса, который определил коэффициент
преломления света как отношение скоростей: (видимо, физики «забыли»
основы преломления света, заменив его искривлением пространства).
Столь же фундаментальной следует считать константу Планка, так как
она зависит от отношения проницаемостей или от соотношения электрической и
магнитной напряжённостей в ЭМВ и не зависит от скорости света:.
На самом
деле нет никакого эффекта Доплера и аномального ускорения, если положить, что
скорость радиоволн вдали от Солнечной системы увеличивается до нормального
значения в открытом космосе, а скорость V
остается неизменной.
Расчет влияния магнитного поля на
скорость света производится по формуле, аналогичной (16):
, где
(18)
B – Магнитная индукция магнитного
«поля».
3
Уравнение сил Ньютона и Кулона (10) даёт:
и её зависимость:
Так как ожидается,
что электрическая постоянная среды с уменьшением скорости света
уменьшается, то, следовательно, гравитация должна также уменьшаться.
Совершим попытку
связать гравитацию со скоростью света и определить уменьшение константы
гравитации с увеличением деформации среды при помощи формулы (15)
и выше приведенной зависимости:.
В настоящее время для теоретической оценки этого
явления используют уравнение Дирака,
релятивистскую зависимость массы электрона от скорости, наличие квантового
спина у электрона, влияния на магнитный момент электрона со стороны
электрического поля протона.
Особо нелепым выглядит обращение к
релятивистскому эффекту роста масс с увеличением скорости:
Дело в том,
что скорость электрона на первой орбите меньше скорости света в 137,036 раз, на
второй орбите в 274,072 меньше скорости света и так далее.
Были получены
ошеломляющие результаты, свидетельствующие о том, что линейная скорость
вращения сферической оболочки электрона намного сотен превышает скорость света.
7 показана предполагаемая без
учета темной материи зависимость скорости звезд с ростом расстояния от центра
масс галактики и приведена зависимость, определённая из астрофизических
наблюдений.
Чем сильнее гравитационное поле, тем быстрее вращаются вокруг галактики звезды
и облака газа, так что измерения скоростей вращения в зависимости от расстояния
до центра галактики позволяют восстановить распределение массы в ней.
Это
проиллюстрировано на диаграмме: по мере удаления от центра галактики скорости
обращения не уменьшаются, что говорит о том, что в галактике, в том числе
вдалеке от её светящейся части, имеется несветящаяся, темная материя.
Звезда массы M, коллапсируя в черную дыру, достигает сферы радиуса
rg (сферы Шварцшильда): rg = 2GM/c2,
(Формально к
этому соотношению можно прийти, полагая в известной формуле для второй
космической скорости vk2 = (2GM/R)1/2 предельное значение
этой скорости, равное скорости света)».
Не
исключается возможность обратного пересчёта силы 2·10-7 Ньютон,
исходя из магнитной проницаемости, связанной с «фундаментальным» значением
скорости света в вакууме.
Станция была уже изношенная, в кузове
машины стоял 24-канальный регистрир с записью световыми «зайчиками» на
фотобумажной ленте, которая при включении рубильником с большой скоростью
протягивалась мимо «зайчиков».
Введение основополагающей
среды Вселенной, как фундамент существования материи (массы), не
только способствует упрощению в описании Природы, но и открывает необозримые
просторы в новейших технологиях добычи экологически чистой энергии и
возможности перемещения в пространстве без инерции с любой скоростью.
Такой, как, например, воздух, в котором звук распространяется
с определенной скоростью, независимой от скорости источника и определяется
только плотностью и объемной упругостью воздуха.
Таким образом, молчаливо
постулат Эйнштейна утверждает наличие вместо пустоты физическую среду,
параметры которой и определяют скорость света, которая, как известно, равна
корню квадратному из произведения обратных величин электрической и магнитной
проницаемостей вакуума.
Однако,
при движении частиц с большой скоростью относительно среды
приводит к тому, что эти силы заметно уменьшаются и при скоростях, близких к
скорости света, они малы.
При больших скоростях движения частиц в среде,
впереди образуется сгущение потоков магнитной индукции, которое принимают за
рост массы частиц при росте их скорости.
Ниже будет показано, что так называемый
рост массы частиц при увеличении скорости может быть объяснено ростом
сдерживания заряженной частицы со стороны упругой структуры среды.
К таким фундаментальным явлениям относятся, прежде всего, распространение света
и ограничение его скорости в веществе и в «пустоте» (в вакууме, в физическом
вакууме, в эфире и просто в пространстве).
Отсутствие реальной среды, ограничивающей
скорость распространения гравитации (кривизны пространства), потребовало
введения постулата об ограничении любых взаимодействий предельной скоростью света.
Когда Пуанкаре, исходя из теории Лоренца,
в которой постоянство скорости света не было субстанциальным, разработал
очень общий и остроумный математический аппарат теории относительности, это не
дало такого толчка и физике и геометрии, как идея Минковского, исходившего из субстанциального
постоянства скорости света и открытой Эйнштейном субстанциальной
неразрывности пространства и времени.
Напряжённость оказывается постоянной для
всех частот света (ЭМВ) и зависит от скорости света, величина которой
определяется гравитацией (отклонение лучей света Солнцем и микролинзирование в
космосе по принципу Гюйгенса, невидимость «чёрных» дыр).
Полный поток магнитной индукции за
поверхностью s в форме вектора не равен нулю только в том случае, когда
существуют некий магнитный континуум, ограничивающий своей инерцией скорость
света, и электрические заряды.
Процесс распространяется в среде
со скоростью света и за одну секунду результат колебания электрона источника
окажется на расстояние 3×108 м в
виде электромагнитной волны.
Иными словами, дискретное устройство мира
и наличие скорости света запрещает простое сложение деформации одного диполя среды
под действием электромагнитного поля любой интенсивности.
Однако с ростом частоты сферический или плоский волновой
фронт не может образовываться в силу ограничения скорости передачи
электрической и магнитной напряженностей по поверхности фронта скоростью света.
Обратите внимание, что размерность коэффициента
упругости электрической структуры есть [кг·с-2] и этой размерности соответствует
размерность индуктивности, умноженной на квадрат заряда, которая позволяет
определить скорость распространения деформации среды.
Связь между проницаемостями среды,
постоянной гравитации, зарядом электрона, скоростью света и постоянной тонкой
структуры уникальна по характеру соединения гравитации, электромагнетизма,
излучения.
В структуре среды имеется «решётка» из безмассовых элементарных
зарядов (+) и (–), необходимых для распространения света, и элементарных
потоков магнитной индукции Вебер, необходимых для инерции, ограничивающей
скорость света и противодействия изменению скорости вещественных масс.
В зависимости от скорости потоки солнечного ветра
делятся на два класса: медленные (примерно 300-400 км/с около орбиты Земли) и быстрые (600–700
км/с около орбиты Земли).
Скорее всего, смерть предыдущего состояния
Вселенной, приведшей к образованию гигантской «чёрной» дыры, вращающейся на
предельной скорости, была нарушена увеличением этой скорости вращения под
влиянием «падения» на её поверхность остатков вещества прото–Вселенной и
внезапного разрыва «чёрной» дыры колоссальным центробежным ускорением.
Укажем на основные различия физических оснований фридмановской
космологии, построенной на базе ОТО, от физических оснований космологии,
построенной на базе теории супергравитации (точнее, их достижений), ТВО и ряде
других теорий:
а) фридмановская космология предполагает константу максимальной
скорости протекания физических процессов (скорость света в вакууме).
Воспользуемся принципом Гюйгенса, который определил
коэффициент преломления света как отношение скоростей: (видимо, физики «забыли»
основы преломления света, заменив его искривлением пространства).
Столь же фундаментальной следует считать константу
Планка, так как она зависит от отношения проницаемостей или от соотношения
электрической и магнитной напряжённостей в ЭМВ и не зависит от скорости света:.
На самом деле нет никакого эффекта Доплера и аномального
ускорения, если положить, что скорость радиоволн вдали от Солнечной системы
увеличивается до нормального значения в открытом космосе, а скорость V остается неизменной.
Расчет влияния магнитного поля
на скорость света производится по формуле, аналогичной (16):
,
где
(18)
B – Магнитная индукция магнитного «поля».
Уравнение сил Ньютона и Кулона (10) даёт:
и её зависимость:
Так как ожидается, что электрическая
постоянная среды с уменьшением скорости света уменьшается, то,
следовательно, гравитация должна также уменьшаться.
Совершим попытку связать гравитацию со
скоростью света и определить уменьшение константы гравитации с увеличением
деформации среды при помощи формулы (15) и выше приведенной
зависимости:.
В настоящее время для
теоретической оценки этого явления используют уравнение Дирака, релятивистскую
зависимость массы электрона от скорости, наличие квантового спина у электрона,
влияния на магнитный момент электрона со стороны электрического поля протона.
Особо нелепым выглядит обращение к релятивистскому эффекту роста
масс с увеличением скорости:
Дело в том, что скорость электрона на
первой орбите меньше скорости света в 137,036 раз, на второй орбите в 274,072
меньше скорости света и так далее.
Были получены
ошеломляющие результаты, свидетельствующие о том, что линейная скорость
вращения сферической оболочки электрона намного сотен превышает скорость света.
5 показана предполагаемая без учета темной материи
зависимость скорости звезд с ростом расстояния от центра масс галактики и
приведена зависимость, определённая из астрофизических наблюдений.
Чем сильнее гравитационное поле, тем быстрее вращаются вокруг
галактики звезды и облака газа, так что измерения скоростей вращения в
зависимости от расстояния до центра галактики позволяют восстановить
распределение массы в ней.
Это проиллюстрировано на диаграмме: по мере удаления
от центра галактики скорости обращения не уменьшаются, что говорит о том, что в
галактике, в том числе вдалеке от её светящейся части, имеется несветящаяся,
темная материя.
Не исключается возможность обратного пересчёта силы 2·10-7 Ньютон,
исходя из магнитной проницаемости, связанной с «фундаментальным» значением
скорости света в вакууме.
Наиболее быстрые ПД распространяются по
волокнам большого диаметра со скоростью около 120 метров в секунду (430
км/час), что и определяет возможность быстрой передачи информации на большие по
сравнению с размером тела клетки расстояния.
Проводимость каналов
Кинетическое
поведение канала, то есть время его нахождения в закрытом и открытом
состояниях, может предоставить информацию о механизмах открытия и закрытия
канала, а также о константах скоростей этих процессов.
В
результате снижается внутриклеточная концентрация кальция, и движущая сила для
этого иона возрастает до тех пор, пока скорость пассивного втока вновь не
сравняется со скоростью выброса кальция.
Возникший таком образом электрический потенциал снижает скорость перемещения
ионов калия, а при достижении определенного уровня приводит к полному его
прекращению.
сона
кальмара длиной 1 см и диаметром 1 мм имеет площадь поверхности около 0,31 см2,
поэтому при скорости входа натрия 3,5 · 10–12 приведет к накоплению
приблизительно 10–12 M натрия.
При этом ток быстро перескакивает от одного перехвата Ранвье (короткого участка
мембраны, лишенного миелина) до другого, и скорость проведения при этом
возрастает.
Величину
тока, протекающего внутрь конденсатора или из него, можно подсчитать на основе
соотношения заряда и напряжения, учитывая, что ток (i, в амперах)
есть скорость изменения заряда во времени, т.
2С), то весь ток пойдет сначала на зарядку
конденсатора со скоростью i/С; однако, как
только на конденсаторе накопится какой-то заряд, ток потечет и через резистор.
Поскольку скорость нарастания потенциала зависит от
расстояния между отводящим электродом и местом инъекции тока, постоянную
времени спада уже нельзя рассчитать на основе простого измерения времени 63
%-ного роста потенциала, за исключением единственной точки вдоль волокна, в
которой это расстояние равно постоянной длины.
К примеру, если длительность потенциала
действия равна 2 мс, а скорость его проведения 10 м/с (10 мм/мс), то потенциал
распространится на участке мембраны с 2 см.
Скорость
проведения
Скорость
проведения потенциала действия зависит от того, насколько быстро и насколько
далеко впереди от активного участка происходит, благодаря распространению
положительного заряда, деполяризация мембраны до порогового уровня.
Более детальное теоретическое рассмотрение показывает, что
в немиелинизированных волокнах, таких как аксон кальмара, скорость проведения
должна быть прямо пропорциональна корню квадратному диаметра волокна4).
Скорость
проведения в миелинизированных волокнах
Диапазон возможных
значений скорости проведения в миелинизированных волокнах широк: от нескольких
метров в секунду до 100 м/с.
Бойд и коллеги показали, что у млекопитающих скорость проведения (в м/с) для
толстых миелинизированных волокон приблизительно равняется их внешнему диаметру
(в м), помноженному на 6.
Передача информации в нервной системе
Интересным
с точки зрения теории представляется такой параметр, как оптимальная толщина
миелиновой оболочки, обеспечивающая максимальную скорость проведения при данном
внешнем диаметре волокна.
Благодаря этим двум противоборствующим факторам небольшие
вариации межперехватного расстояния вокруг оптимального значения почти не
влияют на скорость проведения.
Сразу после повреждения ЦНС микроглиальные
клетки мигрируют к месту повреждения со скоростью около 300 мкм/час,
аккумулируются на этом месте и фагоцитируют поврежденную ткань.
(В) Через три часа после повреждения Микроглиальные клетки
собираются на месте сдавления и начинают производить ламинин (С) Скорость и
расстояние, пройденное микроглиальными клетками по направлению к месту
повреждения.
Химическая
передача в вегетативной нервной системе
Одной из
причин того, почему идея химической синаптической передачи казалась
маловероятной, была скорость передачи сигналов между нервными клетками и между
нервом и мышцей.
Скорость
является существенным фактором в быстрых рефлексах избегания, в которых
экономия миллисекунды может стать принципиальной для выживания при нападении
хищника.
Фетт и Кати показали, что по достижении пика
амплитуда ПКП спадает со скоростью, соответствующей постоянной времени мембраны
мышечного волокна, и что уменьшение амплитуды ПКП с удалением от концевой
пластинки объясняется кабельными свойствами мышечного
Глава 9.
Каналы закрываются со скоростью
х [A2R*]; то есть
многие каналы закрываются очень быстро, и все меньше и меньше каналов
закрывается через большее время (рис.
По скорости диффузии кальция и его связыванию с EGTA
можно
рассчитать, что место связывания кальция, связанное с процессом высвобождения,
должно находиться в пределах 100 нм от места входа кальция.
Увеличение длительности ПТП может происходить из-за того, что увеличенная
концентрация внутриклеточного натрия уменьшает скорость выведения накопленного
кальция Na—Са обменом.
(Впоследствии было показано, что
скорость синтеза ацетилхолина в покое, измеренная по скорости включения
радиоактивно меченого холина в ацетилхолин, настолько высока, что количество,
равное полному запасу ацетилхолина, распадается и ресинтезируется в аксонной
терминали каждые 20 мин20).
В
холинергических нервных окончаниях центральной нервной системы доступность
холина, доступность субстрата ацетил СоА (производится в митохондриях) и
активность холинацетилтрансферазы, как было показано, регулируют скорость
синтеза ацетилхолина 21· 22).
Синтез
дофамина и норадреналина
Другой
механизм, контролирующий синтез веществ в клетке, — это механизм отрицательной
обратной связи, согласно которому скорость биосинтеза тормозится при увеличении
конечного продукта реакции.
В
экстрактах надпочечника активность тирозингидроксилазы на два порядка ниже, чем
декарбоксилазы ароматических L-аминокислот и дофамин-гидроксилазы,
что дает основания предполагать, что гидроксилирование тирозина является
этапом, лимитирующим скорость всего процесса.
Таким образом, по мере накопления дофамина, норадреналина или
адреналина дальнейший их синтез будет тормозиться до тех пор, пока не будет
достигнуто состояние равновесия, при котором скорость синтеза станет равной
скорости распада и высвобождения (рис.
Эти авторы измерили скорость
синтеза норадреналина в терминалях, инкубируя препараты с радиоактивно меченым
предшественником и наблюдая за накоплением радиоактивного норадреналина.
Они
обнаружили, что скорость синтеза норадреналина была более чем в три раза выше,
если в качестве предшественника для первой ферментативной реакции каскада
использовали ДОФА вместо тирозина.
Для того
чтобы доказать, что лимитирующий скорость этап контролируется по принципу
отрицательной обратной связи, Вейнер с коллегами изменяли концентрацию
норадреналина в цитоплазме двумя способами.
Такая транс-синаптическая регуляция представляет собой
механизм, через который способности нейронов к синтезу медиаторов могут быть
сопряжены со скоростью высвобождения медиаторов43).
Такая организация имеет
два последствия: во-первых, скорость синтеза пептидов регулируется в телах
клеток, после чего пептиды должны быть перенесены в терминаль аксонным
транспортом (о котором уже кратко говорилось).
Эти эксперименты
свидетельствуют, что в нормальных условиях существует постоянное объемное
перемещение аксоплазмы вдоль аксона со скоростью 1-2 мм в день, которое
получило название «аксоплазматического тока».
Скорость
и направленность аксонного транспорта
Характерные
различия в скорости передвижения широкого спектра транспортируемых по аксону
компонентов были показаны при измерении времени накопления веществ выше места
пережатия аксона и в аксонных терминалях.
Структурные белки, такие как тубулин
и белки нейрофиламентов, перемещаются с самой медленной скоростью, 1—2 мм в
день; клеточные органеллы, такие как митохондрии и пузырьки (включая
синаптические пузырьки, содержащие медиаторы) движутся значительно быстрее (до
400 мм в день)66).
С помощью световой
микросколии было установлено, что до фиксации эта органелла двигалась вдоль
волоконного пути со скоростью, соответствующей скорости быстрого аксонного
транспорта.
Было показано, что
один кинезиновый мотор перемещает органеллу вдоль микротрубочки со скоростью,
эквивалентной скорости быстрого аксонного транспорта78); гидролиз
одной молекулы АТФ обеспечивает энергией «шаг» длиной приблизительно 8 нм, что
соответствует расстоянию от одного димера -тубулина
до следующего вдоль протофиламента микрогрубочки79· 80).
Различия в скорости транспорта разных компонентов обусловлены долей времени, в
течение которого они остаются «в колее», и тем сопротивлением, которое они
встречают по мере прохождения через плотное переплетение элементов цитоскелета
в аксоне.
Однако, если принять во внимание
размеры синаптической щели и скорость диффузии, связывания и гидролиза АХ, то
возникает простая схема, получившая название насыщенного диска (saturated
disk)116).
Связывание АХ с рецепторами и ацетилхолинэстеразой происходит
быстро, сравнимо по скорости с процессом расщепления АХ ацетилхолинэстеразой
(АХЭ осуществляет ферментативный гидролиз одной молекулы АХ за 0,1 мс).
∙
Медленный аксонный транспорт переносит растворимые белки и компоненты ци-
тоскелета
из тела клетки в аксонное окончание со скоростью 1-2 мм в день.
∙
Быстрый аксонный транспорт переносит пузырьки и другие органеллы со скоростью
до 400 мм в день либо по направлению к окончанию (антероградный транспорт),
либо по направлению к соме клетки (ретроградный
транспорт).
Хотя такая схема
может показаться достаточно идеализированной, однако требование прямой
физической связи между механикой пучка и открыванием канала диктуется огромной
скоростью, с которой в волосковых клетках происходит трансдукция, имеющая
постоянную времени открывания около 40 мкс52· 53).
А--волокна
имеют от 1 до 4 мкм в диаметре и проводят возбуждение со скоростью от 6 до 25
м/с, а немиелинизированные С-аксоны от 0,1 до 1 мкм в диаметре — со скоростью
от 0,5 до 2 м/с (глава 7).
16В
показывает, что когда микроэлектрод использовали для пропускания в клетку
прямоугольного толчка тока, возникала осцилляция потенциала, частота и скорость
затухания которой были идентичны той, что была вызвана звуковым входом.
Скорость звука в воздухе составляет 340 м/с,
так что максимальная временная разница, создаваемая человеческой головой (около
18 см в диаметре), составляет 0,5 мс для звука, приходящего вдоль оси между
обоими ушами, и значительно меньшие задержки для звуков, приходящих спереди.
Нейроны в этой области
чувствительны к скорости и направлению движения стимула38· 39),
а также объединены в группы в виде колонок со сходными предпочтительными
направлениями движения40)--41).
Другие мышцы грудной клетки
и живота также в разной степени принимают участие в акте вдоха и выдоха, в
зависимости от положения тела, скорости и глубины дыхания59).
Действительно, скорость появления новых
рецепторов заметно повышается после денервации, и вещества, блокирующие синтез
белка (такие как актиномицин или пуромииин), предупреждают этот эффект.
Эксперименты с обратным
зашиванием, выполненные на обезьянах, дают основания полагать, что различные
слои в стриарной коре могут развиваться с разной скоростью; критический период
может уже закончиться для одного слоя, в то время как соседний еще способен к
изменениям в структуре и функции (см.
Мяч будет двигаться со скоростью 100 км/ч,
но она может броситься к нужному месту, вытянуть руку так, чтобы мяч попал
точно в центр ракетки, и с необходимой силой послать его прямо к задней линии
корта противника (используя известную слабость оппонента в ударах слева).
Клеточные
и молекулярные исследования нейрональных функций
Вначале
стоит отметить, что за последние несколько лет новая информация о каналах,
рецепторах, трансмиттерах, транспортерах, вторичных посредниках и
долговременных изменениях в синапсах стала поступать с такой скоростью, что
открытые вопросы, поставленные сегодня, возможно, уже найдут свои решения ко
времени выхода этой книги.
Степень
прогресса
Хотя книги
о мозге и сознании появляются с невообразимой скоростью, было бы, несомненно,
плохой услугой для нейронауки делать вид, что ответы на чрезвычайно сложные
вопросы этой области человеческого знания находятся совсем рядом.
Термины
и единицы измерения при описании электрического тока
Единица
измерения, используемая для выражения скорости потока жидкости, в определенной
степени дело вкуса; можно измерять поток воды через трубу, например, в
кубических футах в минуту, хотя в некоторых случаях миллиметры в час подходят
больше.
При этом никак не оценивается, что теория изначально была сформулирована на основе принципа постоянства скорости света, что напрямую вело к признанию её предельности.
Введение Еще несколько десятилетий назад было «принято считать, хотя и не всеми, что специальная теория относительности исключает возможность передачи энергии от точки к точке в пространстве-времени со скоростями, большими с, где с — скорость света в вакууме» [16, с.
При этом упускается из виду, что теория изначально была сформулирована на основе принципа постоянства скорости света, что напрямую вело к признанию её предельности.
Приведённое высказывание о парадоксах заметно осторожное – утверждения о возможности движения со сверхсветовой скоростью основываются на результатах экспериментов, но делать на их основе выводы о нарушении причинности не следует.
Редкие, едва слышимые возражения гласят, что инвариантность скорости света автоматически требует предельности этой скорости, что никакая другая скорость не может её превышать.
В заключение ещё одно мнение о совместимости теории относительности со сверхсветовым движением:«В теории относительности доказывается общая теорема о том, что ни один сигнал не может распространяться со скоростью, большей скорости света.
Считается, что в рамках специальной теории относительности сверхсветовое явление не противоречит принципу причинности, если с его помощью невозможно передать взаимодействие со сверхсветовой скоростью.
Другими словами, принцип причинности запрещает передачу со сверхсветовой скоростью лишь информации:«И совершенно неправильным является утверждение, что теория относительности, так сказать, сама по себе, без привлечения других законов природы якобы запрещает сверхсветовые сигналы и переносящие энергию возмущения, распространяющиеся со скоростью, большей скорости света [15, с.
Найдём скорость такой ИСО, в которой скорость тахиона будет равна бесконечности: Здесь:u – скорость исходной ИСО;V – скорость тахиона в системе покоя этой ИСО;v – скорость искомой ИСО, в которой V становится бесконечно большой.
Легко заметить из уравнения, что парадокс возникает в случае разнонаправленного движения двух систем, то есть искомая ИСО движется со скоростью v в отрицательном направлении, поэтому: Скорость тахиона окажется равной бесконечности, если скорость v этой системы отсчета будет равна: Действительно, в этом случае скорость тахиона будет При этом скорость тахиона u в исходной системе отсчета может быть любой, лишь бы больше скорости света, пусть даже на незначительную величину.
С точки зрения некоторой средней системы отсчета С (то есть, движущейся с равными скоростями от А и В) скорость тахиона от системы А к системе В равна бесконечности.
Во-первых, наблюдатель В должен телепатически угадать, что будет содержать сигнал от А, который придёт к нему через 50 миллионов лет; во-вторых, скорость обратного тахиона, судя по диаграммам, вообще-то, не мгновенная.
Трансцендентный тахион Итак, рассмотрев предложенные диаграммы, мы обнаружили на них трансцендентный тахион, то есть тахион с бесконечно большой скоростью движения.
Ни одна система отсчета не движется быстрее скорости света, поэтому следовало бы ожидать, что тахион заведомо быстрее любой из них и во всех них должен двигаться с этой же бесконечно большой скоростью.
Отбросив малые величины, мы обнаруживаем интересную закономерность: скорость тахиона определяется исключительно скоростью подвижной ИСО, в которой он эмитируется.
Почему громадная скорость тахиона практически ликвидируется всего лишь незначительным обстоятельством - тахион испускается «медленной» (по сравнению с ним) ИСО.
Но это явный абсурд: если мимо нас движется со сверхсветовой скоростью тахионная ИСО, то свет в ней просто напросто пролетит мимо нас с той же тахионной скоростью.
Если же какая-либо четвертая подвижная ИСО находится между источником и приемником и движется со скоростью v'''=0,866c, то к ней тахион должен двигаться, как показано, с существенно меньшей скоростью.
В момент, когда подвижная ИСО находится примерно посредине между источником и получателем, тахиону нужно преодолеть это расстояние со скоростью 1,2с, а до конечной точки он будет двигаться со скоростью 10100с.
Уравнения специальной относительности для сложения скоростей и диаграммы Минковского неприменимы для определения скоростей тахиона, они дают несопоставимые значения его скоростей.
Если вычислить эти скорости с помощью релятивистских формул сложения скоростей (тахиона и его системы отсчета), мы также не получим «быстрые» скорости.
Отсюда неизбежный вывод: скорость тахионного сигнала в этом эксперименте в точности равна заявленной – 10100с, а противоречивые расчеты специальной относительности должны быть отброшены как ошибочные (диаграммы и формулы).
Такая скорость, как и выше, взята для простоты расчетов, поскольку при такой скорости движения часы в удаляющейся ИСО замедляются ровно в два раза по отношению к неподвижным часам.
Косвенное доказательство с мюонами вряд ли можно считать доказательством того, что в ракете, движущейся с около-световой скоростью, все биологические процессы будут такими же, как и на Земле.
Например, скорость тахиона в соответствии с этими преобразованиями становится зависимой от скорости ИСО, из которой за ним наблюдают, приводя во всех случаях к неизбежному «путешествию в прошлое».
Особенностью любой заданной наперёд скорости тахиона в этом случае является то, что всегда существует ИСО, в которой эта скорость становится неограниченность сверху, то есть бесконечно большой или мгновенной.
Найдём скорость такой ИСО, в которой скорость тахиона будет равна бесконечности:Здесь:u – скорость исходной ИСО;V – скорость тахиона в системе покоя этой ИСО;v – скорость искомой ИСО, в которой V становится бесконечно большой.
Легко заметить из уравнения, что парадокс возникает в случае разнонаправленного движения двух систем, то есть искомая ИСО движется со скоростью v в отрицательном направлении, поэтому:Скорость тахиона окажется равной бесконечности, если скорость v этой системы отсчета будет равна:При этом скорость тахиона u в исходной системе отсчета может быть любой, лишь бы больше скорости света, пусть даже на незначительную величину.
1 Динамические диаграммы Минковского, на которых видно, что при изменении скорости ИСО с движущимся в ней тахионом в лабораторной системе отсчета, скорость тахиона может быть равна бесконечности.
Когда тахион достигает каждого из этих регистраторов, он либо зажигает на нём лампу, либо включает всю свою бортовую иллюминацию, либо подаёт какой-то другой сигнал со скоростью света.
На этой диаграмме, как и на предыдущей мираж тахиона, движущийся вслед за ним, также движется над мировой линией света, то есть его скорость и в этом случае меньше скорости света.
Для того чтобы окончательно убедиться в обнаруженной закономерности, рассмотрим ещё одну диаграмму, на которой скорость тахиона превышает скорость света в 100 раз:Рис.
Для вычисления скоростей антитахиона – «возвращающегося» миража и «догоняющего» миража были использованы уравнения:где:vвозвр – скорость «возвращающегося» миража;vдог – скорость «догоняющего» миража;vtach – скорость тахиона.
Итак, на вопрос, вынесенный в заголовок статьи можно ответить: скорость тахиона определяется только скоростью системы отсчета и может иметь величину от минимально превышающей скорость света до бесконечности.
Скорость субъективного времениПоследняя из новостей:
О том насколько понимание буквально всего в мире зависит от понимания механизмов психики и что нужно бы сделать: Познай самого себя.
К таким явлениям относятся:
а) "замедление" времени,
б) "сжатие" масштаба вдоль
вектора скорости относительного движения двух инерциальных систем отсчета.
Переход наблюдателя из одной системы
отсчета в другую не влияет ни на материальные объекты, ни на скорость течения
процессов в какой бы инерциальной системе отсчета наблюдатель ни находился.
Введем угол θ, образованный двумя
векторами: вектором скорости v, направленным вдоль оси x, и вектором
направления световых лучей от движущегося объекта к наблюдателю.
6)
В отличие от наблюдаемой
скорости, в определение которой входит характеристика явления, истинную скорость
(как инвариантную величину) мы должны определить как отношение двух инвариантных
проявлений сущности.
Истинная скорость V системе К
определяется отношением двух "сущностей": реального
пути, пройденного частицей в системе отсчета наблюдателя, к интервалу
времени, единому для всех ИСО, за который этот путь пройден.
11)
Расстояние, проходимое μ-мезоном,
равно произведению истинной скорости V на действительное "время
жизни" μ-мезонов Δτ.
Сущность преобразования
Лоренца в том, что оно отображает действительные размеры материальных тел
и скорость течения процессов во времени из одной инерциальной системы
отсчета в другую в форме явлений.
Таким образом, диалектическая модель
превосходно согласуется как с классическими, так и с релятивистскими теориями,
а конечная скорость распространения взаимодействий не является необходимой
для диалектической модели причинности и для причинности вообще.
Именно по этой причине
апологеты не могут дать как строгое определение этого понятия,
так и определить методику измерения скорости распространения
взаимодействия в пространстве.
Что касается постулата
о существовании "предельной скорости распространения взаимодействий",
это бессодержательное понятие внесло немало трудностей в физику.
1)
где: L
- функция Лагранжа для частицы, на которую действует внешнее поле; с - скорость
света; xi- 4-координата частицы (ict, x, y, z); ui
- 4-вектор скорости частицы.
Мы не
будем рассматривать релятивистский случай, поскольку, как было установлено в
Части 1, Специальная теория относительности не может рассматриваться как
научная теория, а скорость зарядов не ограничивается скоростью света в
вакууме.
(точка 1)
(точка
2)
Величина плотности
массы (энергии) электромагнитного поля и величина скорости в этих точках
одинаковы.
Здесь
следует заметить, что из-за ошибочности Специальной теории относительности и
ограниченности преобразования Лоренца мы не имеем ограничений скорости движения
заряда.
в) В противовес
вектору Умова, который описывает конвективный перенос энергии зарядом,
движущимся со скоростью v, плотность потока кинетической энергии
существует только при ускоренном движении заряда (при изменении тока).
В рамках нашего анализа мы принимаем
следующие условия:
а) скорости зарядов в QS
невелики (v < < c);
б) QS - замкнутая система;
в) тепловые потери и излучение отсутствуют.
2)
где: r1
- плотность (концентрация) положительного заряда, r2
- плотность (концентрация) отрицательного заряда, v1 -
скорость положительных зарядов, v2 - скорость отрицательных зарядов
проводника.
Мы обращаем внимание на то, что средняя скорость
электронов проводимости в проводнике очень мала, и можно условно считать, что базовая
система отсчета проводника совпадает с системой отсчета, связанной с
проводником.
Очевидно,
что электрическое поле E
заряда q1, который
движется со скоростью v в
системе отсчета неподвижного наблюдателя, есть:
(3.
В
классической механике малых скоростей (v<<c) функция Лагранжа для заряда в электромагнитном
поле равна:
(5.
1)
где:
v12=
v1 - v2 - относительная
скорость положительных зарядов в проводнике;
- скорость базовой системы отсчета относительно наблюдателя;
- скорость заряда в базовой системе
отсчета;
f1 и f2 - потенциалы положительных и отрицательных зарядов
проводника в точке, где находится внешний заряд.
2)
где: q1 - суммарный
положительный заряд вращающегося кольца с током; R есть расстояние между
отрезком dl точкой D; v0 -скорость базовой системы отсчета
элемента с током dl (v0,v12<<c);
(9.
Чтобы
дать объяснение магнитным явлениям в рамках механики Ньютона, мы ввели единственную
в нашем докладе гипотезу о зависимости потенциала заряженной частицы от ее
скорости.
Проверив выводы Гука, Ньютон убедился, что тело, брошенное с достаточной
скоростью, находясь в то же время под влиянием силы
ОСНОВЫ МИРОЗДАНИЯ
23
земного тяготения, действительно может описать эллиптический путь.
Особенно неприемлемым он считал постоянство скорости
световых частиц независимо от того, испущены ли они таким крошечным источником,
как тлеющий уголек, или таким громадным источником, как Солнце.
"Представьте себе ряд одинаковых волн, бегущих по поверхности озера с
определенной постоянной скоростью и попадающих в узкий канал, ведущий к выходу
из озера.
Представьте себе далее, что по какой-либо иной аналогичной причине
возбуждена другая серия волн той же величины, приходящих к тому же каналу с той
же скоростью одновременно с первой системой волн.
Юнг вывел эмпирические законы, найденные Ньютоном, и, считая
неизменной частоту света заданного цвета, объяснил уплотнение колец в опыте
Ньютона при замене воздушной прослойки между линзами водой уменьшением скорости
света в более преломляющей среде.
источников
48
света, скорости его распространения, его прерывания и затухания, его расщепления
на различные цвета, влияния на него различной плотности атмосферы,
метеорологических явлений, относящихся к свету, особенных свойств некоторых
веществ по отношению к свету".
\
68
Так родился спектральный анализ, с помощью которого теперь можно узнавать
химический состав далеких галактик, измерять температуру и скорость вращения
звезд и многое другое.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ТЕОРИЯ СВЕТА
"В свое время Ньютон был убежден в том, что свет состоит из мельчайших частичек,
скорость перемещения которых практически бесконечна, - говорит Т.
Бреггу: "Электромагнитная теория света,
предложенная им (Фарадеем) в "Мыслях о лучевых вибрациях" (май, 1846) или
"Экспериментальных исследованиях", - это по существу то же, что я начал
развивать в этой статье ("Динамическая теория поля" (май, 1865), за исключением
того, что в 1846 году не было данных для вычисления скорости распространения".
Исследования, произведенные Максвеллом, привели его к выводу, что в природе
должны существовать электромагнитные волны, скорость распространения которых в
безвоздушном пространстве равна скорости света - 300 000 километров в секунду.
В 1888 году Вальтер Фридрих Нернст (1864-1941), профессор физической химии в
Геттингене и Берлине, лауреат Нобелевской премии по химии 1920 года за открытие
третьего закона термодинамики, сравнив скорость диффузии ионов со скоростью
движения ионов при электролизе, показал, что эти числа совпадают.
В 1888 году он предложил способ определения основности кислот по величине
электропроводности их растворов и показал, что скорость химической реакции в
растворах зависит только от диссоциированной части растворенного вещества (от
концентрации ионов).
В 1874 году ирландский физик Стоней на заседании Британской ассоциации обратил
внимание на существование в природе трех "естественных единиц": скорости света,
постоянной тяготения и заряда "электрического атома".
Далее он обнаружил, что отношение удельного заряда к единице массы есть величина
постоянная, не зависящая ни от скорости частиц, ни от материала катода, ни от
природы газа, в котором происходит разряд.
Его новая теория включала в себя, помимо
постоянной Планка, и другие фундаментальные величины, такие, как скорость света
и число, известное под названием постоянной Больцмана.
162
основы мироздания
163
Еще во время учебы в школе в Аарау Эйнштейн частенько проводил мысленный
эксперимент: что мог бы видеть человек, движущийся за световой волной со
скоростью света.
А
согласно теории Эйнштейна, скорость света, представляющая собой максимальную
скорость передачи сигналов, все же конечна и притом имеет одну и ту же величину
для всех наблюдателей триста тысяч километров в секунду.
Относительность расстояний заключается в том, что расстояние не является
абсолютной величиной, а зависит от скорости движения тела относительно данной
системы отсчета.
Теория относительности утверждает эквивалентность массы и энергии в соответствии
с теперь уже знаменитой формулой, которую словами можно выразить так: "Энергия
равна массе, умноженной на квадрат скорости света".
Ток в сверхпроводящих системах - идеальное запоминающее
устройство, способное хранить колоссальное количество данных и выдавать их с
фантастической скоростью.
- С помощью выведенного мною
условия устойчивости орбиты электрона в атоме можно рассчитать скорость движения
электрона по орбите, ее радиус и полную энергию электрона на любой орбите.
Борн был уверен, что
атомный микромир настолько отличается от макромира, описанного классической
физикой, что ученым нечего и думать пользоваться при изучении строения атома
привычными понятиями о движении и времени, скорости, пространстве и определенном
положении частиц.
Если известны числа X своеобразной записи "атомной игры", то об атоме известно
все необходимое, чтобы предсказать его наблюдаемые свойства: спектр атома,
интенсивность его спектральных линий, число и скорость электронов, выбитых из
атома ультрафиолетовыми лучами, а также многое другое.
Она заключается в
том, что подобно тому, как в теории относительности оказываются эквивалентными
закономерности, имеющие различную форму в разных системах отсчета вследствие
конечности скорости света, так в принципе дополнительности закономерности,
изучаемые с помощью различных измерительных приборов и кажущиеся взаимно
противоречащими вследствие конечности кванта действия, оказываются логически
совместимыми.
Скорость
рождения таких частиц в результате некоторых столкновений свидетельствовала о
том, что их поведение определяется сильным взаимодействием, для которого
характерно быстродействие.
Для
нахождения мгновенной скорости, скорости в данный момент, необходимо найти
отношение приращения пути (по современной терминологии) к приращению времени, а
затем - предел этого отношения, т.
Точно так же, как в теории относительности важен не
сам факт конечности скорости взаимодействия, а сочетание этого факта с понятием
одновременности событий, протекающих в различных точках пространства.
е другая "средняя планета",
обращается с угловой скоростью по деференту вокруг Земли Из-за сложения обоих
движений планета в пространстве описывает петлеобразную кривую - гипоциклоиду,
что в проекции на небесную сферу при вполне определенных значениях угловых
скоростей, а также величинах отношений радиуса эпицикла к радиусу деферента для
каждой из планет полностью объясняло ее движение на небе.
от того, какая часть ее
ТАЙНЫ ВСЕЛЕННОЙ
285
веса приходится на горючее и какая - на бесполезные (с точки зрения скорости
полета) конструкции: корпус, механизмы управления, рули и даже самую камеру
сгорания и сопло
Эта формула Циолковского является фундаментом, на котором зиждется весь расчет
современных ракет Отношение общей, стартовой массы летательного аппарата к его
весу в конце работы двигателя (т.
Основной вывод из этой формулы состоит в том, что в безвоздушном пространстве
ракета разовьет тем большую скорость, чем больше скорость истечения газов и чем
больше отношение начальной массы ракеты к ее конечной массе, т.
Установив, что предел скорости ракеты зависит от качества топлива и отношения
полезной и "бесполезной" массы, Циолковский исследовал теплотворные возможности
пороховых топлив.
Его вычисления показали, что эти топлива не смогут обеспечить
нужной температуры горения, а значит, и скорости истечения, необходимых для
преодоления земного притяжения.
Расчет показывает: для того чтобы жидкостная ракета с людьми развила скорость
отрыва и отправилась в межпланетный полет, нужно взять топлива в сто раз больше,
чем весит корпус ракеты, двигатель, механизмы, приборы и пассажиры, вместе
взятые.
Однако самый серьезный удар незыблемости Вселенной был нанесен не теорией
эволюции звезд, а результатами измерений скоростей удаления галактик,
полученными великим американским астрономом Эдвином Хабблом.
Спектральные исследования спиральных и эллиптических "туманностей" были начаты в
1912 году на основе таких соображений1 если они действительно расположены за
пределами нашей Галактики, то они не участвуют в ее вращении и поэтому их
лучевые скорости будут свидетельствовать о движении Солнца.
В середине января 1929 года в "Труды" Национальной академии наук США Хаббл
представил небольшую заметку под названием "О связи между расстоянием и лучевой
скоростью внегалактических туманностей".
Каким бы образом команда ни выполнялась, относительная
скорость двух рядом стоявших солдат будет равна 1 м/мин, а относительная
скорость двух солдат, стоявших друг от друга на расстоянии 100 метров, будет 100
м/ мин, если учесть, что расстояние между ними увеличится от 100 до 200 метров.
Единственный недостаток нашего сравнения заключается в том, что на практике один
из солдат все время стоит неподвижно в центре площади, в то время как остальные
разбегаются со скоростями тем большими, чем больше расстояния от них до центра.
В космосе же нет верстовых столбов, относительно которых можно было бы провести
абсолютные измерения скорости; такой возможности мы лишены теорией
относительности: каждый может сравнивать свое движение только с движением рядом
идущих, и при этом ему будет казаться, что они от него убегают.
По мере его раздувания все расстояния
между "галактиками", измеренные по поверхности шара, действительно будут
систематически увеличиваться, причем скорость разбегания "галактик" окажется тем
больше, чем больше было первоначальное расстояние между ними".
В силу несколько разной прочности адсорбции (легкости элюции)
увлекаемые подвижным растворителем разные пигменты двигались по меловой колонке
с разной скоростью и образовывали однородные окрашенные полосы чистых веществ в
столбике мела.
В распоряжении Вентера оказался огромный парк
компьютеров, который считают вторым п
В итоге работы по Проекту человеческого генотипа набрали небывалую скорость.
Динамические диаграммы Минковского: обмен сверхсветовыми сигналами
Специальная теория относительности в области сверхсветовых скоростей приводит к противоречивым предсказаниям и нарушению причинности.
Например, классические уравнения преобразований Лоренца примут следующий вид:Понятно, что в этом случае абсолютное значение скорости для движущихся объектов будет не больше единицы.
Все движущиеся системы имеет угол наклона своих мировых линий к оси времени, тангенс угла которых в указанных координатах точно равен скорости движения этой системы.
1 измерить отрезки, отсекаемые на оси x’ мировой линией tC и изотрасой, то можно найти, что с точки зрения подвижной системы В наблюдатель С находится от начала координат на расстоянии:То же самое по точкам на диаграмме:Нужно отметить, что мировые линии света имеют один и тот же неизменный наклон в обеих системах отсчета, то есть одну и ту же скорость.
Обмен тахионными не-инвариантными сигналамиПрактически с момента создания специальной теории относительности возник вопрос о возможности её применения к сигналам или объектам, движущимся быстрее скорости света.
4 Обмен сверхсветовыми сигналами между движущимися системамиСкорость тахиона в неподвижной системе отсчета выбрана ограниченной, хотя существенно выше скорости света – 30с.
На приведенной диаграмме мировая линия такого тахиона практически параллельна горизонтальной оси, что означает одновременность моментов излучения и прибытия тахиона в движущуюся систему:Как известно, передача информации со сверхсветовой скоростью приводит к различным акаузальным (нарушающим причинность) парадоксам в теории относительности.
То есть, его скорость в прямом направлении была бесконечной (близкой к ней), а вот обратная скорость – на порядок меньше, поскольку она сложилась по релятивистскому закону со скоростью отправителя – системы В – Vтахион_D=1,7.
Действительно, вычислим эту скорость явно:Здесь мы в процессе вычислений отбрасываем за малостью единицу в знаменателе, а в числителе по той же причине отбрасываем 0,6с.
Хорошо видно, что в общем случае, когда скорость тахиона существенно выше скорости системы отсчета и Vv>>1, результирующая скорость тахиона вообще не зависит от его «собственной» скорости, а определятся только скоростью источника:Чтобы показать странность ситуации, приведём забавное сравнение.
На диаграмме можно заметить, что в случае равенства скоростей сигнального и ответного тахиона, то есть при параллельности их мировых линий, никаких «путешествий в прошлое» не было бы.
Всё как бы склоняется к тому, что если бы скорость тахиона была инвариантом, то обмен сигналами произошёл бы «по горизонтали» или по параллельным мировым линиям и никакого движения в прошлое не было бы.
Хотя линия движения и обозначает скорость около 1,6с, но это скорость движения «в прошлое», в котором поглощение тахиона уже как бы свершилось, тахион, собственно говоря, находился там уже давным-давно.
Обмен тахионными инвариантными сигналамиВыше мы обнаружили, что не-инвариантность скорости тахиона приводит к нарушению причинности и к «путешествиям в прошлое».
Как видим, в этом случае равной бесконечности становится скорость и обратного тахиона, поэтому он приходит к отправителю в тот же момент, что и отправленный тахион.
Поскольку их относительная скорость равна нулю, преобразования Лоренца превращаются в преобразования Галилея и мгновенный обмен сигналами не вызывает в этой системе никаких парадоксов, никаких нарушений причинности и движения в прошлое нет.
Фактически мы следовали принципу относительности и «подтянули» точки излучения и получения тахионов к моментам времени, которые соответствуют другому, действительному инварианту – скорости света.
И из этого, как видим на диаграмме, следует, что скорость, превышающая скорость инварианта, неизбежно приводит к нарушению причинности в смысле последовательности событий во времени: становится невозможным совместить одновременные одноместные события в одной и той же точке пространства-времени.
Главным постулатом следует считать постулат об инварианте скорости света, именно он приводит к появлению всех кинематических эффектов теории – преобразований Лоренца.
Во всех уравнениях Лоренца инварианту отводится строго определенное место, отличающееся от другой величины – скорости движущейся инерциальной системы отсчета.
То есть, можно определенно заявить: в уравнениях Лоренца присутствуют две скорости – инвариантная скорость света и скорость движущейся системы отсчета:Как мы видели, скорость тахиона в принципе не может быть инвариантом, пока им является скорость света.
Это прямо указывается подстановкой скорости тахиона в то место уравнений Лоренца, куда ставится скорость системы отсчета, которая по определению содержит часы и оси координат.
Как обоснование запрета на тахионную систему отсчета можно встретить доводы, что точно также невозможно представить себе систему отсчета, движущуюся со скоростью света, поскольку в такой системе частица (фотон) находилась бы в покое и, следовательно, должны была бы исчезнуть, поскольку масса покоя световых частиц равна нулю.
Придавая системе отсчета скорость, равную скорости света, мы обязаны устранить сразу же возникающее при этом противоречие: свет всё равно в световой системе отсчета должен двигаться со скоростью инварианта.
Из приведённого выше релятивистского уравнения энергии делается вывод о том, что энергия тахиона падает при увеличении его скорости, а масса его приобретает мнимое значение.
Но привязка к тахиону релятивистской инерциальной системы отсчета имеет вполне очевидное следствие: если инерциальная система отсчета с часами и координатными осями движется со сверхсветовой скоростью, то скорость света уже не может быть инвариантом.
Действительно, если мимо неподвижного наблюдателя движется система со сверхсветовой скоростью, то невозможно создать условия, чтобы движущийся внутри этой системы фотон двигался мимо неподвижного наблюдателя со световой, то есть меньшей скоростью.
Серьёзность проблем, возникающих в специальной теории относительности при введении в неё сверхсветовых скоростей тахионов, вызвала появление компромиссных заявлений о том, что тахион сложно зарегистрировать, что он слабо взаимодействует с веществом или вообще короткоживущий объект.
1997
Простое
СС движение
Явление
чренковского излучения
С третьей
стороны
Тени и
зайчики
Твердые
тела
Фазовая
скорость
Сверхсветовые
галактики
Релятивистская
ракета
Скорость
гравитации
Сложные
случаи СС движения
Парадокс
Эйнштейна, Подольского и Розена
Виртуальные
фотоны
Квантовое
туннелирование
Эффект
Казимира
Расширение
Вселенной
Луна
крутится вокруг меня быстрее света.
вопрос Постоянна
ли скорость света), а в более плотной среде вроде воды или
стекла - замедляется до скорости c/n, где n - это
показатель
преломления среды (1,0003 у воздуха; 1,4 у воды).
С третьей стороны
Если ракета А летит от меня со скоростью 0,6c
на запад, а другая Б - от меня со скоростью 0,6c
на восток, то тогда общее расстояние между А и Б в
моей системе отсчета увеличивается со скоростью 1,2c.
Настоящая скорость ракеты А
относительно ракеты Б - это та скорость роста расстояния
между ракетами, которую наблюдает наблюдатель
в ракете Б.
Если палец будет смещаться параллельно стене, то
скорость тени будет в D/d раз больше скорости пальца, где
d - расстояние от пальца до лампы, а D -
расстояние от лампы до стены.
Если стена
расположена очень далеко, то движение тени будет отставать от
движения пальца, так как свет должен будет еще долететь от пальца до
стены, но все равно скорость движения тени будет во столько же раз
больше.
В реальности же влияние удара по концу палки
распространяется по ней со скоростью
звука в данном веществе, а скорость звука зависит от упругости и
плотности материала.
Точка, которую вы отпустили, придет в
движение сразу, а нижний конец не сможет начать падать до тех пор,
пока до него со скоростью звука не дойдет влияние отпускания.
Фазовая скорость
Посмотрите на это волновое уравнение:
У него есть решения вида:
Эти решения есть синусоидальные волны, движущиеся со
скоростью,
Но ведь это быстрее света, значит у нас в руках уравнение тахионного
поля.
Парадокс разрешится, если понять различие между этой скоростью,
называемой также фазовой
скоростью vph от другой скорости, называемой
групповой
vgr которая датеся формулой,
Если у волнового решения есть разброс частот, то оно приобретет
вид волнового
пакета, который движется с групповой сокростью, не превышающей
c.
Передавать информацию при помощи такой волны можно лишь с групповой
скоростью, так что фазовая скорость дает нам очередной пример
сверхсветовой скорости, которая не может переносить информацию.
Сверхсветовые галактики
Если объект приближается к вам с околосветовой скоростью, а вы
измеряете видимую скорость его движения, не принимая в расчет
уменьшение времени, требуемого свету, чтобы дойти до вас от объекта,
то в результате вы можете получить ответ, больший c.
Это означает, что пассажиры корабля
преодолевают межзвездное пространство с эффективной скоростью,
большей, чем скорость света, которую они бы получили, если бы ее
измерили.
С точки зрения пассажиров корабля, межзвездные расстояния
подвержены лоренцеву
сокращению с тем же коэффициентом 0,6 и значит, они тоже должны
признать, что они покрывают известные межзвездные расстояния со
скоростью 4/3 c.
Скорость гравитации
Некоторые утверждают, что скорорость гравитации в
гравитационно-связанной системе гораздо больше c и даже
бесконечна.
Сигналу
нужно меньше 0,4 нс, чтобы пролететь 11,4 см со скоростью света, при
этом для звуковых частот не составляет труда предсказать сигнал и на
1000 нс вперед, просто экстраполируя волнообразную форму сигнала.
Расширение Вселенной
Согласно закону
Хаббла, две галактики, расположенные на расстоянии D,
разлетаются друг от друга со скоростью HD, где H -
постоянная Хаббла.
Заметим, что бессмысленно говорить, что сама Вселенная
расширяется быстрее скорости света, так как это расширение
характеризуется одной лишь постоянной Хаббла, а она измеряется даже
не в единицах скорости.
То есть, во Вселенной есть галактики,
которые удаляются от нас как медленнее, так и быстрее скорости света
и нельзя какую-то из этих скоростей считать скоростью расширения
самой Вселенной.
Как мы рассказали выше, в теория_относительности">специальной
относительности два объекта могут разлетаться с почти двукратным
превышением скорости света, если их разлет наблюдается из третьей
системы отсчета.
Тем не менее, современная интерпретация заключается в том, что
скорость света постоянна и в общей относительности, и что это
утверждение есть тавтология, поскольку стандартные единицы длины и
времени определяются на основе скорости света.
Другая трудность возникает, когда мы хотим узнать, что объект,
обнаруженный в точке А - это тот же самый объект, который был
обнаружен в точке Б, и при этом знаем, что движение происходило со
сверхсветовой скоростью.
Следствием относительности является, что энергия частицы с массой
покоя m и движущейся со скоростью v дается
соотношением
E = mc2/sqrt(1 - v2/c2)
По мере того, как скорость приближается к скорости света, энергия
приближается к бесконечности.
По мере того, как
самолет приближается к скорости звука, на него начинают действовать
волны давления, которые показывают, что он близко к барьеру.
Двигаться со скоростью 0,99999 c ничуть не сложнее, чем
просто стоять на месте и наблюдать, как окружающие предметы
проносятся назад со скоростью -0,99999 c.
Вышесказанное объясняет нам механические причины того, почему
нельзя превысить скорость света, но не вычеркивает в принципе
возможность СС путешествия.
Это - всего лишь случай, при котором
видно, что скорости света достичь нельзя, нежели доказательство
того, что не существует вообще никакого способа.
Сверхсветовая связь: тахион и причинность - Superluminal communication: the tachyon and causality
Передача информации и движение быстрее скорости света несовместимы со специальной теорией относительности.
Введение в теорию относительности сверхсветовых частиц – тахионов (квантино) разрешает движение в прошлое, приводит к нарушению причинности, опровергает преобразования Лоренца и инвариантность скорости света – второй постулат специальной теории относительности.
Такая скорость взята для простоты расчетов, поскольку при такой скорости движения часы в удаляющейся ИСО замедляются ровно в два раза по отношению к неподвижным часам.
Тахионный принцип реинтерпретацииВыводы о несовместимости сверхсветовых скоростей со специальной теорией относительности появились практически одновременно с теорией относительности.
Действительно, сверхсветовая частица не может остановиться:«если частицы с мнимой массой существуют, то их скорость никогда не может быть меньше с» [12],поэтому математически она вполне может иметь мнимую собственную массу.
По поводу использования тахиона для синхронизации часов Фейнберг пишет:«Далее может возникнуть возражение, основанное на том, что преобразования, связанные с новым видом синхронизации, могут сделать инвариантными некоторые другие законы, например скорость распространения тахионов» [26].
Но далее Фейнберг делает неверный вывод:«Это, по-видимому, неверно, так как для этого нужно, чтобы скорость данного тахиона была одной и той же для двух движущихся относительно друг друга наблюдателей, что заведомо неверно в общем случае.
Инвариантность скорости света относительно различных наблюдателей связана не только с использованием света для синхронизации часов, но и с тем эмпирическим фактом, что относительно любого наблюдателя скорость света не зависит от его энергии, т.
В системе координат радиопередатчика (б) временной порядок испускания и поглощения тахиона оказывается переставленным: t3 > t4, и при достаточно большой скорости тахион достигнет радиопередатчика раньше, чем последний успеет испустить радиоволну: t4 < t1» [10].
Помимо нарушения причинности движение быстрее скорости света ведёт к полному разрушению всех лоренцевых преобразований: сокращения отрезков, замедления часов, фактически разрушая самые основы теории относительности, о чём предупреждал Мандельштам:«.
Если наблюдатели A и B передадут друг другу со сверхсветовой скоростью показания своих часов, то с точки зрения наблюдателя B это будут показания tAA, равные показаниям tBB.
Но полученные со сверхсветовой скоростью показания из движущейся ИСО вступают в непримиримое противоречие с СТО, показывая, что все эти показания часов равны: tAA = tAC = tBC = tBB = tAB = tBA Все показания часов в рассмотренном мысленном эксперименте снимаются непосредственным измерением, в то время как преобразованиями лоренца показания удалённых часов вычисляются абстрактно, с так называемой «точки зрения».
Следовательно, единственной причиной расхождения является принципиальная несовместимость сверхсветовой передачи информации с постулатом о предельности скорости света.
Теория относительности основана на инварианте скорости света, отказ от него естественным образом приводит к неразрешимым парадоксам, противоречиям в логике теории.
Разрешить все противоречия со сверхсветовой скоростью передачи информации может только отказ в области сверхсветовых скоростей от инварианта скорости света, от математики СТО.
То есть, эта точка зрения отражает не только скорость движения и местоположение наблюдателя, но и тот факт, что наблюдаемые им показания часов диктуются теорией относительности, являются директивными, приказными.
Никто и никогда не сможет логически обосновать: каким образом проявляется этот инвариант, как это происходит, что скорость фотона одна и та же по отношению к неподвижной и подвижной системам.
Замедление темпа времени действует синхронно с сокращением: если бы, например, было только замедление времени, то при ускорении движения платформы фотон двигался бы медленнее, но времени на платформе прошло бы меньше, и скорость фотона получилась бы той же, неизменной.
Ведь именно второй постулат является необходимым и достаточным условием для вывода этих уравнений (буста) и вывода о предельности скорости света, максимально возможной скорости движения и передачи информации [17, 21, 27, 16, 24].
Наличие материальной субстанции, способной двигаться быстрее скорости света, позволяет предположить возможность создания как сверхсветовых средств связи, так и сверхсветовых средств транспорта.
В частности, ясно, что если для синхронизации часов различных наблюдателей использовать тахионы, имеющие бесконечную скорость, то скорость света не будет одинаковой для этих наблюдателей» [26].
Сверхсветовая синхронизация остро поднимает проблему инварианта скорости света, фактически противореча ему:«Далее может возникнуть возражение, основанное на том, что преобразования, связанные с новым видом синхронизации, могут сделать инвариантными некоторые другие законы, например скорость распространения тахионов» [26].
Фейнберг не допускает этого, что скорость тахиона может быть инвариантом:«Это, по-видимому, неверно, так как для этого нужно, чтобы скорость данного тахиона была одной и той же для двух движущихся относительно друг друга наблюдателей, что заведомо неверно в общем случае.
Инвариантность скорости света относительно различных наблюдателей связана не только с использованием света для синхронизации часов, но и с тем эмпирическим фактом, что относительно любого наблюдателя скорость света не зависит от его энергии, т.
Входящие в него величины опишем полным, развёрнутым текстом:с - это скорость света, инвариантной величины; в соответствии со вторым постулатом специальной теории относительности значение этой скорости неизменно, из какой бы системы отсчёта мы её ни фиксировали;v - это скорость инерциальной системы отсчёта, движущейся относительно неподвижной системы, и длину которой мы вычисляем в этом уравнении; инерциальная система отсчета представляет собой, условно говоря, некоторую тележку, с которой связана система координат, и на которой установлены часы.
Из этого сразу же следует вывод об ошибочности мнения Фейнберга: скорость тахиона должна быть подставлена вместо скорости света, если хотя бы предполагается использовать тахион в качестве нового инварианта.
Действительно, наблюдения и множество экспериментов явно согласуются с инвариантом скорости света, все физические законы определены достаточно чётко, и в диапазоне досветовых скоростей нет оснований отказываться от инварианта скорости света.
Если будут получены результаты о неинвариантности скорости света при сверхсветовой синхронизации, то это, видимо, ведёт к фальсификации теории относительности, она уже не может претендовать на истинность.
Однако, поскольку эта связь и экспериментально и математически осуществляется со сверхсветовой скоростью, она признана не лоренц-инвариантной, то есть необъяснимой с точки зрения специальной теории относительности.
Однако, для того чтобы получить преобразования Лоренца и все релятивистские следствия из них, достаточно только одного принципа (постулата) - инвариантности скорости света.
ruВывод СТО из принципа постоянства скорости света Все выводы СТО - преобразования Лоренца и релятивистские соотношения получены как корректные математические выводы.
Хотя в основу СТО Эйнштейн положил два постулата (принципа), можно сказать, что СТО фактически базируется на единственном постулате: о неизменности скорости света во всех ИСО – принципе постоянства (инвариантности) скорости света.
Покажем это - выведем преобразования Лоренца и основные следствия из них, используя для этого только одно предположение: скорость света «c» всегда одна и та же, независимо от того, движется ИСО или покоится.
Заявление о предельности скорости света также является производным от принципа постоянства скорости света, его следствием: если скорость света неизменна во всех ИСО, то она автоматически становится максимально возможной скоростью.
Назовём этот принцип постоянства скорости света основой теории, а все полученные с его использованием выражения - следствием этого принципа (постулата), следствиями, выводами теории.
Однако, в соответствии с принятым постулатом о постоянстве скорости света, мы должны признать, что если путь для света изменился, то время в пути у фотона также изменилось.
И изменилось оно в ту же сторону, что и длина платформы – уменьшилось, причём ровно во столько же, во сколько сократилась платформа, ведь эти три величины связаны формулой: t0 = L/с, то есть: (2)Подставляя (1) в (2), получаем:Откуда после преобразований находим:и, наконец:Подставим значение величины k и преобразуем к привычному виду: (3)Таким образом, стержень, имеющий длину L` в той инерциальной системе, где он покоится, имеет длину в той инерциальной системе, относительно которой он движется со скоростью v в продольном направлении.
Из уравнений (3) и (4) явно следует предельность скорости света «с» - никакая ИСО не может двигаться со скоростью v > c, поскольку в этом случае подкоренное выражение становится отрицательным.
Следовательно, чтобы вычислить их длины в подвижной системе K`, мы должны воспользоваться полученным выше соотношением (3) для отрезков:соответственно, второй отрезок:Подставляем эти величины в исходное уравнение и получаем:Это уравнение показывает, какую координату в системе K` будут иметь неподвижные часы, имеющие координату x в неподвижной системе К через время t движения со скоростью v.
Преобразуем уравнение (4) следующим образом:В последнем выражении составного равенства произведём очевидную замену vt = x: (5)Таким образом, по прошествии времени t движущиеся со скоростью v часы удалятся на расстояние x и будут показывать время t`, и мы получаем все классические уравнения преобразований Лоренца (два последних добавляем из очевидных соображений - движения только по оси X): Последнее и самое загадочное из трёх известных основных следствий преобразований Лоренца - относительность одновременности выведем традиционным способом.
Это расхождение во времени тем больше, чем далее отстоят друг от друга с точки зрения системы K места, где они произошли:Итак, получив уравнения, в точности совпадающие с уравнениями преобразований Лоренца в СТО, мы показали, что преобразования Лоренца и основные следствия из них можно вывести, используя единственное предположение: скорость света «c» всегда одна и та же, независимо от того, движется ИСО или покоится.
Вывод СТО из принципа относительности Выше было показано, что для вывода всех лоренц-следствий СТО достаточно одного (второго) постулата – о постоянстве скорости света.
Поэтому примем, что эти преобразования координат и времени являются линейными функциями: (7)Коэффициенты k, m, n, p являются функциями, зависящими от относительной скорости систем отсчёта v.
Подставляем x`=0 и x=vt в первое уравнение и получаем:откуда находим: (8)Теперь подставляем x=0 и x`=vt в оба уравнения и получаем:после упрощения:и затем после подстановки из второго уравнения в первое и учетом (8) получаем:Вставляем полученные соотношения в исходные уравнения (7):Введём обозначения (подстановки):Введённые параметры (подстановки) являются функциями скорости, но в дальнейшем для краткости мы будем записывать их без признака функциональности – без скобок с аргументом v.
Установим, что система K2 движется относительно K1 со скоростью v1, система K3 - относительно K2 со скоростью v2 и система K1 - относительно K3 со скоростью v3=-(v1+ v2):Рис.
Это значит, что, как и в системе уравнений (9) в этой системе коэффициенты при первых слагаемых в уравнениях - один и тот же коэффициент:После сокращения и элементарных преобразований получаем:Из этого равенства следует, что следующие отношения имеют одно и то же значение для всех систем отсчёта, независимо от скорости их движения: (10)Это отношение мы обозначили квадратом величины (константы) «c» - по первой букве слова «const».
Отсюда следует, что квадрат размерности константы «c» равен квадрату размерности скорости, а сама величина «с» имеет, соответственно, размерность скорости:Это и означает, что все отношения (10) равны квадрату некоторой величины «с».
Относительная скорость при этом меняет свой знак:Подставим в это уравнение значения штрихованных величин из исходной системы (9):и окончательно: (11)Из соотношений (10) находим:Подставляем это значение в (11) и получаем:В результате преобразований получаем: (12)Функция γ(v) является четной.
Манида (у него величина g также является обратной величиной к нашей константе с): «вводит некоторую постоянную величину, размерность которой — обратный квадрат скорости.
Постоянство скорости света во всех инерциальных системах отсчета — это экспериментальный факт, установленный с определенной степенью точности.
Приведенный выше вывод не опирается на этот факт, из него следует только существование скорости, одинаковой во всех инерциальных системах отсчета» [1].
Это значит, что возможно, что скорость света не постоянна (если она меньше фундаментальной константы C).
Проводится анализ самой константы, аналога скорости света: «Ясно только, что подход Фейгенбаума кардинально меняет всё наше понимание того, что такое релятивистские эффекты.
Если скорость света меньше этой константы, то фотоны должны иметь массу и, как любые массивные частицы, испытывать гравитационное притяжение, что, возможно, объясняет явление искривления лучей вблизи массивных тел» [3].
Как бы там ни было, но использование для вывода СТО только принципа относительности неизбежно вынуждает нас, требует помимо нашей воли ввести некую константу, сильно напоминающую скорость света в преобразованиях Лоренца в «стандартной» (эйнштейновской) СТО.
Тогда возникает вопрос: если принцип относительности соблюдается в виде инвариантности уравнений Максвелла по отношению к преобразованиям Лоренца, то как они могут быть одновременно инвариантны относительно других псевдо-Лоренцевых преобразований, в которых присутствует не скорость света, а какая-то другая константа.
Второй - это принцип относительности Фейгенбаума, Манида и Степанова, из которого выведены те же преобразования Лоренца, но содержащие некую константу, подобную скорости света, но не равную ей.
В этом случае возможны только два вывода: либо уравнения Лоренца-Эйнштейна не соответствуют принципу относительности, либо найденная светоподобная константа – это скорость света.
Никакая система отсчёта не может двигаться с этой или большей скоростью, поскольку в знаменателе появляется ноль или квадратный корень из отрицательного числа:Но точно такое же уравнение появляется и при выводе преобразований из принципа относительности, но уже не со скоростью света, а с другой аналогичной константой.
Очевидно, что эта «другая» скорость не может быть меньше скорости света, если она претендует на звание максимально возможной скорости, поскольку скорость света достоверно измерена.
И вновь получается, что принцип относительности Эйнштейна и принцип относительности Степанова - Маниды - Фейгенбаума - это два разных принципа относительности, поскольку они дают разные значения максимально возможной скорости.
Вывод уравнений Лоренца на основании одного только постулата о постоянстве скорости света также противоречит уравнениям, выведенным на основании принципа относительности «второго рода» (с трактовками Фейгенбауми и др.
Другими словами, в принципе относительности «второго рода» скорость света не является инвариантом, и системы отсчёта становятся неравноправными, поскольку протекание физических процессов в них зависит от скорости их движения: скорость света можно складывать со скоростью движения системы.
Тогда неизбежно следует: для вывода всех следствий СТО, преобразований Лоренца, как минимум, невозможно обойтись без постулата о постоянстве скорости света и, как максимум, для их вывода вообще необходимо и достаточно только одного этого постулата - только он не приводит к привотолкам по поводу неясной констатны.
Сам по себе постулат об инварианте скорости света включает в себя основной элемент принципа относительности - одинаковое протекание физических явлений, зависимых от скорости света.
Такой принцип относительности оказывается в определённом смысле следствием инвариантности скорости света, зависимым от него, что, видимо, отвергает трактовку принципа относительности Фейгенбаумом и его единомышленниками.
Фраза симметрична неспроста: с одной стороны, использование принципа относительности приводит к появлению принципа постоянства скорости света, а с другой - использование принципа постоянства скорости света означает провозглашение и использование принципа относительности.
Действительно, принцип относительности как принцип равноправия всех инерциальных систем отсчёта провозглашает, что во всех этих системах существует одна и та же максимальная скорость, один и тот же инвариант скорости, один и тот же вид уравнений Максвелла, а при выводе уравнений Лоренца неизбежно «порождает» одну и ту же константу скорости для всех систем, причём эта константа неизбежно проявляется как скорость света.
С другой стороны, принцип постоянства скорости света означает не что иное, как равноправие всех систем по отношению к этой скорости, что является, по меньшей мере, частью принципа относительности.
А это означает, что принцип относительности един для обоих подходов, что существует лишь одни принцип относительности - это принцип, который как неотъемлемую часть содержит в себе принцип постоянства скорости света, равноправия, так и сам является прямым следствием принципа постоянства скорости света.
Это возмущение по закону Максвелла
сопровождается токами смещения, которые складываются в поперечном направлении
по отношению к направлению его распространения, магнитные поля этих токов
ограничивают скорость распространения скоростью света.
Так как в этом случае токи смещения вычитаются и
для центрального характера сил гравитации они полностью между собой
компенсируются, то их магнитное поле, равное нулю, не препятствует скорости
распространения, и скорость гравитации практически неограниченна.
Вселенная
получает возможность гравитационного описания как единой развивающейся системы,
что невозможно в концепции Эйнштейна, ограничивающей скорость
любого взаимодействия скоростью света.
Этот
эффект не мог и не может быть объяснен иначе как сложением и вычитанием
орбитальной скорости Земли и скорости распространения
света, то есть это наблюдение недвусмысленно доказывает корректность
классического нерелятивистского соотношения
c = c+v.
Также другой французский ученый Физо провел по тем временам блестящий опыт, в котором
показал, что эфир "частично" увлекается движущейся средой (вода со скоростью
75 м/сек прогонялась в светолучевом
интерферометре).
") и физики нашли [2], что суммарная скорость Солнечной системы
составляет примерно 400 км/с с направлением
движения почти в 90o к плоскости эклиптики на север.
Все эти измерения, в процессе которых проверялось
влияние всевозможных факторов, могущих исказить результат,
дали стабильный положительный эффект, соответствующий реальному эфирному
ветру, как если бы он был обусловлен относительным движением Земли и эфира со
скоростью около 10 км/с – и
определенным направлением, которое в дальнейшем Миллер после детального анализа
представил как суммарное движение Земли и Солнечной системы "со скоростью
200 км/с или более, апексом в
созвездии Дракона около полюса эклиптики с прямым восхождением в 262o
и наклонением 65o.
Полнопериодические кривые были подвергнуты анализу с помощью механического
гармонического анализатора, который определил истинное значение
полнопериодического эффекта; он, будучи сопоставлен с соответствующей скоростью
относительно движения Земли и эфира, показал скорость 8,8
км/с для полуденных
наблюдений и 8 км/с для вечерних".
Но согласно физике и Эйнштейну в частности, скорость света в
эфире постоянна с некоторой точностью и определяется электрической и магнитной
проницаемостями эфира.
Теория относительности торжествует:
скорость света в эфире постоянна;
скорость света в эфирной атмосфере планет и звезд больше скорости света
относительно эфира космоса.
Фотон – это электромагнитное явление
с амплитудой
:
(2)
Определим напряженность электрического поля, где
N – некий коэффициент
пропорциональности:
(3)
Подставим полученные выражения (амплитуду из 2 и напряженность из 3 в 1):
(4)
Можно предположить – скорость света.
Предельная деформация диполя, которая является границей его "разрушения" при
фотоэффекте определяется из:
м,
(9)
Деформация в эфире меньше данной величины должна носить
электроупругий характер и при большей величине деформация приводить к
разрушению диполя, к рождению пары из свободных электрона и позитрона с нулевой
скоростью разлета при точном выполнении равенства (7).
Энергия дж
и радиус диполя м
в предположении, что электрическая константа здесь равна электрической константе эфира, а
скорость "с" – скорость света.
Таблица 2
Параметр
Формула
Эфирный аналог формул
Величина
Наименование
Размерность
1
2
3
4
5
6
1
Ньютона
6,67259×10–11
Гравитационная постоянная
[ м3 кг–1 с–2 ]
2
Кулона
8,987551×109
Электрическая постоянная
[ a–2 м3 кг с–4 ]
3
Кулона
1,00000031×107
Магнитная постоянная
[ a2 м–1 кг–1 с2 ]
4
8,6164×10–11
Удельный гравитационный заряд массы
[ a кг–1 с ]
5
29,97924
Удельная магнитная масса заряда
[ a–2 м2 кг с–3 ]
6
2,5826×10–9
Удельная магнитная масса
[ a–1 м2 с–2 ]
7
1,3475×1027
Плотность момента инерции
[ кг м2 / м3 ]
8
c
2,9979245×108
Скорость света
[ м/с ]
9
0,0258
Удельное кол-во электродвижения
[ q м c–1 кг–1 ]
10
0,7744
Удельная поверхностная электрическая напряженность
[ a–1 м3 c–2 ]
В 1-м столбце показаны варианты
обозначений величин для макромира, следующих построчно вправо.
Если планеты имеют электрический заряд, который в силу Кулоновского
отталкивания тяготеет к поверхности сферы планеты, то, зная скорость ее
вращения, можно оценить магнитное поле планеты на ее оси вращения по формуле
(35)
где M – масса, T – период вращения, R – радиус планеты.
Магнитные поля этих
планет четко следуют закону зависимости от скорости вращения: медленное
вращение Венеры – малое поле, быстрое вращение Земли
– большое поле.
Фундаментальными в гравитации следует считать
элементарный заряд, постоянную гравитации, скорость света, постоянную Планка и
постоянную тонкой структуры (электрическую альфа).
Деформация физического вакуума и скорость гравитационного взаимодействия
Воспользуемся прецедентом уравнения энергии для фотона и
выведем зависимость деформации эфира от ускорения силы тяжести гравитирущих
масс.
Возникшее магнитное поле выполняет
помимо взаимного "преобразования" электрической и магнитной энергии роль
демпфера, ограничивающего скорость распространения света.
Ток смещения определяется как:
,
(44)
где V – некая скорость деформации, направленной перпендикулярно распространению
электромагнитного взаимодействия.
При электромагнитном взаимодействии магнитные
и электрические силы равны:
(45)
Получили, что скорость перпендикулярной деформации эфира на много порядков может превышать
скорость распространения электромагнитного возмущения и при "нулевых" частотах
стремится к бесконечности.
Скорость деформации "сдерживается" магнитной
составляющей сигнала, которая снижается по мере роста частоты по известному
закону зависимости магнитного поля от скорости движения зарядов.
В
случае мгновенной скорости действия гравитации наша Вселенная оказывается единой
системой, в которой любая ее часть "осознает" себя в полном единстве с целым.
м/с
(46)
Логично взять время t равной 1 секунде, как
некоторому временному "шагу" при процессе приобретения скорости (ускорение
через 1 с придаст нулевой начальной скорости ее "конечную" скорость).
скорость расширения отличалась бы от своего реального значения более чем на 10–18,
этого оказалось бы достаточно для полного разрушения тонкого баланса".
Считаем, что время ускоренного движения Т от нулевой скорости до максимальной
скорости 3×108 мс–1 движения
материи определиться согласно постулату Эйнштейна.
Подобной ситуации
можно было бы избежать, если бы постулат Эйнштейна о предельной скорости применительно
для границы эфира и действительно пустого пространства, в котором нельзя
передавать никаких физических взаимодействий, неверен.
Неограниченное по
скорости расширение эфира в пустоту способно резко сократить указанный диапазон
размеров радиуса Вселенной в любой момент ее жизни, придав космологии более
реалистические очертания.
В 1924 году Де Бройль предложил формулу, по которой можно было
определить длину волны любой частицы , где в
числителе постоянная Планка, а в знаменателе импульс частицы, образованные ее
массой и скоростью движения.
Физики смерились с явной бессмыслицей и с тех пор,
это понятие остается столпом современной физики – любая частица
имеет не только массу и скорость своего движения, но и соответствующую длину
волны с частотой ее колебания при движении.
Отклонение света Солнцем, рост массы частиц в
ускорителях при достижении их скоростей, близких к скорости света, рост с
увеличением скорости частиц их времени жизни, теоретическое обоснование наличия
черных дыр во Вселенной, красное смещение в излучении источника на тяжелом
космическом объекте.
Если удастся в рамках эфирной теории показать
причины необходимого увеличения энергии при разгоне частиц до около световых
скоростей, то исчезнет еще один сильный аргумент РФ.
По мере увеличения
скорости движения электрона и учитывая, что скорость "слежения" структуры
ограниченна скоростью света по теории Эйнштейна, напишем в другом виде уравнение
упругой силы: (см.
Ясно, что при скорости электрона близкой к скорости
света, оставшийся после пролета положительный заряд диполя не успеет вернуться в
исходное состояние, а передний нейтральный заряд не успеет развернуться к
электрону положительным зарядом и нейтрализовать тормозной эффект оставшегося
позади.
Получим следующее выражение для описания
этого явления: м/с, то есть при скорости немного
меньше скорости света электрон полностью потеряет свой импульс от тормозящего
действия структуры фотонного эфира.
Подведем некоторые итоги, представленные для лучшего обозрения в виде
таблицы:
#
Достижения РФ
Данные НФ
1
Отклонение луча света и гравитационные линзы
Определяется зависимостью скорости света от деформации структуры эфира
тяготеющими массами
2
Красное смещение в излучении от источника на тяжелом объекте
Переход луча из области тяжелого объекта с низкой скоростью света в
открытый космос с обычной скоростью
3
Существование черных дыр
Существование черных дыр на основании нулевой скорости света и
максимального ускорения силы тяжести, разрушающего структуру предельно
деформированного эфира
4
Увеличение массы с ростом скорости объекта
Тормозное действие структуры эфира, увеличивающееся до предела при
росте скорости частиц до скорости света
5
Замедление времени с ростом скорости частиц, подверженных естественному
распаду, и удлинение времени их "жизни"
Пока на эту проблему ответа нет, так как в физике время "жизни" частиц
может быть определена внутренней энергией связи.
Формула зависимости скорости света от относительной деформации
фотонного эфира
объясняет наблюдаемые эффекты преломления света у поверхности
тяжелых космических объектов, космические гравитационные "линзы", красное
смещение от источников света на тяжелых космических объектах, "захват" света
"черными дырами", а предельная деформация эфира объясняет явление "испарения"
черных дыр путем превращения виртуальных пар электрон+позитрон в реальные.
Если
взять любую Систему, атом ли это, человек, галактика, или, Вселенная будут
отличаться только масштабами, характером процессов, внутренней конфигурацией и
скоростей процессов.
Значит, каждая обособленная Система имеет свое внутреннее
пространство и внутреннее скорости процессов, которые создают в Системе
динамичность, призрак «времени».
Локальные возмущения электромагнитного
поля, которые порождаются объектами, распространяются в виде волн (как волны на
воде) на большие расстояния и с огромной скоростью (3*108 м/сек), и
несут разнородную информацию об объектах.
И как
обособленные биосистемы, адаптированы к таким условиям, и большую часть
информации из окружающего мира получаем с помощью электромагнитных волн
определенного диапазона, которую называем светом, 1 также распространяющиеся
очень большой скоростью - 3*108 м/сек.
Но эти различия
скоростей внутренних процессов различных биосистем не говорят о длительности
жизни организмов, а говорят, просто о разном темпе "внутреннего времени".
Это потому, что мои
внутренние скорости процессов остановлены, или сильно замедлены, а в окружающем
мире скорости процессов осталась прежней, и поэтому окружающий мир мною
воспринимается иначе.
Лежащий камень, деревья, или Земля, как обособленные Системы, лишены
психологической части восприятия, однако у них будут идти свое «внутреннее
время», в зависимости от скоростей внутренних процессов, которые в свою очередь
зависимы от внутренних и внешних условий.
Нынешние часы (в основном, маятниковые и
электронные) - это искусственные приборы, привязанные только к одному процессу -
вращению Земли вокруг своей оси (берется усредненное значение, скорость вращения
Земли непостоянная).
Из
многоголосицы природных процессов выбирается некий базовый (эталонный) процесс,
который играет роль часов, и дальше происходит простое сопоставление
скоростей.
У
любой биосистемы уже в генетическом коде заложена определенная
последовательность развития, и скорости хода тех или иных процессов, притом
довольно узком диапазоне.
Скажем, при повышении температуры скорости биохимических реакции
увеличится, а при понижении, наоборот, уменьшится, и организм это выдержит, если
скорости процессов не «зашкалят» в ту или другую сторону.
Поэтому мы можем
изменить скоростей внутренних биохимических процессов только в пределах этого
узкого коридора, не нарушая, нормальную жизнедеятельность организма.
А то довольно распространены высказывания типа, что-де, разогнавшись со
скоростью света можно замедлить время, а если набрать сверхсветовую скорость, то
вообще можно обратить его вспять.
Во-вторых, скорость движения самого
корабля во внешнем пространстве, навряд ли изменит скорость процессов внутри
корабля и тем более в организме космонавта - близнеца.
Поэтому если хотите
выглядит моложе своего брата, необязательно набирать такую скорость, это все
равно ничего не даст, нужно лишь замедлить скорость своих биохимических
процессов, свое «внутреннее время».
В зависимости от скорости передвижения наблюдателя, а также
в зависимости от напряженности гравитационных полей, должны наблюдаться эффекты
замедления и ускорения времени.
Теория относительности ставит течение
времени в зависимость от взаимных скоростей движения ИСО в целом, и при этом
время привязывается к скорости света, как к наибольшей скорости, которая
возможна в природе.
д ), который играет роль часов, и
через которого выражается вся динамика окружающего мира, где он служит
единицей динамичности;индивидуальный эталон - это скорости
внутренних процессов конкретного человека (биосистемы).
Кратко остановимся на
характеристиках, которыми обычно наделяют время, и попробуем найти обоснования с
точки зрения время – это динамика (скорость) процессов в
Системе.
О скорости света
О скорости света
В инете есть множество статей об экспериментах, в которых нечто превышает скорость света.
Это часто подается как сенсация:
Скорость света в вакууме перестала быть рекордом
Американским ученым удалось остановить фотон
Луч света удалось остановить российским ученым
Ученым удалось остановить луч света.
Вот несколько иное изложение приведенной выше сенсационной статьи, где уже все подается гораздо более разумно и взвешено: Групповая скорость звуковых волн может быть больше скорости света.
Вот как формулируются разные понятия скорости в Фазовая скорость, групповая скорость и скорость переноса энергии:
Фазовая скорость - есть скорость перемещения силовой характеристики поля (например, напряженности электрического поля).
Поскольку электромагнитная энергия сосредоточена в этом пакете, групповая скорость стала интерпретироваться как скорость переноса энергии и начала играть ее роль.
Кроме всего этого, не менее сенсационно выглядят статьи, в которых говорится о замедлении скорости света вплоть до нерелятивистских скоростей ( Бактериородопсин замедляет свет в триллионы раз:).
Если палец будет смещаться параллельно стене, то скорость тени будет в D/d раз больше скорости пальца, где d - расстояние от пальца до лампы, а D - расстояние от лампы до стены.
Если стена расположена очень далеко, то движение тени будет отставать от движения пальца, так как свет должен будет еще долететь от пальца до стены, но все равно скорость движения тени будет во столько же раз больше.
вопрос Постоянна ли скорость света), а в более плотной среде вроде воды или стекла - замедляется до скорости c/n, где n - это показатель преломления среды (1,0003 у воздуха; 1,4 у воды).
Если ракета А летит от меня со скоростью 0,6c на запад, а другая Б - от меня со скоростью 0,6c на восток, то тогда общее расстояние между А и Б в моей системе отсчета увеличивается со скоростью 1,2c.
В реальности же влияние удара по концу палки распространяется по ней со скоростью звука в данном веществе, а скорость звука зависит от упругости и плотности материала.
Это противоречит нашим интуитивным представлениям о мире, так как эффект этот на нас практически не сказывается, поскольку мы обычно путешествуем на скоростях, которые очень далеки от скорости света, а время измеряем не с абсолютной точностью.
В статье академика Евгения Александрова Ещё раз о постоянстве скорости света рассказывается про эксперимент по непосредственному измерению скорости света, излученного движущимися со скоростью света электронами:
Такой опыт недавно осуществлён группой российских учёных в Курчатовском центре синхротронного излучения НИЦ КИ.
Частота обращения сгустка по кольцу синхротрона составляла ~34,5 МГц, так что на выходе фотоприёмника наблюдалась периодическая последовательность коротких импульсов, которую регистрировали с помощью скоростного осциллографа.
Сравнивая две осциллограммы, полученные при наличии в пучке СИ стеклянного окна и при его отсутствии, можно было измерить отставание одной последовательности импульсов от другой, вызванное гипотетическим снижением скорости.
При длине 540 см участка канала отведения СИ от вводимого в пучок окна до выхода в атмосферу снижение скорости света от 2с до с должно было привести к временнoму сдвигу 9 нс.
В дополнение к опыту провели и прямое измерение скорости света в канале отведения путём деления длины канала на время распространения импульса, что привело к значению всего на 0,5% ниже табличной скорости света.
Итак, результаты эксперимента оказались, разумеется, ожидаемыми: скорость света не зависит от скорости источника в полном соответствии со вторым постулатом Эйнштейна.
Скорость субъективного времениПоследняя из новостей:
О том насколько понимание буквально всего в мире зависит от понимания механизмов психики и что нужно бы сделать: Познай самого себя.
Во многих случаях – когда скорости малы по сравнению со световой и массы не слишком компактны – ньютоновские законы гравитации и движения обеспечивают превосходное приближение к предсказаниям ОТО.
То же самое сохраняется для звезд, обращающихся вокруг центра галактики; путем измерения орбитальной скорости звезд вы можете измерить распределение массы в этой галактике.
Во-первых, они измерили массу через наблюдение орбитальных скоростей звезд; во-вторых, они провели более прямое измерение масс, оценив все звезды, газ и пыль, которые они могли видеть в галактике.
Вскоре после этого он открыл свой второй закон, который заключался в том, что скорости планет на их орбитах возрастают или уменьшаются, когда планеты двигаются ближе к Солнцу или дальше от него.
Оказалась, что через проведение различных экспериментов, включая измерение скорости света, наблюдатели выяснили, что об электромагнитном поле можно было бы сказать, движется оно или нет.
Поэтому, точно так же, как геометрия пространства может различить прямую линию от искривленного пути, геометрия пространства-времени может различить частицу, движущуюся с постоянной скоростью, от ускоренной частицы.
В соответствии с ней геометрия пространства и времени является той, которую задал Евклид, и ее изучали многие из нас в начале высшей школы; однако, пространство и время перемешаны, чтобы приспособиться к двум постулатам Эйнштейна, относительности наблюдателей и постоянства скорости света.
Проблемы происходили от двух обоснованных требований, которые они постулировали в своей теории: первое, теория струн должна быть совместима с эйнштейновской СТО – то есть, она должна соответствовать относительности движения и постоянству скорости света.
Это очень одаренные люди (Бекенштейн, как вы можете вспомнить из главы 6, открыл энтропию черных дыр, тогда как Моффат изобрел много удивительных вещей, включая космологию с переменной скоростью света).
Ученые NASA в Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory – JPL) в Пасадене, Калифорния, смогли определить скорости аппаратов Пионер с использованием допплеровского сдвига, и, таким образом, смогли точно отследить их траектории.
Например, скорость света может быть определена, если вы знаете отношение между временем, которое требуется свету, чтобы пересечь атом, и периодом света, который испускает атом.
Чтобы иметь такую энерию, протон должен двигаться очень, очень близко к скорости света – пределу скорости, который в соответствии с СТО ни одной частице не позволено преодолеть.
Так что теория струн предсказывает, что независимо от того, как далеко находятся их источники друг от друга, фотоны с разными частотами путешествуют с одной и той же скоростью.
Типичное изменение в скорости фотона из-за квантовой гравитации должно было бы быть неправдоподобно малым, но эффект чрезвычайно усиливается за время его путешествия от гамма вспышки, которое может составлять миллиарды лет.
Не имеет значения, насколько коротким что-либо является, вы можете сделать его еще короче, начав двигаться относительно него со скоростью очень близко к скорости света.
Если я вижу автобус, обгоняющий меня, что выглядит для меня, как будто он едет со скоростью 10 километров в час, поскольку я нахожусь в автомобиле, с визгом несущемся по автостраде при 140 километрах в час, наблюдатель, стоящий на обочине дороги, будет видеть автобус, двигающийся со скоростью 150 км/час.
Центральное прозрение Эйнштейна в том, что различные наблюдатели измеряют фотон, имеющий одну и ту же скорость, даже если они двигаются по отношению друг к другу, поскольку они различным образом измеряют пространство и время.
Как Жоао рассказал эту историю в 2003 в своей книге Быстрее чем скорость света, он изучал труд Моффата, когда он и Альбрехт пытались опубликовать их собственную статью.
В известном смысле, то, что мы сделали, хорошо, ибо мы нашли отличающееся решение проблемы, как сделать переменную скорость света совместимой с принципами относительности.
Ключ был на самом деле в том, чтобы сохранить принципы СТО Эйнштейна, но изменить правила так, что все наблюдатели согласятся, что скорость света и планковский масштаб являются универсальными.
Потребовалось немного дольше повозиться, чтобы показать, что это привело к версии теории с переменной скоростью света, которая также согласуется с принципами общей теории относительности, но мы, в конечном счете, получили это тоже.
Если даны две происходящие вещи, первая может быть причиной второй, только если частица, распространяющаяся от первой ко второй, движется со скоростью света или медленнее, чем скорость света.
Эти модели примитивны, но они показывают, что аспекты СТО, такие как универсальность и верхний предел скорости, могут появляться из определенных видов дискретных квантовых систем.
Мне весьма трудно поверить, что СТО неверна; если это так, то имеется выделенное состояние покоя и как направление, так и скорость движения должны быть, в конечном счете, определимы.
У него не было выбора, поскольку он придумал и влюбился в идею, которая противоречит СТО, – что скорость света могла быть намного больше в ранней вселенной.
Однако, в настоящий момент обнаружить это влияние классическими приборами невозможно и невозможно использовать его для передачи информации со сверхсветовой скоростью.
» говорится:«Исходя из возможных применений к физике частиц и проблемам причинности, мы приводим анализ кинематики (классического) обмена тахионами между двумя телами А, В для всех возможных относительных скоростей» [1].
Теперь все числовые значения определены: время в минутах, расстояния в световых минутах (расстояние, пройденное светом за 1 минуту), скорости в долях скорости света.
Это означает, что можно найти такую систему отсчета, в которой скорость тахиона 2 будет равна бесконечности, хотя на данной диаграмме она имеет конечное значение.
Посмотрев на рисунок, сразу же замечаем, что тахионы имеют разную скорость движения, что, вообще-то, настораживает: почему в системе отсчета наблюдателя А отправленный тахион 1 - быстрый (скорость порядка 6с), а обратный 2 - медленный (скорость порядка 2с).
Скорость тахиона 2 может быть выбрана по воле наблюдателя В такой, что событие А2 окажется между А` и А1, что и означает прибытие тахиона 2 в систему А раньше, чем будет испущен инициирующий тахион 1, причем на диаграмме видно, что он в этом случае движется обратно во времени, что для наблюдателя А выглядит весьма странно, даже необъяснимо: сигнал пришёл из будущего.
То есть, скорость отправляемого тахиона должна быть равна скорости принимаемого и ответный сигнал придёт к отправителю в тот же момент, что и прямой (совпадут точки А1 и А2):Само по себе это условие кажется разумным: почему бы тахиону не иметь одну и ту же скорость.
Оказалось, что в симметричной лабораторной системе отсчета скорость обратного тахиона 2 равна бесконечности:Симметричная система - это система, по отношению к которой обе системы А и В имеют одинаковую скорость, но противоположные направления, которая всегда находится симметрично по отношению к двум только что рассмотренным ИСО, ровно посередине между ними.
На рисунке мы видим, что с точки зрения лабораторной ИСО сигнал - тахион 1 в В приходит из будущего, а ответный сигнал - тахион 2 отправлен в сторону А с бесконечно большой скоростью.
Таких оснований быть не может: антитахион 2` имеет точно такую же (противоположную) скорость, точно такую же (противоположную) энергию и точно такое же (противоположное) направление, что и тахион 2.
Парадокс дуальности скорости: скорость равна бесконечности или чуть выше световойВыше мы отметили, что тахион имеет различную скорость в зависимости от наблюдателя.
4 Скорость тахиона с точки зрения различных ИСОНа рисунке представлены точки зрения множества различных систем отсчета в один и тот же момент времени по часам А и В на тахион, которым обмениваются две системы отчета А и В.
Например, наблюдатель в крайнем положении диаграмм будет утверждать, что сигнал от одной системы к другой будет передаваться почти удвоенное время жизни Вселенной, то есть со скоростью, лишь незначительно превышающей скорость света.
На следующем рисунке показан рассмотренный обмен сверхсветовыми (тахионными) сигналами теперь уже с точки зрения каждой двух из обменивающихся систем отсчета – А (правая половина рисунка) и В (левая половина), движущихся с некоторой скоростью.
В момент времени ta по часам системы покоя А (точка а на оси времени t) излучается тахион, скорость которого превышает скорость света, но имеет конечное значение.
Но ответа на этот вопрос принцип реинтерпретации дать не может, поскольку он не предназначен для решения антагонизма между мгновенной передачей сигнала и передачей с ограниченной скоростью.
ЗаключениеРассмотренные парадоксы сверхсветовой коммуникации являются неотъемлемой и неустранимой особенностью исключительно специальной теории относительности, основанной на инварианте скорости света.
Анализ постулатов Эйнштейна
Зададимся простым, на первый взгляд,
вопросом: «относительно чего постоянна скорость света в специальной
теории относительности (СТО).
Однако на практике
скорость движения одного материального объекта (в том числе –
частицы или световой волны) может быть определена относительно
системы отсчета, связанной с некоторым другим материальным объектом,
а не «относительно пустоты», поскольку сама пустота, если она
действительно может существовать в природе, не является материей и
не характеризуется никакими физическими константами.
Определить скорость света
относительно этой «области пространства без материи и без
электрического поля» невозможно по причине невозможности
создания системы отсчета, «скрепленной» с пространством.
Это
предположение (содержание которого в дальнейшем будет называться
«принципом относительности») мы намерены превратить в предпосылку и
сделать, кроме того, добавочное допущение, находящееся с первым лишь
в кажущемся противоречии, а именно, что свет в пустоте всегда
распространяется с определенной скоростью V (в современном
обозначении – С.
Эйнштейн отвечает в §2 [2]: «Дальнейшие соображения
опираются на принцип относительности и на принцип постоянства
скорости света.
Каждый луч света движется в
«покоящейся» системе координат с определенной скоростью V,
независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или
движущимся телом».
Соответственно, если мы или кто-то другой выберет первую систему в
качестве «покоящейся», то скорость света относительно неё должна
иметь значение С.
Если же мы (или кто-то другой) назначит вторую
систему «покоящейся», то и относительно неё скорость света также
должна иметь значение С.
Иными словами, скорость
распространения света «в пустоте» согласно эйнштейновской
формулировке «принципа постоянства скорости света» должна всегда
иметь значение С относительно ЛЮБОЙ координатной системы, движущейся
равномерно и прямолинейно относительно любой другой координатной
системы.
Эйнштейн
приводит несколько более уточненную формулировку своего «принципа
постоянства скорости света»: «…можно считать установленным, что
свет, как это вытекает из уравнений Максвелла – Лоренца,
распространяется в пустоте со скоростью С, по крайней мере, в
определенной инерциальной системе координат К.
По их
убеждению свет распространяется не «в пустоте со скоростью
С», а как раз наоборот – в материальной среде,
характеризующейся определенными физическими константами.
Эйнштейн приводит упрощенную формулировку своего «принципа
постоянства скорости света»: «Скорость света в пустом
пространстве всегда постоянна, независимо от движения источника или
приемника света».
В
первую очередь, из-за нашего понимания того факта, что в общем
случае движение приемника света и движение света не связаны между
собой никакой причинно-следственной зависимостью, и ничем не
ограничиваемая в «совершенно пустой» области пространства
скорость «приемника света» в принципе может иметь любое
произвольное значение относительно движущихся световых волн.
Если
свет и приемник движутся независимо друг от друга, то каким же
образом значение скорости света оказывается всегда
равным С относительно «приемника света».
Эйнштейну «мы должны считать» движение
света таким движением, скорость которого постоянна и равна С
относительно любого объекта (и связанной с ним координатной
системы), равномерно движущегося в любом направлении с произвольной
скоростью относительно других объектов в «совершенно пустой»
области пространства.
Эйнштейн
постулирует существование в природе совершенно
нового для физики явления – абсолютной скорости
движения света, имеющей одно и то же значение при измерении ее в
любом множестве координатных систем, движущихся относительно друг
друга «в пустоте».
Предположим, что несколько материальных объектов вместе с
координатными системами и наблюдателями движутся с различными
скоростями независимо друг от друга в одном
и том же луче света.
Тем не менее «мы должны считать», что
измеренное значение скорости движения волн в луче света согласно
«принципу постоянства скорости света» окажется равным С для каждого
из наблюдателей, находящихся на этих материальных объектах.
Для объяснения этого «явления»
одних только математических формул, предложенных СТО и связывающих
скорость, пространство и время, здесь явно недостаточно.
Если эти
математические формулы получены в результате неверного постулата,
благодаря которому независимая переменная величина – скорость света
– заменена в них некоторой гипотетической константой, то явления,
предсказываемые формулами, не могут соответствовать физической
реальности.
Вариант первый – луч света
«сравнивает» собственную скорость со скоростью каждого из
наблюдателей и «подстраивает» свою скорость под скорость движения
каждого наблюдателя.
В этом варианте рассматриваемый луч света
должен, как минимум, обладать системой «автоматической» подстройки
скорости движения световых волн под одно и то же постоянное значение
С относительно любого движущегося в луче объекта.
Вариант второй, признаваемый
большинством последователей СТО (физиков-релятивистов), –
пространство и время, в которых движутся объекты, обладают свойством
изменяться в зависимости от скорости движения этих объектов.
Мы уже говорили, что в
пространстве нет и не может быть системы отсчета, «скрепленной» с
этим пространством, поэтому определить значение этой скорости
относительно «совершенно пустой» области пространства даже
мыслящему существу не представляется возможным.
Тогда, может быть, в зависимости от
скорости движения этих объектов относительно друг друга или
относительно некоторой вспомогательной системы отсчета, условно
считаемой неподвижной.
Но каким образом неодушевленные пространство
и время «сравнивают» между собой скорости движения этих объектов,
пространственно удаленных друг от друга.
В «совершенно пустой»
области пространства, разделяющей движущиеся объекты,
отсутствует переносчик информации, поэтому «сравнить» между собой
скорости движения объектов, находящихся на удалении друг от друга,
принципиально невозможно.
Может быть пространство и время
«сравнивают» скорость движения каждого из объектов со скоростью волн
в луче света, а затем «вычисляют» скорость движения этих объектов
относительно друг друга.
Эйнштейн
постулировал нам постоянство скорости света С
относительно любых движущихся объектов – «приемников
света».
Из этого постулата неизбежно вытекает обратное
утверждение – постоянство и равенство С скорости движения любых
объектов относительно волн общего луча света.
Соответственно,
поскольку объекты движутся с одинаковой скоростью С относительно
волн общего луча света, результат «вычислений» пространством и
временем скорости движения объектов относительно друг друга всегда
должен быть равен нулю (.
Налицо – противоречие практике, поскольку мы легко
убеждаемся, что объекты, движущиеся в общем луче света, догоняют и
обгоняют друг друга, то есть движутся с различными скоростями.
Эйнштейн
пишет: «Действительно, если каждый луч света в пустоте
распространяется со скоростью С относительно системы К, то световой
эфир должен всюду покоиться относительно К.
Но разве менее абсурдным является предположение о
постоянстве скорости некоторого объекта (света) относительно каждой
из двух «(или из бесконечно большого числа) физически
равноценных» систем, находящихся в том же состоянии
относительного движения.
Минковским, «связала» с помощью математических
формул воедино скорость, пространство и время, придав СТО лишь
внешнюю изящность и самодостаточность, но не предложила главного –
«механизма», устанавливающего причинно-следственные связи между
независимыми движениями.
Вряд ли у кого могут возникнуть сомнения в том, что здесь идет речь
об опытах Майкельсона и Майкельсона – Морли, направленных на
обнаружение скорости движения Земли сквозь светоносный «эфир», ибо
других неудавшихся попыток обнаружить движение Земли относительно
«светоносной среды» в то время еще не было.
Эйнштейн интуитивно
все-таки сомневался в незыблемости этой основы, поскольку позднее,
как уже упоминалось выше, стал отрицать связь появления
«принципа постоянства скорости света» с «отрицательным
результатом опыта Майкельсона – Морли».
В опыте
Майкельсона – Морли световые волны распространяются в двух взаимно
перпендикулярных направлениях с одинаковой скоростью С относительно
«эфира», но в процессе измерений поочередно одно из плеч
интерферометра движется вдоль световых волн, а второе –
перпендикулярно им.
Экспериментаторы, проводившие опыт,
считали частоту световых колебаний на зеркалах интерферометра
Майкельсона постоянной, полагая при этом, что имеют дело с
измерительным преобразованием «скорость движения Земли относительно
«эфира» – разность интервалов времени».
Реально же в опыте
осуществлялось измерительное преобразование «скорость движения Земли
относительно «эфира» – разность фаз» световых колебаний, суммируемых
на «экране» интерферометра.
Учёт изменений частоты световых
колебаний на обоих зеркалах «измерительного» плеча интерферометра
объясняет причину, по которой интерферометр Майкельсона оказался
полностью нечувствительным к скорости движения Земли сквозь «эфир».
Подробнее об этом можно прочитать в статье «О причине
невозможности измерения скорости движения Земли сквозь «эфир» с
помощью опыта Майкельсона – Морли».
Эйнштейна,
результат опыта Майкельсона – Морли не мог быть использован в
качестве экспериментального базиса для выдвижения «специального
принципа относительности» и «принципа постоянства скорости
света».
Оба «принципа» были выдвинуты всего лишь на
основе очередной неудачной попытки объяснения нулевого результата
опыта Майкельсона – Морли, в действительности свидетельствующего о
нечувствительности интерферометра Майкельсона к скорости его
движения относительно световых волн.
Если положенный в основу СТО «принцип постоянства скорости
света» принципиально не может существовать в природе и выдвинут
лишь на основе неверной трактовки результата опыта Майкельсона –
Морли, то каким же образом могут выполняться следствия из СТО.
При этом
необходимо представлять себе, что скорость хода часов в движущемся
состоянии определяется путем постоянного сравнения стрелок этих
часов с положением стрелок тех покоящихся относительно системы
k часов, которые измеряют время системы k и мимо
которых проходят рассматриваемые движущиеся часы».
Предполагалось, что лоренцево сокращение – реальное сокращение длины
любых движущихся сквозь «эфир» материальных тел, а не
«результат» наблюдения, зависящий от скорости
относительного движения этих тел и наблюдателей.
Тогда почему мы уже 100 лет
считаем реальностью не сами объекты наблюдения – материальные тела,
существующие самостоятельно и независимо от нас, а подменяем их
индивидуальными «представлениями» наблюдателей об этих материальных
телах, якобы зависящими от скорости относительного движения.
Даже
если действительно оказалось бы, что измеренное значение какого-либо
из параметров материального тела зависит от скорости движения неких
наблюдателей относительно этого тела, то почему бы каждому из этих
наблюдателей не ввести в результат измерений поправку, вычисленную
по уравнению связи измеряемого параметра с относительной скоростью
движения, и получить при этом единое для всех наблюдателей
действительное значение параметра наблюдаемого материального тела.
В действительности экспериментаторы регистрируют не кажущееся
замедление времени, а реальное замедление скорости протекания
физических процессов, происходящих в материальных объектах,
движущихся относительно нас с большими скоростями, сопоставимыми со
скоростью света, или с большими ускорениями.
Объективная причина
реального увеличения длительности протекания некоторых наблюдаемых
физических процессов, таких как, например, увеличение времени
«жизни» быстро движущихся нестабильных частиц, должна быть связана с
изменениями внутренней структуры этих частиц, возникающими
вследствие изменений интенсивности их взаимодействия с «эфиром» при
движении относительно него с субсветовой скоростью или большим
ускорением.
Сам собой напрашивается вывод, что сегодня мы введены в
заблуждение случайным совпадением математических формул, полученных
в СТО, с формулами, которые должны описывать объективно происходящие
процессы, и для объяснения замедления скорости протекания физических
процессов требуется иная теория.
«Барахтаясь» на
перекате XІX – XX веков, физика «заглотала» красивую наживку в виде
«принципа относительности» и намертво попалась на «стальной
крючок» абсолюта скорости света.
От точного ответа на главный вопрос
этой статьи – относительно чего постоянна скорость света – возможно
зависит слишком многое в будущей судьбе человечества.
О скорости светаПоследняя из новостей:
О том насколько понимание буквально всего в мире зависит от понимания механизмов психики и что нужно бы сделать: Познай самого себя.
Акимов
В развитии теоретической физики можно выделить три этапа: предварительный, классический макроуровневый и релятивистский (релятивистская физика - это физика больших скоростей, 18, с, 635).
Это решение заключается в разоблачении ошибочной сути постулата постоянства скорости света с параллельным доказательством реальности материального физического вакуума(19, с.
Чтобы обеспечить движение поперечных световых волн со скоростью, определенной достаточно точно еще в XVII веке, эфир должен был обладать фантастической упругостью, Большей, чем самая упругая сталь.
в которой тело движется со скоростью U, имеют в том же направлении скорость V относительно неподвижного наблюдателя, то скорость тела W относительно этого наблюдателя определяется правилом сложения скоростей, согласно которому W = V + U (20, с.
Трудности его проведения заключались в том, что скорость света в воде U = с/п = 225 000 км/с, где с - скорость света в вакууме, с = 300 000 км/с; п - показатель преломления воды, п = 1,33.
Если предположить, что эфир не увлекается частицами вещества при их движении или увлекается частично в зависимости от величины показателя преломления, то становится понятным объяснение опыта Физо с позиций классической физики: скорость движения частиц вещества не передается полностью находящемуся между частицами эфиру и поэтому не складывается со скоростью света в эфире в соответствии с правилом сложения скоростей, и для среды с показателем преломления, близким к единице, эфир остается неподвижным.
Но поскольку гипотеза была принята, перед учеными возник вопрос о ее экспериментальном подтверждении, Известно, что Земля в своем движении вокруг Солнца имеет скорость V = 30 км/с- Поэтому, если поставить опыт по обнаружению этой скорости движения Земли в мировом неподвижном эфире, то тем самым можно будет подтвердить справедливость гипотезы.
Бернал
Ученые рассчитывали на то, что исключительно высокая скорость света в сочетании с необычайной миниатюрностью его носителя - фотонов позволит уловить ничтожное влияние заполняющего все пространство эфира.
Если находящийся на Земле наблюдатель сумет измерить скорость луча света, движущегося в направлений, совпадающем с направлением движения Земли (по течению в эфире), а также скорость встречного луча света (против течения в эфире), то он легко сможет убедиться в различии этих скоростей,
Хитроумно приспособив для такого рода измерений высокочувствительный интерферометр, американский физик А.
Для спасения гипотезы неподвижного мирового эфира голландский ученый Лоренц (одновременно с американским ученым Фицджеральдом) предложил гипотезу сокращения размеров тела в направлении движения, Достаточно было предположить, что предметы, двигающиеся против течения эфира, изменяют свои размеры, сокращаются по мере приближения их скорости к скорости света.
Следуя своей философской концепции о том, что теория должна вытекать из опыта, Эйнштейн ставит свет в особое положение - канонизирует его, считая, что свет относительно любых движущихся тел всегда имеет одну и ту же скорость.
Мысль о таком особом положении света настолько овладевает Эйнштейном, что он возводит ее в закон постоянства скорости света, сформулированный им в работе "О принципе относительности" следующим образом; *.
-Закон постоянства скорости света в пустоте должен выполняться для движущихся относительно друг друга наблюдателей таким образом, что один и тот же луч света имеет одну и ту же скорость относительно всех этих наблюдателей" (20, с.
Другая часть ученых относится к СТО крайне отрицательно, считая ошибочными закон постоянства скорости света и преобразования Лоренца, использованные в качестве математической основы этой теории (20, 22, 79).
Но два постулата, лежащие в основе СТО, несовместимы, поскольку, согласно принципу относительности Галилея, один и тот же луч света не может иметь одну и ту же скорость относительно наблюдателей, движущихся относительно друг друга.
" Эйнштейн отмечает, что принципы относительности и постоянства скорости света являются непримиримыми, но "специальная теория относительности сумела их примирить ценой видоизменения кинематики, иначе говоря, ценой изменения физических представлений о пространстве и времени" (70, с.
Итак, в специальной теории относительности Эйнштейн обосновал новую кинематику, базирующуюся на относительности пространства и времени, благодаря чему ему удалось выдвинутый им закон постоянства скорости света подчинить принципу относительности.
Оказалось, что для описания физических процессов необходимо использовать четырехмерное пространство-время, положение точки в котором определяется тремя пространственными координатами X, Y, Z и временной координатой ct, где с = 300 000 км/с - скорость света в пустоте (70, с.
Теория относительности не отвергла механику Ньютона- Она отвела ей более скромное место науки, справедливой для движений, медленных по сравнению со скоростью распространения света.
Но теория относительности и теория квантовой механики должны были встретиться и начать как-то учитывать открытия, сделанные каждой из них, уже потому, что элементарные частицы способны двигаться почти со скоростью света, а фотоны же вообще движутся только со световой скоростью.
Существуют три основных свойства первичных торсионных полей, отличающих их от известных физических полей, это: способность торсионных полей переносить информацию без переноса энергии; передавать информацию со скоростью, превышающей скорость света;
распространяться не только в будущее, но и в прошлое (25,с,93).
Им просто нет нужды пользоваться малоскоростными, подверженными помеха:';
и требующими гигантских затрат энергии электромагнитными волнами, если они уже владеют торсионными технологиями.
o Скорость распространения торсионных волн не менее И^С, где С - скорость света в пустоте, С = 300 000 км/с, то есть практически мгновенно из любой точки Вселенной в любую точку (31, с.
поскольку скорость перемещения потенциала действия вдоль нервного волокна и время синаптической передачи не обеспечивают реально существующее быстродействие механизмов мышления и памяти.
Итак, любая наша деятельность сопровождается возникновением в окружающем нас пространстве физического вакуума торсионных полей, скорость распространения которых превышает скорость света в миллиард раз.
Кроме того, фундаментальные константы Вселенной: скорость света, заряд и масса электрона, постоянная Планка и другие - оказались таковыми, что даже малейшие изменения большинства из них привели бы к тому, что атомы и молекулы просто не могли бы образоваться.
Именно такое вспучивание тонкой океанической коры в Атлантике под напором расширяющихся недр и послужило предпосылкой к гибели Атлантиды, Интересно, что и в настоящее время этот регион (Азорские острова) испытывает медленный подъем (вспучивание) со скоростью порядка 1 см в год.
Сверхсветовая информация отвергает инвариантность скорости света и позволяет показать в реальном физическом эксперименте, что часы во всех ИСО идут синхронно, отвергая тем самым второй постулат СТО.
ru Галактический панорамный спидометр Как логическое следствием принципа постоянства скорости света, следующее утверждение является наиболее «удобным» для проверки специальной теории относительности, поэтому её критикам следует обратить на него самое пристальное внимание:«Никаким физическим экспериментом, проведенным в инерциально движущейся лаборатории, нельзя установить скорость последней».
Таким образом, в попытках опровергнуть СТО есть только один путь: показать её несоответствие реальному миру, показать, что принцип постоянства скорости света (принцип относительности) неверен, что можно определить состояние движения ИСО изнутри.
На мишени будут отображаться в «радарном» виде все величины скоростей прибора в пространстве (эфирного ветра): при изменении направления прибора будет отклоняться и точка на матрице.
При этом отображающиеся на мишени величины отклонений лазерного луча - отрезки от центра мишени до пятна, принимаются равными проекции скорости на плоскость мишени с точностью до постоянного множителя.
При длине луча 1 метр ожидаемое максимальное его отклонение луча (половина размаха) должно ориентировочно составить: xmax = 1000 * 200 / 300 000 = 0,67 мм,где:1000 – длина луча, мм200 – максимальная ожидаемая скорость Земли в пространстве (галактическая), км/сек300 000 – скорость света, км/секСветочувствительная матрица имеет размеры 1/6" - 1/3" мм с числом пикселей 320x240, 1280х960 и более, что составляет порядка 100 точек на миллиметр и позволяет ожидать достаточно высокую точность измерений.
Если вектор скорости эфирного ветра не лежит в плоскости x0z, то при полном обороте прибора вокруг рабочей оси y0 луч лазера w начертит на экране отрезок, параллельный оси x.
Все эти результаты могут быть получены в условно «закрытом» помещении, чтобы исключить возможность получения из других источников информации о скорости и направлении движения Земли.
И это будет бесспорным опровержением утверждения о том, что «Никаким физическим экспериментом, проведенным в инерциально движущейся лаборатории, нельзя установить скорость последней».
«Скорость равномерно движущейся системы координат (в нашем случае ЗЕМЛИ) может быть реально измерена устройством, в котором источник излучения и приемник находятся в покое как относительно друг друга, так и самой системы координат.
Этот факт является основанием для пересмотра утверждения специальной теории относительности о независимости скорости света от движения системы наблюдателя» [15].
«Между квантовой теорией и специальной теорией относительности существует неустранимое противоречие, касающееся скорости передачи взаимодействия и квантовой нелокальности» [9].
То, что две запутанные квантовые частицы осуществляют «синхронизацию» своих состояний со сверхсветовой скоростью, означает, что ни один из перечисленных «переносчиков» взаимодействий не может осуществить эту операцию.
Действительно, рассмотрим «поэлементно» одно из уравнений Лоренца, часто встречающихся в литературе: (2)Опишем величины, входящие в подкоренное выражение полным, развёрнутым текстом:с - это скорость света, инвариантная величина, значение которой неизменно, из какой бы системы отсчёта мы её ни фиксировали;v - это скорость инерциальной системы отсчёта, движущейся относительно условно неподвижной системы, и длина которой с точки зрения неподвижной системы вычисляется в этом уравнении.
Движущаяся тахионная система отсчёта и сравнение скоростей фотонов γ1 в неподвижной и γ2 в подвижной системах отсчёта Согласно уравнениям Лоренца, но вопреки известному явлению сокращения здесь будет наблюдаться обратный эффект: движущаяся со сверхсветовой скоростью ИСО будет… удлиняться.
Выберем скорость v тахионной системы отсчёта такой, что она удлинится, например, как показано на рисунке – в 4 раза: (3)произведя тривиальные преобразования, оценим эту скорость: (4)В этих уравнениях опущена мнимая единица, поскольку для устранения неприемлемых мнимых величин считается мнимой величиной собственная длина тахионного объекта (тахиона).
В доказательство приводится релятивистское уравнение для энергии тахиона, из которого следует, что энергия тахиона изменяется, поэтому и скорость его также не может быть одинаковой для всех ИСО.
Таким образом, для устранения всех релятивистских странностей и абсурдов при рассмотрении тахиона инвариантом следует считать скорость тахиона, а не скорость света.
Отсюда неизбежно следует логическая цепочка: квантовая нелокальность требует наличия сверхсветового материального носителя информации в полном согласии со стандартной моделью элементарных частиц и взаимодействий; нелокальное явление запутанности позволяет доказать синхронность хода движущихся часов; сверхсветовой аргумент в дополнение к запутанности также отвергает инвариантность скорости света.
Но такое распределение скоростей
молекул по направлениям (хотя любая из них может в какой‑то свой момент
времени двигаться в данном направлении) совершенно невероятно, ибо каждая
молекула должна «угадать» одно‑единственное направление и все это должно
произойти одновременно с огромным множеством молекул.
По порядку величины эта вероятность равна тому, что у молекул целого моля газа под
поршнем вдруг появится скорость, направленная в одну сторону и второе начало
термодинамики будет нарушено: внутренняя энергия газа перейдет в кинетическую
энергию поршня почти целиком.
В
учебнике астрономии приводится простой способ определения скорости удаления
излучающего объекта по величине «красного смещения», если последнее
действительно обусловлено эффектом Допплера.
Используя простейшие приемы
сложения векторов, легко показать, что если две точки удаляются от третьей со
скоростями, пропорциональными расстояниям до нее, то и друг от друга эти две
точки удаляются со скоростью, пропорциональной расстоянию между ними, причем с
тем же коэффициентом пропорциональности (рис.
Исходя из того, что никакая
звезда во Вселенной не должна обладать каким‑то особым качеством, логично
предположить, что всезвезды и галактики удаляются друг от друга со
скоростями, пропорциональными расстоянию между ними, и таким образом вся
Вселенная расширяется.
Это
предположениедается в школьном учебнике под названием закона Хаббла,
который гласит, что скорость удаления галактики от нас пропорциональна расстоянию
до нее.
Повторим
еще раз использованные, но недоказанные предположения для закона Хаббла:
– «красное
смещение» в спектрах далеких галактик обусловлено исключительно только
допплеровским эффектом;
– расстояния
до галактик пропорциональны скоростям разбегания.
Если их размеры,
скорость и расстояние до них рассчитать по эффекту Допплера и красному смещению
и принять во внимание то, что их светимость обратно пропорциональна квадрату
расстояния до них, как и для всех источников света, то окажется, что никакие
известные науке источники энергии, включая термоядерный синтез, не могут
обеспечить столь высокого уровня излучения, каковое наблюдается у квазаров во всем
диапазоне частот.
Кроме
того, обнаружены весьма удаленные объекты во Вселенной, относительные скорости
которых, будучи рассчитаны по эффекту Допплера приближаются к скорости света.
Об
этом также сообщает школьный учебник, но умалчивает, что рассчитаны значения
относительных скоростей, в некоторых случаях во много раз превышающие скорость
света.
Далее,
если по красному смещению и закону Хаббла определить размеры и скорости
удаленных галактик, а по ним рассчитать их массы, то окажется, что эти массы в
50 раз меньше, чем необходимо для поддержания гравитационной стабильности
скопления.
Если так, то никакого
«закона Хаббла» просто не существует, поскольку скорости разбегания звезд и
галактик должны были бы расти скачками, а не по линейной зависимости.
Саттерфилд пришли к
выводу, что с течением времени скорость света снижается, притом
экспоненциально, так что за время, порядка 10000 лет должна была бы
уменьшиться в десять миллионов раз.
Если
в непосредственных измерениях заметить изменение скорости света со временем
трудно, то гораздо проще уловить полупроцентное расхождение во времени
астрономических часов с часами, основанными на радиоактивном распаде, ход
которых пропорционален скорости света.
За несколько лет легко заметить
расхождение двух типов часов на одну секунду и тем самым обнаружить изменение
скорости света с точностью до тысячной доли процента.
Если скорость света в прошлом была выше, то и для поддержания той же энергии
излученного когда‑то света длина волны его должна быть меньше, что и
вызывает «красное смещение».
Наблюдения показывают, что
закручивающиеся спирали галактик совершили не более одного‑двух оборотов,
а скорость их закручивания, определяемая по эффекту Допплера или же из
равенства гравитационных и центростремительных сил, составляет порядка одного
оборота в 100 млн.
«Мосты»
из вещества
В
отдаленных галактических скоплениях между некоторыми галактиками существуют
«мосты» из вещества, при этом галактики разбегаются друг от друга со
значительными скоростями.
Солнечное сжатие
В
1979 году известный астроном Джек Эдди из обсерватории «Хай Олтитьюд»
(Колорадо, США) обнаружил, что Солнце сжимается, причем с такой скоростью, что
если сжатие не прекратится, то оно исчезнет в течение сотни тысяч лет.
Впоследствии
факт сжатия Солнца был неоднократно подтвержден, хотя скорость этого сжатия
принимают как можно меньшей – надо же, в конце концов, спасти миллиарднолетний
возраст.
К примеру, скорость света, как бы
она ни изменялась со временем, последнюю тысячу лет наверняка была ближе к
своему нынешнему значению, чем когда бы то ни было в отдаленном прошлом.
Если не считать нынешнего радиационного загрязнения среды, логично было бы
предполагать, что солнце облучает землю за всю ее историю равномерно и,
следовательно, скорость образования углерода‑14 постоянна.
В
начале истории земли, когда только началось образование в ее атмосфере 14С,
очевидно, концентрация изотопа была столь мала, что скорость распада
практически равнялась нулю, между тем как скорость образования была постоянной.
Очевидно, за срок в несколько периодов
полураспада скорость распада должна была догнать скорость образования, и тогда
наступило бы желаемое равновесие: сколько углерода‑14 образуется, столько
же и распадается.
Вот с этого момента в истории земли углеродный метод стал бы
самым надежным среди прочих методов датировки – лишь бы только солнце не меняло
скорости образования 14С.
На
сегодняшний день соотношение между скоростями таково: скорость
образования 14С составляет 2,5•10^4 реакций на квадратный метр поверхности
земли в секунду, а скорость распада в тех же единицах – 1,6•10^4, то есть в
полтора раза меньше.
О
возрасте земли можно с достаточно большой уверенностью утверждать, что он не
превышает 2‑5 периодов полураспада 14С, так как в противном случае
скорости образования и распада успели бы выровняться.
Скорость образования из‑за большей
яркости солнца в прошлом могла быть больше или же меньше, если земная атмосфера
была чем‑то еще защищена (магнитным полем или водно‑паровым
экраном).
По
современным темпам образования почвы можно полагать, что при нынешней
растительности, которая значительно уступает древней по пышности и скорости
почвообразования, большинство современных почв должно было сформироваться за 5‑20
тысяч лет (слой в 20 см).
Приложение к уроку 3
Расчет возраста земной атмосферы по методу
углерод‑14
Говоря
об углеродном методе датировки, мы отметили, что скорость образования углерода‑14
в атмосфере выше скорости распада его.
в любой момент времени будем полагать
v
= kс, (1)
где
v– скорость распада в тех же единицах, что и u– скорость
образования, с– концентрация 14С в данный момент, k– постоянный
коэффициент, не зависящий от времени, что строго говоря неверно, если скорость
света меняется.
Теперь
постараемся вывести закон изменения концентрации 14С в атмосфере земли, а с использованием
его и известных на сегодняшний день значений скоростей образования и распада,
определим возраст атмосферы земли в нашей модели.
В
произвольный момент времени tвыделим некоторый малый промежуток dt,в
продолжение которого концентрация 14С изменится так мало, что скорость распада
останется практически неизменной.
Иными словами,
и
– kс = и·exp(– kt) (9)
или,
разрешая относительно с:
c= (u/k)·(1
– exp(– kt)) (10)
График
этой функции очень похож на зависимость скорости изменения концентрации от
времени, который мы уже разбирали на уроке (рис.
Мы
же, располагая данными только современных скоростей образования и распада,
возьмем производную от (10) и приравняем к разности современных значений u
и v,известных нам на нынешний день.
Прежде
всего, если скорость образования 14С была меньше, чем ныне, благодаря вероятно
существовавшему защитному водно‑паровому экрану земли, то из (14)
следует, что и Т должно быть меньше, то есть 8400 лет – завышенная цифра
возраста.
Далее,
если скорость света в прошлом была больше и распад шел быстрее, то и период
полураспада был меньше, – значит, по (14) и наше значение Т также
должно быть меньше.
Полученное же нами значение возраста
несколько завышено по сравнению с библейским значением – очевидно, благодаря
трудно учитываемому изменению скорости света, а значит, и плохо предсказуемому
нарастанию периода полураспада со временем.
Образование нуклеотида, на которое современному химику со
сложнейшей аппаратурой понадобится не один день, в клетке происходит со
скоростью 100 раз в секунду, при этом подсчитано, что ошибки такого быстрого
копирования исходной ДНК происходят со средней частотой один раз на сто
миллиардов (10^11) нуклеотидов.
Так как
скорость света приблизительно равна одному футу
(1 фут = 30,48 см) в наносекунду, то система способна с
удивительной точностью определять расположении
объектов на Земле или в околоземной окружающей
среде.
Так, если в качестве опорных использовать
гипотетические часы на северном или южном полюсе
Земли, то часы на земном экваторе идут медленнее
из-за относительной скорости вследствие
вращения Земли, но быстрее из-за большего
расстояния от центра масс Земли вследствие
сплющенности Земли.
Из-за того, что скорость
вращения Земли определяет ее форму, эти два
эффекта не являются независимыми, и именно
поэтому они не полностью компенсируют друг
друга.
Специальная теория относительности
(СТО) предсказывает, что атомные часы,
перемещающиеся с орбитальной скоростью
спутников системы GPS идут медленнее примерно на
7200 нс/день, чем неподвижные наземные часы.
Чтобы
не иметь часы с такими большими различиями
скорости хода, спутниковые часы перед запуском
регулируют на такую скорость хода, чтобы
компенсировать эти предсказанные эффекты.
Но если ошибки
были бы значительно большими, чем дисперсия
скорости среди 24-х спутников GPS, которая не превышает 200 нс/день при
нормальных обстоятельствах, она была бы замечена
даже без изучения.
Так что мы можем заявить, что
эффект изменения скорости хода часов,
предсказанный ОТО, подтвержден не хуже чем в
пределах ± 200 / 45 900 или
приблизительно 0,7 %, а предсказанный СТО эффект
подтвержден в пределах ± 200 / 7 200
или приблизительно 3 %.
Обнаружены также 12-часовые вариации
(орбитальный период) в скорости хода часов из-за
небольших отклонений орбитальной высоты и
скорости спутников, вызванные маленьким
эксцентриситетом их орбит.
Изменения, вызванные
изменением высоты и изменением скорости, хотя и
не отделимы друг от друга, но оба они отчетливо
представлены, потому что наблюдаемая амплитуда
равняется сумме из двух предсказанных амплитуд.
Но наша цель здесь
состоит не в том, чтобы установить наиболее
строгий предел на возможные изменения скорости
света, а скорее определять, какое может быть
максимально возможное изменение, которое может
остаться совместимым с данными.
Из-за этой точности, система показала, что
скорость радио сигналов (или "скорость
света") является той же самой от всех спутников
до всех наземных станций всегда и во всех
направлениях в пределах ± 12 метров в секунду (м/с).
Если
расстояние между часами известно, то, разделив
расстояние на временной интервал между
передачей и приемом сигнала, мы получим
одностороннюю скорость сигнала.
Если
используется эйнштейновский метод
синхронизации часов, то измеренная скорость
должна быть скоростью света по эйнштейновскому
определению синхронизации (которое
предполагает, что скорость света одна и та же во
всех инерциальных системах отсчета).
Наш результат здесь просто указывает,
что измеренная скорость не изменяется как
функция от времени дня или направления движения
спутника на орбите, когда синхронизирующие
поправки времени сохраняется неизменными в
течение одного дня.
Что касается сезонных
вариаций, то все спутниковые часы корректируются
так, чтобы держаться поближе к первичным часам
американской военно-морской обсерватории, чтобы
предотвратить чрезмерное накопление ошибок от
случайных изменений скорости хода в течение
длительных временных периодов.
Так что мы не
можем делать прямые сравнения между различными
сезонами, но просто обращаем внимание, что одно и
то же значение скорости света работает одинаково
хорошо в любом сезоне.
Так что счетчик периодов
частоты переходов цезия (или соответствующее
явление в случае использования рубидиевых
атомных часов) регулируется на Земле перед
запуском так, чтобы после вывода на орбиту часы
отмечали целые секунды с той же самой средней
скоростью, что и часы на Земле.
Поэтому кажется,
что часы GPS перед запуском на Земле идут
медленнее по сравнению с наземными часами, но
после запуска на орбиту с соответствующей
высотой они идут с той же самой скоростью, что и
часы на Земле.
Часы GPS предварительно
отрегулированы для учета релятивистских
изменений скорости так, чтобы они продолжали
идти с тем же самым тепром, что и наземные часы
даже при движении с высокими относительными
скоростями.
Это потому, что циклотронные
эксперименты показали, что, даже ускорение в 1019 g (g = ускорение свободного падения на
поверхности земли) на скорость хода часов не влияет.
Обычные бортовые часы идут более медленно,
чем бортовые часы GPS, потому
что их темп хода отличается в гамма раз, что
предсказывает СТО для замедления хода всех
часов, движущихся с относительной скоростью v
[гамма = 1/sqrt(1-v2/c2]).
Но всюду куда перемещающийся близнец попадает,
пока его скорость относительно земной системы
отсчета не изменяется, показания его GPS часов
будут одинаковыми с показаниями любых часов,
синхронизированных с земными часами и
покоящихся в системе отсчета Земли, мимо которых
он пролетает на своем пути.
Поскольку эта разность темпа хода
имеется в каждый момент полета, начиная с самого
первого момента, не удивительно, если
путешествующий близнец выполнит весь полет туда
и обратно без изменения скорости и возвращается
на Землю.
Независимые эксперименты по
специальной теории относительности
Эксперимент
Описание
Год
Бредли
Открытие
аберрации света
1728
Френель
Свет
увлекается локальной среды
1817
Эйри
Аберрация
не зависит от локальной среды
1871
Майкельсон-Морли
Скорость
света, не зависит от орбитального движения Земли
1881
Де
Ситтер
Скорость
света не зависит от скорости источника
1913
Саньяк
Скорость
света зависит от угловой скорости вращения
1913
Кеннеди-Торндайк
Движение
влияет на измеренное время
1932
Айвс-Стилвелл
Ионы
излучают на частотах, зависящих от их движения
1941
Фриш-Смит
Радиоактивный
распад мезонов замедляется при их движении
1963
Хафеле-Китинг
Ход
атомных часов зависит от вращения Земли
1972
Система
GPS
Часы во
всех системах отсчета непрерывно
синхронизируются
1997
Некоторые из экспериментов по
различным аспектам СТО (см.
Их
пониманию могло бы помочь осознание того, что
Луна, находящаяся в поле тяготения Земли, не
испытывает аберрацию так, как это делают
отдаленные звезды, а только в намного меньшей
степени, только благодаря ее маленькой скорости
в поле тяготения Земли.
Другой ключ к разгадке пришел в 1913 к Де
Ситтеру, сотрудничавшему с Фиппсом [3], оба из
которых напомнили нам, что компоненты двойных
звезд с высокими относительными скоростями тем
не менее имеют одинаковую звездную аберрацию.
В самой простой
интерпретации, это демонстрировало, что скорости
относительно местного поля гравитации
прибавляются или вычитаются из скорости света в
эксперименте, так как интерференционные полосы
перемещаются.
Когда Айвс и Стилуэлл показали в 1941,
что частоты, испускаемые ионами, зависели от их
движения, Айвс думал, что он разрешил раз и
навсегда вопрос и что только относительная
скорость имела значение.
Ричард Китинг был удивлен в 1972, что
двое атомных часов, перемещающиеся в
противоположных направлениях вокруг Земли,
после сравнения с третьими часами, которые
оставались на месте, показали замедление,
зависящее скорее от их абсолютной скорости через
пространство – от векторной суммы скорости
вращения Земли и скорости самолета,
– чем от относительных скоростей часов.
Де
Ситтер
Скорость
света не зависит от источника
Аберрация
от двойных звезд
Саньяк
Скорость
света зависит от вращения
Локальное
поле гравитации, не вращающееся
Кеннеди-Торндайк
Часы
замедляются
Движение
относительно локального поля гравитации
Айвс-Стилуелл
Ионы
замедляются
То же
Фриш-Смит
Мезоны
живут дольше
То же
Хафеле-Китинг
Часы
зависят от вращения
Привилегированная
система отсчета показана
Система
GPS
Универсальная
синхронизация
Привилегированная
система = локальная гравитация
В таблице 2 суммируется то, что
различные эксперименты должны сказать
относительно привилегированной системы отсчета.
Равноправность систем
отсчета, требуемая СТО, когда Эйнштейн принял,
что все инерциальные системы отсчета
эквивалентны, вводит второй фактор влияния на
"время" в природе, который не отражается
только в одной лишь скорости хода часов.
Но
наблюдатель, находящийся здесь и сейчас, но
движущийся с достаточно высокой относительной
скоростью (скажем, равной 99% от скорости света;
гамма = 7) может считать, что “сейчас” на Альфа
Центавра другая дата - 9/1994 (подразумевая, что он
только один месяц назад по земному времени
вылетел оттуда, и тогда там была дата 8/1994).
Если близнец-путешественник облетает
вокруг Альфа Центавра на скорости 0,99*С, то когда
он направляется к Земле, его мнение изменяется и
он считает, что “сейчас” на Земле дата 9/2002.
Силы электромагнитного
характера становятся все менее и менее
эффективными с увеличением скорости движения
относительно привилегированной системы отсчета,
и приближаются к нулю, когда скорость
приближается к скорости света.
Но никакой проблемы в принципе не
существует для достижения любой скорости в
прямом направлении времени, используя силы типа
сил тяготения, которые сохраняют свою
эффективность и при высоких скоростях.
Существует мнение, что нельзя достигнуть скорости света (С) по той причине,
что при разгоне будет расти масса и ускорение будет падать, и при приближении к
скорости (С), масса будет стремиться к бесконечно большой величине.
В последнем случае
обоснование совершенно иное :)
Получается,
что при достижении какой-то скорости V, свет будет распространяться
вперёд - медленнее, назад - быстрее.
С точки зрения
движущегося (с любой скоростью) тела свет будет по-прежнему распространяться во
все стороны со своей предельной скоростью, а с его точки зрения скорость (преодоленное
расстояние, деленное на время, может быть выше скорости света для внешнего
наблюдателя, вплоть до приближения к бесконечности потому, за его время он
будет преодолевать расстояние большее, чем за время наблюдателя, неподвижного
относительно него).
Рушится не теория относительности, а ее упрощенно-вульгарное
понимание :) Чтобы снять лапшу с ушей, столь резво навешанную автором,
рекомендую прочесть Парадоксы теории относительности
или, со всей серьезностью - Изложение теории относительности для
астрономов (1,8mb)
Выходит,
что существует некий эфир, относительно которого скорость - понятие абсолютное - совершенно ничем не обоснованная мысль, и законы
классической механики Ньютона на больших скоростях, уже не работают.
Я нашёл выход из этого "безвыходного" положения, и
доказал, что законы Ньютона и Евклидова геометрия - одинаковы на любых
скоростях, и теория относительности - ЕДИНА.
Скорость света (С),
или скорость максимального взаимодействия - это нулевое
пространство, где длинна, высота, ширина – ноль, масса –
ноль, время отсутствует.
Вот уже
проявление некорректности: сначала говорить, что скорость – “это километры в
секунду ”, а потом просто объявить ее километрами (квадратными что ли для
случая плоскости.
Законы вообще нигде не меняются
:) а вот кинетическая энергия, сообщенная телу его скоростью относительно
других тел, меняет его массу относительно этих тел строго по формуле Эйнштейна E=mc2.
Чтобы придать массе приращение скорости, нужно
последовательно воздействовать на все ее составляющие элементарные составляющие
овеществленного поля (“элементарные частицы”), относительно общего фона
вырожденной энергии вакуума.
Набранная ракетой скорость, будет
V = a*t.
Можно
набранную ракетой скорость вычислить сразу, подставив первую формулу во
вторую:
V = (F*t)/m
Где F
= P (кг) * 9,8 (м/с2),
где P – сила тяги двигателя в килограммах.
Ракета остановится (относительно первой), а её удаление от
первой будет зависеть от пройденного пути во время разгона, и времени
пребывания на набранной скорости.
Обобщенно эти различные формулировки парадокса можно свести к трем группам:- при вращении колеса спицы деформируются;- невозможно вообще раскрутить колесо из абсолютно твердого материала;- при раскрутке со световой скоростью (обода) колесо стягивается в точку, исчезает.
Например, в работе «Теория относительности в элементарном изложении» приводится такая формулировка:«Вначале колесо неподвижно, а затем приводится в столь быстрое вращение, что линейная скорость его краев приближается к световой.
Причину возникновения разности угловых скоростей автор не объясняет, ссылаясь на Эренфеста, и лишь добавляя:«Сами релятивисты не смогли привести никаких объяснений физических причин ни для объяснения гипотезы, ни для объяснения парадокса» [2].
Так как скорость каждого элемента окружности направлена по касательной, то она (окружность) должна испытывать лоренцево сокращение, то есть её размер для внешнего наблюдателя должен казаться меньше, чем её собственная длина.
Тогда величина R' должна удовлетворять двум противоречащим друг другу требованиям:а) длина окружности вращающегося цилиндра по сравнению с состоянием покоя должна сократиться:2πR`<2πR,поскольку каждый элемент такой окружности движется в направлении касательной с мгновенной скоростью R'ω;б) мгновенная скорость какого-либо элемента радиуса перпендикулярна его направлению; это значит, что элементы радиуса не подвергаются никакому сокращению по сравнению c состоянием покоя.
Если считать, что деформация каждого элемента радиуса определяется не только мгновенной скоростью центра тяжести, но также и мгновенной угловой скоростью этого элемента, то необходимо, чтобы функция, описывающая деформацию, содержала кроме скорости света с еще одну универсальную размерную константу, или же в нее должно входить ускорение центра тяжести элемента» [9].
В этом случае внешний наблюдатель не заметит никаких изменений, даже если колесо-кольцо будет раскручено до световой скорости: лишь бы материалу колеса хватило запаса упругости.
Действительно, в том парадоксе тоже есть три точки: неподвижная; верхняя, движущаяся с некоторой скоростью и средняя, движущаяся с половинной от верхней скоростью.
Сокращенную длину окружности каждого обода определяем по уравнениям Лоренца: Здесь мы рассматриваем задачу в системе единиц, в которой скорость света с = 1.
Следовательно, радиусы их новых окружностей составят: Отношение радиусов ободов после раскрутки равно: Это выражение показывает, что отношение радиусов смежных слоёв зависит от скорости вращения.
Вычислим это отношение для указанного условия: Для наглядности отбросим левое равенство: Делим всё на k Возводим в квадрат обе части равенства Избавляемся от дробного вида Переносим влево члены с радиусами, а вправо члены без радиусов Собираем подобные члены Переписываем уравнение как решение для члена с радиусом Видим, что справа в равенстве есть сократимые члены Сокращаем Заменяем угловую скорость на линейную Извлекаем корень и находим значение скорости Пересечение может начаться между соседними слоями, для которых почти k = 1.
Собственно пересечение возникает при скорости внешнего обода: Во-первых, это означает, что наше допущение о возможности раскрутить диск оказалось правомерным.
Во-вторых, мы обнаруживаем, что два соседних бесконечно тонких слоя-обода будут давить друг на друга только при их скорости, составляющей более 0,7 от скорости света.
Но у обнаруженного сокращения, сжатия радиусов есть довольно странная особенность: это сокращение возможно только до тангенциальной скорости внешнего обода, не превышающей 0,7 скорости света.
Любой наблюдатель, движущийся мимо платформы, будет видеть её уменьшенную длину, в зависимости от относительной скорости, и уменьшенную длину объекта «кирпичи с интервалами».
До этой скорости все ободы сжимаются, не пересекая друг друга, без деформации плоскости диска, внешний радиус которого при этом уменьшится до 0,7 от исходного значения.
Для того, чтобы выяснить, что произойдёт с колесом после превышения внешним ободом скорости 0,7 от скорости света, изменим форму колеса так, чтобы слои не мешали друг другу.
Начнём раскручивать конус из состояния покоя до скорости 0,7 от скорости света и затем до скорости света, после чего уменьшим скорость в обратной последовательности.
Понятно, что это невозможно и мы приходим к выводу: при достижении внешним ободом абсолютно твердого колеса скорости √2/2 от скорости света дальнейшего увеличения этой скорости не будет.
При этом в зависимости от материала колеса его часть, превышаются 0,7 от радиуса при раскручивании обода до световой скорости, будет либо разрушена, разорвана, если материал недостаточно эластичен, либо всё колесо целиком испытает лоренцево сжатие до бесконечно малого радиуса с точки зрения внешнего наблюдателя.
Если остановить колесо до его разрушения и до достижения скорости 0,7 от скорости света, то оно примет для внешнего наблюдателя свою исходную форму без каких-либо повреждений.
Введение в теорию относительности сверхсветовых частиц - тахионов (квантино) позволяет движение в прошлом, приводит к нарушению причинности, отрицает Лоренц-инвариантность и инвариантность скорости света - второй постулат специальной теории относительности.
В нижеследующих выкладках, если это не влияет на выводы, я не буду делать различия между тахионом (tachyon) и любой частицей, движущейся со сверхсветовой скоростью (faster than light), например, сверхсветовой частицей квантино (quantino), упоминавшейся Вейником [4, 6].
Из логических соображений следует рассматривать три варианта этой скорости: бесконечно большая скорость (мгновенная), переменная в процессе движения и некая фиксированная сверхсветовая скорость.
Он приходит к выводу, что физическими законами движение электрона со сверхсветовой скоростью не запрещено, хотя и не является свободным, легко осуществимым:«Несмотря на то, что движение с постоянной скоростью, превышающей скорость света, не является для электрона свободным, это движение не запрещено с физической точки зрения, так как требует (даже если скорость бесконечна) в каждый момент приложения только конечной силы, а также для любого конечного пути только конечной работы» [1].
Полученные выводы, таким образом, относить к тахиону, который, по мнению многих исследователей, не имеет заряда и может иметь любую сверхсветовую (superluminal) скорость, вряд ли корректно:«Движение электронов, имеющих равномерный поверхностный заряд, с постоянной скоростью, превышающей скорость света, на самом деле невозможно, это потребовало бы бесконечно больших затрат сил и энергии» [1].
В этом случае, казалось бы, уравнение должно иметь такой же вид, как и для досветовой скорости: (1)Здесь L - это собственная длина движущегося тахиона, а L` - его длина в неподвижной системе отсчета.
Отношение квадратов скоростей существенно больше единицы, поэтому отбросим единицу за малостью: (2)В левой половине рисунка лоренц-инвариантность не учтена: сфера тахиона не вытянута, а сжата, хотя некоторые авторы считают, что под научным употреблением термина тахион подразумеваются лоренц-инвариантные объекты, которые не нарушают принцип относительности.
Аналогичные результаты можно получить для энергии частицы, движущейся со сверхсветовой скоростью: (4)Признавать энергию мнимой величиной считается невозможным, следовательно, для сохранения равенства какая-то из величин в правой его части должна быть мнимой.
В некоторых работах проскальзывает мысль, что сверхсветовая скорость тахиона – едва ли не условность, что она не позволяет передавать информацию быстрее света, следовательно, не нарушает постулатов СТО, что и приводит к сохранению причинности.
Опишем входящие в него величины полным, развёрнутым текстом:с - это скорость света, инвариантной величины; значение этой скорости неизменно, из какой бы системы отсчёта мы её ни фиксировали;v - это скорость инерциальной системы отсчёта, движущейся относительно нашей условно неподвижной системы, и длину которой мы вычисляем в этом уравнении; инерциальная система отсчета представляет собой, условно говоря, некоторую тележку, с которой связана система координат, и на которой установлены часы.
В противном случае это банальная подмена понятий, естественно и неизбежно ведущая к появлению субстанции, имеющей сомнительно материальную природу с большим набором мнимых характеристик: нельзя требовать от ИСО инвариантности её скорости.
Более того, если существует скорость передачи информации (или движения), превышающая скорость инварианта, в теории относительности неизбежно возникает парадокс, абсурд.
В-третьих, если же директивно применить к тахионной системе отсчёта инвариантность скорости света, требуя, чтобы внутри неё фотон двигался с неизменной скоростью во всех направлениях, то для любой обычной досветовой ИСО, движущейся мимо, этот фотон будет иметь скорость не меньше скорости тахионной системы отсчета.
Если же мы признаемся, что лоренц-инвариантность к тахиону неприменима, то всё неожиданно встаёт на свои разумные места, опровергая доводы Фейнберга:«Инвариантность скорости света относительно различных наблюдателей связана не только с использованием света для синхронизации часов, но и с тем эмпирическим фактом, что относительно любого наблюдателя скорость света не зависит от его энергии, т.
В этом случае сразу же исчезают все мнимости в его описании, и мы получаем либо физику Ньютона с возможностью бесконечных скоростей, либо тахионную теорию относительности с новым инвариантом скорости.
На выбранном луче выбираем новую физическую точку,
которая движется по выбранному лучу с постоянной скоростью (удаляясь или
приближаясь относительно неподвижной точки отсчета) и определяем новую систему
отсчета Минковского с этой подвижной точкой отсчета и тем же выбранным направлением.
Пространство–время в системе
отсчета определяем как кватерное множество
событий
,
(1)
где с — скорость света,
звездочка означает умножение на мнимую единицу, — время, отсчитываемое от некоторого
начала в точке отсчета, и — радиус–вектор из точки отсчета.
Пусть
далее другая система отсчета — с точкой отсчета , расположенной на оси , и тем же выбранным
направлением — движется, удаляясь или приближаясь к точке отсчета О, с постоянной скоростью вдоль оси.
Определение одновременности: Если два события в
системе отсчета определены радиусами-векторами и в моменты времени, соответственно, и , то эти события называются
одновременными относительно точки отсчета, если
,
(5)
где — скорость света, и — длина радиальной (относительно
точки отсчета) составляющей вектора (подробнее см.
Если источник света
находится не на выделенном луче и направление на источник образует угол с
выделенным лучом, то переходя к новой системе отсчета Минковского с той же
точкой отсчета (приемник света) и новым выделенным направлением на источник,
имеем единственное отличие от «старой» системы отсчета Минковского в том, что
теперь проекция вектора скорости на выделенное направление равна .
Поперечная (относительно направления на источник) составляющая
вектора-скорости дает
эффект, называемый аберрацией света, в частности, имеет место
(13)
— формула для наблюдаемого
с Земли отклонения положения звезд на небесной сфере вперед по ходу движения.
Так, можно считать, что
тангенциальная скорость звезд определяется по классическому закону вращения,
без ограничения скоростью света, , где — радиус-вектор звезды, а — угловая скорость Земли
(проблема здесь в том, что тангенциальные скорости, определяемые этой формулой,
больше скорости света даже для ближайших звезд).
Пусть система неподвижна, движется вдоль прямой со скоросью относительно системы , а система — вдоль той же прямой со
скоростью относительно
системы и с
результирующей скоростью относительно системы.
Вычисляя тангенс суммы и
подставляя значения тангенсов из (14) – (16), получаем
(18)
— формулу сложения скоростей.
Это связано с тем что в традиционной СТО релятивистские эффекты зависят от
квадрата скорости и, следовательно, не зависят от знака скорости, что и
приводит иногда к противоречиям в их интерпретации.
Кауфманом и на современных ускорителях
(зависимость массы от скорости (20) была также найдена нами в ньютоновской
модели Вселенной при доказательстве принципа Маха, гл.
(22)
Напомним, что если система отсчета (штрихованная) движется
с постоянной скоростью вдоль выделенного направления неподвижной
системы , то
(см.
Заряд электрона,
электрические и магнитные поля в приборе Кауфмана можно считать лишь “технической
частью” прибора, обеспечивающей релятивистские контролируемые скорости материальных частиц (в данном
конкретном опыте — электронов).
Поэтому, сохраняя основную идею понятия динамической
массы как меры взаимодействия материальной частицы с полем, отвлекаемся от
конкретной природы поля и от способа придания частице постоянной скорости.
И пусть
материальная частица массы (массы покоя) движется с постоянной
скоростью вдоль
прямой, проходящей через фиксированную точку поля (инерциальной
системы).
инерциальная система
«действует» на частицу массы m,
движущуюся относительно инерциальной системы с постоянной скоростью , так, как если бы её
масса определялась выражением (25).
Рассмотрим подробнее
переходный процесс (попрежнему с идеальной переходной характеристикой) воздействия
точки инерциальной системы (поля) на движущуюся с постоянной скоростью частицу
массы m.
(26)
Поскольку сама инерциальная
система, по определению, не изменяется после прохождения «сквозь неё»
материальной частицы с постоянной скоростью, остается единственная возможность, что эта масса «уносится» частицей.
если частица массы движется с постоянной
скоростью относительно
некой инерциальной системы, то каждая точка инерциальной системы (или, что то
же самое, каждая точка инерциального гравитационного поля Вселенной в
соответствующей точке инерциальной системы) сообщает частице количество
движения (28).
(28) легко обобщается и на векторную скорость),
инерциальная система в каждой точке сообщает частице одно и то же количество
движения (импульс — для вектор-скорости), т.
Рассмотрим однородное твердое тело с осевой симметрией, и пусть это тело вращается
относительно некой инерциальной системы с постоянной угловой скоростью
вокруг оси симметрии.
Каждая точка тела
(точнее, малый элемент объема тела) движется относительно неподвижной точки
инерциальной системы (и в малой окрестности этой точки) с постоянной
тангенциальной скоростью и постоянным центростремительным ускорением, т.
Таким образом, можно считать, что
вторая составляющая принципа Маха, «выключается» («нейтрализуется») и остается только первая, которая и обеспечивает
вращение тела с постоянной угловой
скоростью.
Можно вычислить момент импульса (вращательный момент) тела вращения,
постоянный при постоянной угловой скорости, и тогда вращение по инерции
объяснять так: совокупное вещество Вселенной сообщает вращающемуся телу
постоянный момент импульса, т.
XV):
В специальной теории относительности переход из неподвижной
системы отсчета (эпоха ) в удаляющуюся
или приближающуюся с
постоянной скоростью систему
отсчета следует интерпретировать как переход (во времени) в прошлое — в эпоху или, соответственно,
в будущее — в эпоху.
Таким образом, наблюдая из
неподвижной системы отсчета некий физический процесс в движущейся системе
отсчета, мы наблюдаем этот процесс как происходящий в иную временную эпоху, в
прошлом или будущем, в зависимости от скорости подвижной системы.
Во-первых, это скаляр —
фундаментальная физическая константа, являющаяся точной верхней границей (Supremum) физических скоростей во Вселенной и, как
таковая, ни от чего
не зависит.
Продольная составляющая скорости не
зависит от гравитационного потенциала в области излучения, следовательно,
продольная составляющая сигнала не
несет информации о гравитационном потенциале (но может нести другую
информацию, например, о доплеровском смещении).
Зависимость (42)
скорости света от гравитационного потенциала дает отклонение
света в поле тяготения Солнца, совпадающее с эйнштейновским, вычисленным
в ОТО.
Тот же метод, примененный к движению планеты в предположении, что
скорость планеты имеет составляющую, зависящую только от гравитационного
потенциала Солнца и не зависящую от начальных условий («первого толчка»), дает
смещение перигелия, равное одной трети
эйнштейновского, вычисленного в ОТО.
В
ньютоновском гравитационном поле точечной массы скорость свободного падения и гравитационный
потенциал на расстоянии от точечной массы связаны соотношением
,
(66)
которое следует из закона
тяготения Ньютона.
С другой стороны, хаббловские скорость (60) и
ускорение (68) подсказывают возможность интерпретации наблюдаемого расширения
Вселенной как «скалярного» вращения с «угловой скоростью», равной постоянной
Хаббла.
В
частности, хаббловская сила отталкивания относительно тела является ньютоновской силой
притяжения относительно гравитационной сферы Вселенной, хаббловская скорость
удаления далеких галактик — ньютоновской скоростью свободного падения в
гравитационном поле гравитационной сферы Вселенной.
Далее скорость репликации снижается: постоянный запас белковых машин может производить копии только с какой-то скоростью РНК, независимо от того, сколько молекул шаблона соперничают друг с другом для их услуг.
Мы смотрим вперед через очки разума и культур, имеющих корни в идеях более медленнотекущих времён, когда и наука, и технологическая конкуренция не имели своих сегодняшних силы и скорости.
Работая со скоростью миллион атомов в секунду, система все равно скопирует себя за тысячу секунд или немногим более чем за пятнадцать минут - это примерно то время, за которое бактерия воспроизводит себя при хороших условиях.
Если самовоспроизводящийся ассемблер может сделать свою копию за тысячу секунд, то его можно запрограммировать, чтобы он построил что-нибудь еще своего размера с той же скоростью.
Это может казаться слишком быстрым, но с этой скоростью, наращение толщины с бумажный лист будет занимать около часа, а создание плиты толщиной в метр займет в год.
Мозг делает огромное количество вещей одновременно, но довольно медленно; большинство современных компьютеров делают за раз только одно, но с умопомрачительной скоростью.
Так или иначе мы можем использовать аналогии с человеческим мозгом, чтобы оценить минимальную скорость для продвинутых систем ИИ, построенных с помощью ассемблеров.
Это грубое сравнение скоростей дает представление, что электронные устройства, подобные мозгу будут работать примерно в миллион раз быстрее чем мозг, состоящий из нейронов (со скоростью, ограниченной скоростью электронных сигналов).
Таким образом, вопреки задержкам с экспериментированием, системы автоматизированного проектирования будут продвигать технологию вперед с ошеломительной скоростью.
Скорость продвижения технологии вперед тогда ускорится огромнейшим скачком вперед: за короткое время многие области технологии пододвинутся к своим ограничениям, установленным законом природы.
Никакой скафандр, хотя и изумительный, не будет способен летать туда сюда с бесконечно огромными скоростями, или выдерживать большие взрывы, или проходить через стены, или даже бесконечно сохранять прохладу в горячем изолированном месте.
Однако мы можем построить огромное количество лазеров, вращающихся вокруг Солнца, и с их помощью запускать лучи намного дальше нашей солнечной системы, разгоняя парус вплоть до скорости света.
Каждый из этих компьютеров будет способен выполнять более чем тысяча вычислительных шагов за время, которое потребуется среднему ферменту чтобы заменить всего одну молекулярную связь, так что скорость вычислений возможно кажется более чем адекватной.
Этот процесс очевидно включает часы, установленные работать с разной скоростью для разных биологических видов, и программу, которая в какой-то момент заканчивает работать.
Исследователи улучшили свои результаты, экспериментируя со смесями криопротекторных химических веществ и тщательно управляемыми скоростями охлаждения и нагревания.
Экспериментаторы толкали протоны со скоростью более 99,9995 процентов скорости света и получили результаты, которые идеально соответствовали предсказаниям Эйнштейна.
Эта геометрия заставляет скорость света отступать перед ускоряющимся космическим кораблем во многом подобно тому как горизонт отступает перед движущимся по морю кораблем: скорость света, подобно горизонту всегда равноудалена во всех направлениях.
Относительность предсказывает, что если один из пары близнецов летит к другой звезде и возвращается со скоростью, близкой к скорости света, то близнец, который летит, будет младше, чем оставшийся дома брат.
В 1905-м - Эйнштейн сформулировал специальную теорию относительности (и таким образом объяснил собственные наблюдения Михельсона в 1887 году относительно скорости света).
" Законы Эйнштейна гравитации и движения соответствуют законам Ньютона близко, за исключением предельных условий гравитации и скорости; законы квантовой электродинамики Феймана, Швингера и Томонага близко соответствуют Законам Максвелла кроме как при экстремальных значениях размера и энергии.
Поскольку математика показывает, что любая фиксированная скорость экспоненциального роста в конце концов обгонит любую фиксированную скорость линейного роста, Мальтус утверждал, что рост населения, если не контролируется, в конце концов обогнал бы производство пищи.
Действительно, только высокоорганизованные, высокостабильные общества могли бы ограничить давление конкуренции достаточно хорошо, чтобы избежать взрыва во вне со скоростью, близкой к световой.
Однако некоторые люди, по-видимому, желают, даже страстно желают, верить, что прорывы вдруг закончатся, что глобальная гонка технологий, которая набирала скорость на протяжении столетий, затормозится и остановится в ближайшем будущем.
По всем этим причинам, государство, которое сделает ассемблерную революцию, могло бы быстро создать решающую военную силу - если не буквально за ночь, то по крайней мере с беспрецедентной скоростью.
Они формировались во времена технологий более низкого уровня и более медленного прогресса, развиваясь так, чтобы соответствовать ограничениям печати, скорости почты и потребностям академической науки.
Гутенберг показал Европе, как упорядочить металлические литеры, чтобы печатать страницы; гипертекст поможет нам переупорядочивать сохраненный текст и посылать его через континенты со скоростью света.
Если бы скорость света зависела от
скорости движения источников света в двойных звездах, то свет от одной зи них
проходил бы к наблюдателю на Земле со скоростью c + V, а от другой - со
скоростью c - V.
Эти постулаты
довольно просты и понятны:
все физические законы одинаковы во всех инерциальных системах;
скорость света (в пустоте) одинакова с точки зрения всех наблюдателей
независимо от движения источника света относительно наблюдателя.
Эти понятия СТО кажутся несколько странными и
искусственными, но нужно помнить, что явления, предсказываемые этой теорией,
справедливы лишь при скоростях, близких к скорости света v ~ c, тогда как наше
мышление основывается на повседневном опыте, в котором столь высокие скорости не
проявляются.
Например, если в системе отсчета
K справедливо известное всем уравнение F = ma, то оно
будет справедливо и в другой системе K', движущейся
относительно K с постоянной скоростью v (рис.
Согласно галилеевскому представлению свет от компонент двойной
звезды приходил бы к нам со скоростями с + V и с - V, что составляет по расчетам примерно неделю в
регистрации сигнала от события на двойной звезде.
Несмотря на множество проведенных разного рода экспериментов ни один не дал
результата, который противоречил бы утверждению, что скорость света одинакова
для всех наблюдателей.
Эти результаты показывают, что скорость света
одинакова для всех наблюдателей, поскольку, какая бы скорость V не складывалась со скоростью света по правилу сложения
скоростей (1.
Лоренцом и такие переходы от одной системы к другой,
движущейся с постоянной скоростью (при скоростях движения, близких к скорости
света), называются преобразованиями Лоренца:
'
src="pic/eq-062.
В случае малых скоростей временная координата не меняется при переходе от
точки зрения одного наблюдателя к точке зрения другого наблюдателя, если один и
другой движутся равномерно и прямолинейно.
Однако Бобу представлялось, что Земля
и звезды - цель его путешествия - двигались со скоростью 0,99 с относительно
него, и расстояние от Земли до звезды сократилось до
'
src="pic/eq-073.
Этот парадокс разрешится, если учесть, что Эл все время находился в
инерциальной системе отсчета, тогда как путешественник Боб подвергался
ускорению: ракета набирала скорость 0,99 с, описывала орбиту вокруг звезды и
испытывала торможение при подлете к Земле.
Если такое путешествие будет
совершаться со скоростью, близкой к скорости света, то космонавты смогут без
труда преодолевать огромные расстояния за времена достаточно малые по сравнению
с человеческой жизнью.
Но нужно учесть,
что путешественник может ничего и не выиграть, поскольку все биологические
процессы в его организме тоже идут с меньшей скоростью, по сравнению со
скоростью на Земле, и в результате все жизненные отправления, умственная и
физическая его деятельность тоже будут происходить в замедленном темпе.
Но мы
только что установили, что скорость в движущейся системе меньше, чем в
неподвижной, а закон сохранения импульса должен считаться по-прежнему
справедливым.
12)
Из этого соотношения, кстати, также следует, что скорость материального тела
не может достичь скорости света с или превысить ее, так как при
'
src="pic/eq-056.
Разумеется бесконечно большая масса не имеет физического смысла и
отсюда вытекает, что все материальные тела могут двигаться лишь со скоростями,
меньшими, чем скорости света.
Если же для
вычисления эффектов, связанных с замедлением течения времени зависимостью массы
от скорости, использовать теорию относительности, то расчет, проведенный
Эйнштейном, показывает значение 43",03.
Гравитационное красное смещение
Из общих представлений мы знаем, что если выпустить из рук какой-либо
предмет, то, падая вниз, он будет в поле тяготения увеличивать свою скорость и
кинетическую энергию.
Подведем некоторые итоги рассмотрения основ теории относительности:
При разработке постулатов СТО Эйнштейн отказался от трех основных
постулатов Ньютона - представления об абсолютном пространстве и времени,
закона сложения скоростей и закона сохранения массы, заменив последний обобщенным законом
сохранения массы-энергии.
Пуанкаре на конгрессе искусств и науки в Сент-Луисе (1904): "На основе всех этих результатов должна появиться новая динамика, которая, помимо всего прочего, характеризовалась бы правилом, что ничто не может иметь скорость, превышающую скорость света".
В этой работе впервые была дана физическая интерпретация введенного Лоренцем "местного" времени как времени, соответствующего показаниям часов, синхронизованных световым сигналом в предположении постоянства скорости света.
В своих лекциях Пуанкаре и противопоставил этой пропаганде усиленное подчеркивание создания Лоренцем новой механики околосветовых скоростей движения и решающее значение этой механики для всего нового теоретического построения.
замедление времени - этот вывод следует из наблюдения за светом, который движется перпендикулярно движению наблюдателя; с точки зрения неподвижного наблюдателя, свет преодолевает прямой путь некоторой длины, с точки зрения движущегося - наклонный, более длинный путь; следовательно, часы движущегося наблюдателя должны идти медленнее, чтобы он счёл, что свет преодолел более длинное расстояние за большее время и получи ту же скорость; из этого же наблюдения получается пропорция, в которой замедляется время -.
Для этого наблюдатель должен лететь со скоростью около 260 тысяч километров в секунду (получено по формуле - из которой найдено v, при котором всё выражение становится равно 0,5).
На этом мультике показана детальная раскадровка того, что происходит, когда один из наблюдателей покоится, а другой - летит вдогонку свету и как так выходит, что они оба, измеряя скорость света, получают одно и то же значение.
Для измерения скорости света оба наблюдателя засекают одну секунду (смотрят, как стрелка ихних часов делает один оборот) и смотрят, на каком расстоянии в этот момент будет находиться свет.
Верхняя половина сцены отражает обычный, ничем не примечательный, процесс измерения скорости света - неподвижный наблюдатель видит, что за одну секунду по его часам световой импульс пролетает 300 тысяч километров.
Пытаясь понять, каким образом оба наблюдателя получают одну и ту же скорость, нам пришлось привлечь все три обнаруженных нами ранее явления: замедление времени, сокращение длин и относительность одновременности.
В итоге мы увидели, что неизменная скорость света вполне возможна, при условии, если мы будем наблюдать мир движущегося наблюдателя не только сплюснутым и замедленным, но и разбитым на множество прилегающих моментов времени.
Это противоречит нашим интуитивным представлениям о мире, так как эффект этот на нас практически не сказывается, поскольку мы обычно путешествуем на скоростях, которые очень далеки от скорости света, а время измеряем не с абсолютной точностью.
В опыте Майкельсона – Морли световые волны распространяются в двух взаимно перпендикулярных направлениях с одинаковой скоростью С относительно «эфира», но в процессе измерений поочередно одно из плеч интерферометра движется вдоль световых волн, а второе – перпендикулярно им.
Однако на практике скорость движения одного материального объекта (в том числе – частицы или световой волны) может быть определена относительно системы отсчета, связанной с некоторым другим материальным объектом, а не «относительно пустоты», поскольку сама пустота, если она действительно может существовать в природе, не является материей и не характеризуется никакими физическими константами.
движение приемника света и движение света не связаны между собой никакой причинно-следственной зависимостью, и ничем не ограничиваемая в «совершенно пустой» области пространства скорость «приемника света» в принципе может иметь любое произвольное значение относительно движущихся световых волн.
Эйнштейну «мы должны считать» движение света таким движением, скорость которого постоянна и равна С относительно любого объекта (и связанной с ним координатной системы), равномерно движущегося в любом направлении с произвольной скоростью относительно других объектов в «совершенно пустой» области пространства.
Эйнштейн постулирует существование в природе совершенно нового для физики явления – абсолютной скорости движения света, имеющей одно и то же значение при измерении ее в любом множестве координатных систем, движущихся относительно друг друга «в пустоте».
поскольку объекты движутся с одинаковой скоростью С относительно волн общего луча света, результат «вычислений» пространством и временем скорости движения объектов относительно друг друга всегда должен быть равен нулю (.
В действительности экспериментаторы регистрируют не кажущееся замедление времени, а реальное замедление скорости протекания физических процессов, происходящих в материальных объектах, движущихся относительно нас с большими скоростями, сопоставимыми со скоростью света, или с большими ускорениями.
Так как скорость света приблизительно равна одному футу (1 фут = 30,48 см) в наносекунду, то система способна с удивительной точностью определять расположении объектов на Земле или в околоземной окружающей среде.
Так, если в качестве опорных использовать гипотетические часы на северном или южном полюсе Земли, то часы на земном экваторе идут медленнее из-за относительной скорости вследствие вращения Земли, но быстрее из-за большего расстояния от центра масс Земли вследствие сплющенности Земли.
Специальная теория относительности (СТО) предсказывает, что атомные часы, перемещающиеся с орбитальной скоростью спутников системы GPS идут медленнее примерно на 7200 нс/день, чем неподвижные наземные часы.
Чтобы не иметь часы с такими большими различиями скорости хода, спутниковые часы перед запуском регулируют на такую скорость хода, чтобы компенсировать эти предсказанные эффекты.
Если возмущение поля в виде кванта распространяется (в виде последовательной поляризации) с большой скоростью и не проявляет локальных эффектов, то в стационарном состоянии возникают эффекты зарядов и массы.
Ясно, что смещение закольцовок не может быть больше, чем предел возможности в распространении деформации вакуума, который определяется скоростью раскомпенсированных квантов (так же как скорость вихря в среде не может быть больше скорости звука - отдаленная аналогия, т.
Эта добавочная энергия движущегося тела (в виде степени рассогласования закольцовок) определяет массу вещества относительно других тел и с увелиением относительной скорости растет.
В пределе (чисто теоретическом), процессы в теле, которое бы двигалось со скоростью света, вообще не могли бы происходить потому, что все процессы определяются именно относительными скоростями деформаций вакуума в сравнению с предельно возможной скоростью деформаций - скоростью свободного распространенная кванта.
При
формировании структуры фотона из структуры свободного электрона одновременно
происходит несколько процессов:
· витки
тороидальной разорванной спирали электрона, последовательно занимая переднее
положение, относительно направления движения, переходят на прямолинейную
траекторию;
· передние
витки последовательно сползают по задним виткам, аналогично «игре кольцевых
вихрей» [1], к задней части формирующегося фотона;
· участки
витков тороидального вихря возле его разрыва стремятся распрямиться и отходят
за пределы витка, образуя передний и задний «хвосты» спирали;
· витки
формирующегося внешнего слоя, подобно «игре вихрей», движутся по виткам
внутреннего слоя прямолинейно вперёд со скоростью ниже скорости витков внутреннего
слоя;
· последний
виток тороидальной спирали эфирного тороидального вихря из структуры электрона,
догнав первый крайний виток спирали наружного слоя, замыкает свой «хвост» с
«хвостом» витка наружной спирали и образует замкнутый тороидальный вихрь эфира,
свёрнутый в двухслойную цилиндрическую замкнутую спираль;
· участки тороидального
эфирного вихря за местом «контакта» и соединения «хвостов» теряются и
рассеиваются в окружающем пространстве в виде свободного эфира.
электроны,
на различных энергетических уровнях (расстояниях от ядра), отличаются не
абстрактной энергией, а скоростью и количеством, вовлечённого в их тороидальное
движение, эфира.
Электроны, экранирующие протоны ядра атома разные и фотоны,
рождаемые разными электронами, тоже разные по скорости тороидального движения
эфира в их спирали (частоте) и, вполне вероятно, по числу витков спирали в
слоях и диаметрам спиралей.
Скорость фотона – частицы равна
алгебраической сумме скоростей наружной и внутренней спиралей фотона
относительно центра масс фотона, либо любой другой точки, принадлежащей фотону
в целом.
Чем быстрей движется внутренняя спираль фотона
вперёд (со скоростью соответствующей скорости тороидального движения эфира в
теле спирали), тем быстрей движется наружная спираль назад.
В определённом
интервале частот фотона (скорости тороидального движения эфира в теле его
спиралей) видимая скорость фотона, как частицы, может оставаться постоянной или
изменяться не слишком значительно.
Линейная скорость фотона зависит, учитывая
взаимодействие тороидального вихря фотона с окружающим эфиром, только от
плотности эфира того участка пространства, через которое пролетает фотон.
Скорость тороидального
движения эфира в спиралях внутреннего и наружного слоёв фотона определяет
скорость линейного перемещения спиралей обоих слоёв фотона.
Одновременно с потерей энергии фотоном
(снижением скорости тороидального движения эфира в исходном вихре спирали
фотона,) происходит снижение линейной скорости перемещения спиралей наружного и
внутреннего слоёв и, связанное с этим, снижение скорости движения “гребней” по
телу фотона, – т.
При упругом отражении от движущейся
отражающей поверхности изменение скорости тороидального движения эфира в теле
исходного вихря и скорости продвижения спиралей внутреннего и наружного слоёв
фотона происходит по законам сложения скоростей упругого удара тела с
движущейся твёрдой преградой и вызывает смещение частоты фотона (скорости тороидального
движения эфира в теле спирали фотона) в красную или синюю области спектра, в
зависимости от направления и скорости отражающей поверхности.
Наблюдаемое, в известных экспериментах, отсутствие
“эфирного ветра” (постоянство скорости света независимое от направления движения
интерферометра расположенного горизонтально на поверхности Земли вместе с
поверхностью Земли по направлению или против направления суточного и
орбитального движения Земли) объясняется тем, что сама методика измерений
построена на неверных представлениях о фотоне как волнообразном движении эфира.
Распространение фотона в движущейся
материальной среде (с частичным увлечением эфира согласно теории Френеля), со
скоростями много ниже линейных скоростей эфира на поверхности тороидального
вихря, на скорость и траекторию этого вихря (фотона) влиять не могут.
Скорость
вторичной сферичной волны плотности эфира от фотона-корпускулы, естественно,
складывается со скоростью частично увлекаемого, согласно теории Френеля, эфира
движущейся среды, но на скорость самого фотона-корпускулы скорость движения
материальной среды (его эфирного наполнения) никакого влияния не оказывает.
Линейная скорость фотона реагирует только на плотность эфира, а она для
различных материальных тел может быть различной, что и отмечает их показатель
преломления.
Сам факт существования эффекта Мёссбауэра
(зависимости частоты излучаемого фотона от линейной скорости излучателя)
указывает на то, что вызываемые при движении излучателя эффекты смещение частоты
фотона возникают за счёт изменения скорости линейного перемещения относительно
друг друга спиралей внутреннего и наружного слоёв фотона.
Тепловое движение излучающего атома уширяет
спектральную линию излучения и это говорит о том, что движение спирали электрона
в составе атома, в момент её разрыва и до преобразования в двухслойную
цилиндрическую спираль фотона, дополнительно воспринимает в своё тороидальное
движение скорость атома (электрона принадлежащего атому) относительно
окружающего эфира.
Если скорость линейного
движения преобразующейся спирали электрона, в момент её разрыва, направлена по
траектории движения образующегося фотона (или имеет составляющую скорости,
проекция которой на траекторию фотона положительна), то тороидальное движение в
вихре образующегося фотона получает дополнительную подкрутку, что, в конечном
счёте, проявляется в росте частоты фотона.
Если составляющая проекции скорости атома,
относительно окружающего эфира на траекторию образующегося фотона,
отрицательна, то тороидальное движение в вихре образующегося фотона
притормаживается, что, в конечном счёте, проявляется в снижении частоты фотона.
За счёт хаотичности движений атомов излучающего тела по амплитуде и направлению
окончательно этот механизм проявляется как уширение спектральной линии
излучения, которое тем больше, чем выше температура излучающего тела (скорость
и амплитуда колебательных движений атомов излучающего тела).
Попав в область эфирного вихря электрона, непосредственно
связанного с протоном ядра, при скорости тороидального движения эфира в вихре
фотона ниже тороидального движения вихря электрона, фотон не может с ним
слиться в единый вихрь.
При скорости тороидального движения эфира в спиралях
фотона, равной или выше тороидального движения вихря электрона, на примере
вихревых колец согласно [15], существуют условия, при которых более энергичный
вихрь (вихрь фотона) проникает в тело менее энергичного (вихрь электрона) и
сливается с ним, т.
«Игра
вихрей» (газовых); I – сближение вихрей; II¸V – последовательность взаимодействия вихрей;
V1 ,V2 –
линейная скорость вихрей 1 и 2; Vт1, Vт2, – скорость тороидального движения газа в
составе вихря;
V¢т1,
V¢т2
– скорость тороидального движения газа в составе взаимодействующих вихрей.
Если же стрела движется с околосветовой скоростью, то в соответствии с «преобразованиями Лоренца» её длина сокращается и становится равной где v - скорость стрелы относительно пластин, c - скорость света в вакууме.
И если v превышает критическую скорость (при которой L'= d0), то длина стрелы становится меньше расстояния между пластинами, и цепь остаётся разомкнутой, конденсатор не разряжается, искра не проскакивает, стрелка амперметра не дёргается.
в системе отсчёта стрелы расстояние между пластинами ВСЕГДА МЕНЬШЕ ДЛИНЫ СТРЕЛЫ И, СТАЛО БЫТЬ, СТРЕЛА ВСЕГДА, ПРИ ЛЮБОЙ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ СОЗДАЁТ КРАТКОВРЕМЕННЫЙ КОНТАКТ, приводящий к разряду конденсатора и отклонению стрелки амперметра (скорость эл.
Скорость движения частиц зависит от материала проводника, массы и заряда частицы, окружающей температуры, приложенной разности потенциалов и составляет величину, намного меньшую скорости света.
«у нас же, в данном эксперименте, используется железная перемычка (арбалетная стрела), скорость распространения электромагнитной волны в которой равна скорости света в вакууме…Таким образом, мы неизбежно приходим к признанию того факта, что ПРИ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОМ ПРИМЕНЕНИИ «ПРИНЦИПА ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ» ИМЕЕТ МЕСТО НАРУШЕНИЕ ПРИЧИННОСТИ - когда в одной «системе отсчёта» (связанной с летящей стрелой или с бегущим крокодилом) событие (замыкание контактов) ПРОИСХОДИТ ВСЕГДА, а в другой «системе отсчёта» (связанной с контактами-пластинами) - не происходит (L' короче, чем d0, и одновременного контакта перемычки с пластинами, что явл.
Скорость движения выберем определённо субсветовой, «околосветовой», причём для удобства вычислений и построений, пусть она будет такой v=0,968246с, что коэффициент лоренцева сокращения будет в точности равен 0,25.
Действительно, второй постулат (принцип) специальной теории относительности утверждает, что скорость световой волны не зависит от того, испускается она покоящимся или движущимся телом:«Каждый луч света движется в «покоящейся» системе координат с определенной скоростью V, независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом» (Эйнштейн, «К электродинамике движущихся тел», 1905 г.
Хотя электростатическое поле в металле стрелы и распространяется со световой скоростью, но вторая пластина непрерывно «убегает» от его фронта и световой волне не хватит времени, чтобы её догнать, что и показано на анимации.
На это у них при движении с выбранной скоростью уйдет время: Это время, в течение которого сохраняется контакт между пластинами, одновременный, парный контакт их со стрелой.
С другой стороны, за это время парного контакта фронт электростатического поля со скоростью света пройдёт путь в долях длины стрелы: Таким образом, левая пластина за это время дойдёт до конца стрелы, правая пластина – до отметки 0,75 от её длины, а фронт поля – до отметки около 0,77 от её длины.
Действительно, при движении расстояние между пластинами конденсатора сократится до величины: При движении со скоростью v время совместного контакта составит: Или: За это время фронт пройдёт путь в долях от длины стрелы: Правая пластина, очевидно, пройдет часть пути от длины стрелы: Для рассмотренного выше примера получаем вычисленное выше значение для пути, пройденного фронтом поля: Полученные выражения позволяют сделать вывод, что при равенстве этих длин, конденсатор не будет разряжен ни при какой скорости.
Используя систему единиц с единичной скоростью света c=1, получаем, что в системе отсчета стрелы расстояние между обкладками при движении со скоростью v сжимается до: Время на прохождение стрелы сквозь конденсатор от момента входа стрелы во вторую обкладку и до выхода конца стрелы из первой обкладки составляет: Это действительно так, поскольку в процессе взаимодействия стрелы и конденсатора левая пластина происходит интервал, расстояние на d` меньшее, чем длина L0 стрелы.
Следовательно, именно столько времени – ts есть и у правой обкладки, чтобы передать сигнал левой обкладке в виде фронта электростатического поля, движущегося со скоростью света.
Поэтому очевидно, что в момент касания стрелой правой обкладки разряд конденсатора не может начаться: электростатическое поле даже со скоростью света ещё не достигло второй обкладки.
Мы вычислили, что время на передачу этого сигнала равно ts, значит, сигнал поля за это время пройдёт cо скоростью света путь сts или, с учетом принятой системы единиц, в которой с=1, ts.
Сравним путь, пройденный фронтом поля и длину стрелы через их отношение: Например, для рассмотренного выше случая равенства длин и скорости v=0,968246с получаем: Как вычислено выше, за время парного контакта путь, пройденный фронтом поля, составляет в долях длины стрелы ts=0,77.
Теперь рассмотрим вариант, когда сигнал поля всё-таки достигнет конца стрелы до того, когда стрела выйдет из второй обкладки, то есть: Очевидно, что это тот момент, когда разряд конденсатора, начавшись, так и не завершится, поскольку это отношение соответствует и моменту его завершения, то есть, это предельное значение длин и скорости.
Из выражения находим: Преобразуем выражение таким образом, чтобы узнать предельное, крайнее значение отношения длины стрелы и расстояния между обкладками, при котором разряд возможен: Для рассмотренного выше равенства длин как следствие можно получить результат: Как видим, не существует такой скорости v, при которой это равенство соблюдается: при равенстве длины стрелы и расстояния между обкладками конденсатора световой сигнал электрического поля не успевает достичь второй обкладки.
Для рассмотренной нами скорости в 0,968246с это отношение равно: Это значит, что разряд конденсатора может начаться, только если длина стрелы больше ширины конденсатора примерно в 8 раз и более.
Если при выбранной скорости движения расстояние между пластинами конденсатора в состоянии покоя будет в 8 раз меньше длины стрелы, то разряд конденсатора произойдёт.
(А уж если учесть принцип Гейзенберга, который иначе называют
принципом неопределенности, задача представляется совсем туманной… Принцип
Гейзенберга гласит, что мы принципиально никогда не можем знать одновременно и
импульс (скорость) и координату частицы.
Конечно, теоретически возможен вариант,
когда медленная частичка так удачно стукнет быструю, что скорость быстрой еще
больше увеличится, а медленная совсем остановится.
Но это крайне маловероятное
пространственное сочетание скоростей и направлений движения (медленный атом
«догнал» сзади быстрый и подтолкнул под определенным углом).
То же самое касается значений зарядов частиц, скорости
света, сил ядерных взаимодействий… На сегодняшний день известны десятки самых
разных констант и соотношений между ними.
Размеры тел, масса тел и самоё течение времени — все,
оказалось, зависит от точки зрения — выбранной системы отсчета, а также
скорости одной системы координат относительно другой.
Более того, наибольшее влияние этот икс‑фактор
должен был оказывать именно на скорость биохимических реакций в мозге,
поскольку содержание воды в сером веществе — 90%.
Возвращаясь к скорости размножения ДНК, отметим, что
изменение давления или температуры может приводить к задвиганию и раздвиганию
комплементарных пар ступени ДНК.
Впрочем, и в Европе одно
время были в моде вуали…
Если снять на видеокамеру сверху улицу любого крупного
города, а потом прокрутить с большой скоростью и внимательно просмотреть, будет
заметно, какое огромное количество суетливых движений предпринимают люди, чтобы
ненароком не коснуться другого человека в толпе.
Вопрос состоит в том, были ли эти животные такими же
умными миллион лет назад или они умнеют постепенно стечением времени, просто
скорость поумнения у человека и, скажем, ворон разная, поэтому мы уже вышли в
космос, а они научились считать до семи… Ответа на этот вопрос нет.
Ее приближение ощущалось как‑то даже
физически, потому что скорость ее была огромной, но потом она резко
остановилась и полетела на юг снова, и так она летала с юга на юго‑запад
довольно долго… Потом еще появилось несколько таких же и похожих на первую
объектов, которые летали в сторону друг на друга.
Скорость его равнялась скорости моего передвижения шагом… Объект
издавал вспышки, похожие на вспышку фотоаппарата или электросварки… с земли
стал подниматься шар ослепительного белого света… Далее объект проследовал, не
меняя высоты, в сторону с.
Тогда я быстро
выбежал на улицу, забежал за техническое здание, там уже находились Левин и
Кулик, они мне показали… летала она с небольшой скоростью и мигала
непериодически, причем в момент, когда точка ярко загоралась, у нее происходило
ускорение… она летала толчками.
Еще через несколько минут мы услышали… самолет… он
летел, словно не замечая ее, но вдруг стал разворачиваться, снижаться и
погнался за ней; сначала они летели на одной скорости, но вдруг она стала резко
уходить от самолета…
Ряд.
Это зрелище Картера настолько
потрясло, что в предвыборной его программе появился пункт, в котором он обещал
раскрыть архивы по НЛО…
В 1963 году по время учений ВМС США несколькими кораблями
сразу под водой был засечен некий объект, перемещавшийся со скоростью 150
узлов.
Примерно так работают белки у нас в организме: разбирают
поступающую пищу, собирают из нее нужные организму разные белки… Работая с
указанной скоростью в питательной среде, ассемблер соберет копию самого себя
всего за 15 минут.
Сам математический процесс сложения векторов скоростей — машины и пешехода
— в голове пешехода остается за кадром, а в мозгу сразу всплывает готовый
ответ: «Не успею.
Это не идет ни в какое сравнение с электронным чипом,
совершающим порядка миллиарда операций в секунду и передающим сигналы
электрическим током со скоростью около 300 тысяч км/сек.
« Сообщение №14225, от Июнь 05, 2009, 06:29:37 PM»
Из постулатов СТО вытекает что время может замедляться и ускоряться в зависимости от скорости движения системы отчета.
Для понимания что такое скорость необходимо понимать что такое производная и что скорость есть производная координаты по времени, а если мы понимаем что время это величина которая изменяется то как мы определим чему ровна скорость света в той или иной системе.
Если же мы будем дифференцировать по постоянно изменяющемуся времени, то формула показывающая зависимость времени от скорости движения будет не верной, а если принимать что время изменяется, то скорость света не возможно определить.
То естьВы допустили ошибку в самом первом предложении: "Из постулатов СТО вытекает что время может замедляться и ускоряться в зависимости от скорости движения системы отчета.
Вот аналогия: скорость звука в среде не может быть превышена (пока это именно звуковая волна, а не ударная) просто потому, что часты данного вещества не способны передавать колебания от одной другой выше, чем с такой скоростью.
Второе в этом рассуждении я пытался показать что принимать скорость как какую-то определяющию канстанту это обсурд, так как за таковую еще древние приняли время и по времени стали вычислять скорость, а Эйнштейн что он сделал.
« Сообщение №14234, от Июнь 06, 2009, 03:38:33 PM»
автор: nan сообщение 14230 По сути ты не чего нового не написал, и стал объяснять что такое ударная волна и скорость света.
Чем ближе система обладает скоростью перемещения относительно лимитирующих элементов вакуума или вещества (что напрямую проявляется в увеличении ее энергии и, соответственно, массы (по знаменитому соотношению того же Эйнштейна) - как следствия приближения к предельной скорости взаимодействий), тем динамика ее процессов все более так же замедляется, относительно динамики однотипных процессов, но при меньшей скорости.
« Сообщение №14244, от Июнь 06, 2009, 08:28:36 PM»
автор: nan сообщение 14242 на какой космической станции были проведены опыты измерения динамики процесов и явлений при разнях скоростях движения, а уж тем более скоростях близких к скоростям света.
Если Вы будете двигаться вдоль, скажем так, линейки с густо расположенными на них часами, и будете регистрировать расстояния и время на этой линейке, то получите ту самую КООРДИНАТНУЮ скорость, у которой есть предел.
Между координатной и собственной скоростью существует соотношение (дай бог не ошибиться, пишу по памяти) - 1/с^2=1/v^2-1/u^2, где v - координатная скорость, а u - собственная скорость.
Отсюда вытекает так называемый парадок спидометра: спидометр идеального автомобиля измеряет собственную скорость, и предел собственной скорости есть бесконечность, а, следовательно, он может показывать и 10 скоростей света.
Если скорость перемещения определяется взаимодействием со структурой среды, то оно ограничено, а если вдруг экспериментально найдено что-то не ограниченное, то его движение ничем не лимитировано.
В отсутствии других предположений о том, что является природой ограничения скорости света, остается принять то, что свет не просто “пролетает” в пустоте, а постоянно взаимодействует с ней.
Так ведут себя не тела, пролетающие сквозь среду, а волны возмущения, как, например, звуковые волны в среде, когда сами частицы среды не перемещаются, но звуковая волна перемещается и как раз обладает такими же свойствами в ограничении скорости в данном веществе, как и свет: при движении звуковой волны частицы среды не движутся, а передают от одной частицы другой некий параметр.
В гидравлике хорошо исследовано поведение вихрей звуковых волн, которые проявляются как некие движущиеся сущности, чья скорость движения не может превышать скорость звука в данной среде.
Волна кванта электрона в движении взаимодействует с той частью среды вакуума, которая является по отношению к ней комплементарной по свойствам, что и ограничивает скорость вещества до лимита, определяемого задержкой такого вида взаимодействия.
Смещения поля (потоки индукции
поля, самопроизвольно проявляющиеся в виде флуктуаций вакуума) материальны в
том смысле, что обладают энергией, (определяемой величиной сдвига или деформации,
потенциала и скоростью его нарастания), массой и имеют дискретность.
Квант, закольцованный вокруг
атомного ядра, не может "упасть" на ядро, несмотря на разные заряды,
из-за самого характера закольцованного распространения сдвига поля со скоростью
света (образуется стабильный вихрь) хотя положение вокруг ядра сохраняется
именно вследствие взаимодействия противоположных зарядов.
магнитная составляющая - это побочный эффект влияния электрического поля, обусловленный релятивистскими причинами, впервые показанными Дираком (электрическое поле при смещении точечного заряда не просто переместится вместе с зарядом, как в случае бесконечно большой скорости
распространения поля, а меняется более сложным образом.
Движущееся
возмущение среды является источником волн, но при равномерном движении, не
превышающем скорость распространения волн, излучение не возникает, так как все
вторичные волны, образуя в окружающем пространстве интерференцию, гасят друг
друга, представляя движущийся цуг волн.
Это можно наблюдать экспериментально: например,
электрон при равномерном движении в диэлектрике (вакууме) представляет
движущееся электромагнитное возмущение, но, если скорость электрона не
превышает скорости распространения электромагнитных волн в данной среде, то нет
излучения Черенкова, так как все возникающие вторичные волны, образуя в
окружающем пространстве интерференцию, гасят друг друга.
Если возмущение поля в виде кванта
распространяется (в виде последовательной поляризации) с большой скоростью и не
проявляет локальных эффектов, то в стационарном состоянии возникают эффекты
зарядов и массы.
Ясно, что смещение закольцовок не может быть больше, чем предел возможности в распространении деформации вакуума, который определяется скоростью раскомпенсированных квантов (так же как скорость вихря в среде не может быть больше скорости звука - отдаленная аналогия, т.
Эта добавочная энергия движущегося тела (в виде степени рассогласования закольцовок) определяет массу вещества относительно других тел и с увеличением относительной скорости растет.
В пределе (чисто теоретическом), процессы в теле, которое бы двигалось со скоростью света, вообще не могли бы происходить потому, что все процессы определяются именно относительными скоростями деформаций вакуума в сравнении с предельно возможной скоростью деформаций - скоростью свободного распространения кванта (отсчет внешнего наблюдателя, т.
Предельная же скорость как раз никак никакой скорости не относительна, а всегда постоянна (ну не могут деформации вакуума распространяться шустрее какого-то предела в силу некоторых причин).
фундаментальное свойство передачи взаимодействия определяет все процессы вещества и саму гравитацию, то с приближением перемещения вещества - как форме деформации вакуума уже зацикленными в виде частиц квантами, к предельной скорости распространения возмущений, все процессы, соответственно, замедляются и в пределе равенства скорости уже вообще не способны проходить ("время" замирает ).
Конечно, все это следовало бы произносить другими словами, раз имеем дело с квантовыми явлениями, но для представления принципа вполне подходит :)
Постоянство скорости света представляется мне очень естественным не как постулат, а в силу сопоставлений и обобщений всей картины.
Понятно, что сама средняя вероятность появления рядом флуктуации ограничивает скорость такого смещения, кроме того, возможно, перекомпенсация так же занимает какое-то время.
Исследование, опубликованное 2015-01_24, показывает, что Не все фотоны в вакууме имеют одинаковую скорость:
Исследователи пропустили фотоны — отдельные частицы света — через специальную маску.
Сами свободные кванты не поляризуют окружающий вакуум просто потому, что они с той же максимальной скоростью взаимодействий перемещаются от пары к паре флуктуирующего вакуума.
Уравнение мировой линии ИСО A:где:αA – угол наклона мировой линии системы A к оси времени t;vA=tgαA – скорость ИСО А.
Вторая система параметрических уравнений имеет вид:где:αB – угол наклона мировой линии системы B к оси времени t;vB=tgαB – скорость ИСО B.
Запишем все уравнения координат начала и окончания мировой линии тахиона:Тангенс угла β наклона траектории изохронного тахиона к оси t определяем из уравнения:Подставляем в уравнение найденные выше значения координат:Вычисляем тангенс угла β наклона его мировой линии к оси времени как зависимость от параметра Tizo:Тангенс наклона мировой линии движущейся системы численно равен её скорости в долях от скорости света, следовательно:Как видим из уравнения, скорость изохронного тахиона определяется только скоростями движущихся ИСО и не зависит от значения времени изохроны, что и требовалось доказать.
Анализ уравненийРассмотрим частный случай уравнения, когда одна из систем отсчета неподвижна, например, vA= tgαA = 0:Теперь для примера вычислим значения скоростей тахиона для нескольких частных случаев «круглых» скоростей движения ИСО В – 0,6с и 0,8с:Скорость тахиона в этих случаях точно равна, соответственно, трём и двум скоростям света.
Для разрешения неопределенности деления 0/0 найдём обратную величину этого отношения (скорости тахиона):Следовательно, скорость тахиона vT в этом случае стремится к бесконечности.
Скорость тахиона в этом случае будет также равна скорости света:Итак, теорема утверждает, что для заданных скоростей обменивающихся систем все мировые линии изохронных тахионов параллельны друг другу.
В этом случае мировые линии изохронных тахионов горизонтальны и их скорости равны бесконечности:В числителе разность стремится к нулю, в знаменателе она равна нулю точно (более высокий порядок малости).
Скорость же тахиона является обратной величиной, то есть:Это значит, что скорость тахиона между двумя ИСО, движущимися с одинаковой скоростью, имеет значение, обратное по величине скорости этих ИСО.
Отметим, что эти результаты является предельными, поскольку при равенстве скоростей этих систем отсчета они сливаются, и как такового обмена тахионами между ними быть не может, мировая линия тахиона вырождается в мировую точку.
ВыводыПолученные результаты показывают, что в зависимости от наблюдателя скорость одного и того же изохронного тахиона может быть как незначительно превышающей скорость света, так и бесконечно большой, мгновенной.
Суть парадокса состоит в том, что две ИСО с точки зрения различных наблюдателей обмениваются одним и тем же тахионом как мгновенно, так и «медленно» - со скоростью, незначительно превышающей скорость света.
Единственной причиной парадокса является игнорирование обстоятельства, что скорость инварианта (скорость света) является предельной скоростью движения (сигнала), что в специальной теории относительности не существует скоростей выше скорости света.
Каждый луч света движется в «покоящейся» системе с определенной скоростью V, независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом»Вроде бы, всё просто и ясно.
Рассмотрим некоторые из них, насколько они парадоксальны, не скрыт ли в них ответ на загадку механизма инвариантности скорости света из второго постулата специальной теории относительности.
Эйнштейн формулировал этот парадокс таким образом: «Если в точке А находятся двое синхронно идущих часов и мы перемещаем одни из них по замкнутой кривой с постоянной скоростью до тех пор, пока они не вернутся в А (…), то эти часы по прибытии в А будут отставать по сравнению с часами, остававшимися неподвижными…».
Есть ещё одно очевидное обстоятельство, которое мы можем проверить экспериментально: в движущейся ИСО (платформе) скорость света одна и та же при движении туда и обратно.
Такое объяснение прекрасно согласуется со вторым постулатом СТО: испущенный фотон в дальнейшем взаимодействует только со средой, которая не даёт ему разогнаться выше скорости света.
Но фотон ничем не связан с платформой, поэтому следовало ожидать, что время его полёта должно возрасти:(11)На основании этого вывода и формулы t=L/c мы приходим к заключению, что, либо скорость света тоже возросла на величину v, либо длина платформы уменьшилась до L` и разница в длинах платформы до и после разгона «съела» недостающее время на пролёт фотона.
Однако, в этом случае вновь возникает вопрос об инвариантности скорости света: как получилось, что после явного, экспериментально зафиксированного увеличения скорости платформы время пролёта фотона через неё осталось таким же, как и до разгона.
В этом и состоит Великая Тайна Специальной Теории Относительности: механизм сохранения скорости света в неподвижной/движущейся ИСО невозможно описать логически, без противоречия со здравым смыслом.
Такой механизм в СТО отсутствует: не ясны не только причина, но даже само элементарное внешнее описание, как скорость света умудряется при разгоне системы остаться неизменной.
Есть веские основания полагать, что между квантовой теорией и специальной теорией относительности существует неустранимое противоречие, касающееся скорости передачи взаимодействия и квантовой нелокальности.
Положение квантовой теории о мгновенности коллапса вектора состояния противоречит постулату СТО об ограниченности скорости передачи взаимодействия, поскольку существует способ использовать коллапс для формирования сигнала синхронизации, являющегося фактически информационным сигналом, мгновенно распространяющимся в пространстве.
Отсюда следует вывод, что одна из теорий – квантовая или специальная теория относительности, либо обе теории требуют пересмотра в вопросе о скорости передачи взаимодействия.
Для квантовой теории – это отказа от квантовой корреляции запутанных частиц (нелокальности) с мгновенностью коллапса волновой функции на любом расстоянии, для СТО – это предельность скорости передачи взаимодействия.
Морли
при измерениях скорости движения Земли сквозь неподвижный
светоносный "эфир", заполняющий по всеобщему мнению физиков конца
XIX века мировое пространство, явился, в первую очередь,
убедительным доказательством отсутствия "эфира" в пространстве.
1
Автор напоминает читателю, что идея
опыта заключалась в измерении скорости движения интерферометра V,
"связанного" с Землей, по отношению к постоянной скорости движения
волн света С в "эфире", неподвижном в пространстве.
1
интерферометр изображен движущимся вместе с Землей "вправо" со
скоростью V относительно "эфира", а читатель, разглядывающий
рисунок, соответственно, должен представлять себя неподвижным
относительно "эфира".
Сначала необходимо
определить значения скорости света, движущегося "влево – вправо"
относительно интерферометра, а затем вычислить интервалы времени
, необходимые для прохождения
светом расстояния L с этими скоростями.
Скорость света, движущегося "вправо",
может быть найдена по
формуле:
Интервал времени , необходимый для прохождения
светом расстояния L с этой скоростью:
Скорость света, отраженного зеркалом Е
и движущегося "влево" может быть найдена по
формуле:
Интервал времени , необходимый для прохождения
светом расстояния L с этой скоростью:
Суммарный интервал времени движения
света "вправо – влево":
Перейдем к определению значения
скорости света, движущегося "вверх – вниз" относительно
интерферометра.
2б
Этот факт подтверждается на практике
известным в астрономии явлением аберрационного смещения звезды,
наблюдаемой с Земли в телескоп [2], обусловленным
собственным движением телескопа вместе с Землей со скоростью V
относительно луча света, движущегося от объектива до окуляра
телескопа.
2а изображен треугольник скоростей
ав'а', из которого видно, что модуль вектора скорости света
, движущегося "вверх" или "вниз"
относительно интерферометра, может быть найден как гипотенуза
прямоугольного треугольника аов' или а'ов':
При этом длина пути, проходимого
светом "вверх" АВ' (рис.
2а) или
"вниз" А'В' со скоростью относительно интерферометра,
также может быть найдена как гипотенуза прямоугольного треугольника
АОВ' ("вверх") или А'ОВ' ("вниз") по формуле:
Необходимо отметить, что полный путь,
проходимый светом "вниз" до экрана (рис.
Суммарное время
прохождения светом пути "вверх – вниз" при этом должно было
составлять [1]:
Анализ процесса отражения света от
наклонного зеркала, движущегося относительно "эфира" со скоростью V,
приведенный, по-видимому, впервые в [3], основывается
приблизительно на следующих рассуждениях.
3),
движущийся со скоростью С, достигает в точке а зеркала
ав, наклоненного под углом 45 к направлению распространения
волны и движущегося "вправо" со скоростью V, то за время, пока фронт
движется до точки в, само зеркало переместится на
расстояние аа', поэтому отражение волны должно происходить
от поверхности некоторого гипотетического зеркала ав'.
Поскольку при этом скорость
света, движущегося "вверх – вниз", остается равной С, суммарный
интервал времени прохождения светом пути "вверх – вниз" должен
увеличиться согласно формуле (9).
3), движущийся "влево" со скоростью С от зеркала Е,
также должен отражаться от другого гипотетического зеркала
а'в, отклоняясь от вертикали "вправо" и увеличивая интервал
времени своего хода до экрана, что должно влиять на результат
измерений, но этот факт никем не анализировался.
В неправомерности
приведенных выше рассуждений можно убедиться, еще раз представив
себе интерферометр неподвижным, а "эфир" вместе с движущимся в нем
со скоростью С лучами света – смещающимся "влево".
При этом наклон зеркала при его
движении не меняется, а луч света одновременно освещает всю поверхность зеркала
ав и одновременно отражается
от нее вертикально "вверх", продолжая движение со скоростью С
относительно "эфира".
Идея эксперимента заключалась в том,
что если интервал времени движения света "влево – вправо"
+ не равен
интервалу времени движения света "вверх – вниз"
+ , то на экране интерферометра
должно наблюдаться смещение интерференционной картины,
свидетельствующее о наличии скорости V движения Земли относительно
неподвижного "эфира" ("волны не в фазе" на рис.
1) полупрозрачного наклонного зеркала в
направлениях "вправо" и "вверх" расходятся два синфазных
цуга световых волн со скоростью С
и с частотой относительно "эфира", которые достигают
зеркал Е и В, а затем отражаются от них.
Если зеркало В можно
считать неподвижным относительно вертикального луча, то зеркало Е
движется вдоль горизонтального луча со скоростью V, и частота волн,
падающих на зеркало Е, должна быть меньше частоты волн, падающих на
зеркало В.
Соответственно, полупрозрачное наклонное зеркало А
неподвижно для луча, отраженного от зеркала В, в то время, как оно
движется со скоростью V навстречу лучу, отраженному от зеркала Е.
Тогда
суммарную фазу световых волн, "набежавшую" за полный интервал
времени движения света "вверх – вниз", можно определить по
формуле
Из формулы (11)
видно, что "набег" фазы при движении света "вверх – вниз" не зависит
ни от интервалов времени = , ни от скорости V движения
интерферометра относительно "эфира".
При движении зеркала Е "вправо"
скорость света относительно интерферометра определяется формулой
(1), поэтому частоту световых волн, падающих
на зеркало Е, можно определить по формуле:
Фазу световых волн, падающих на
зеркало Е, "набежавшую" за интервал времени движения света "вправо"
, можно определить по
формуле:
При движении полупрозрачного
наклонного зеркала А "вправо" скорость света, отраженного зеркалом
Е, относительно интерферометра определяется формулой (3), поэтому частоту световых волн, падающих на
зеркало А, можно определить по формуле:
Фазу световых волн, падающих на
зеркало А, "набежавшую" за интервал времени движения света "влево"
, можно определить по
формуле:
Суммарную фазу световой волны,
"набежавшую" за интервал времени движения света "вправо – влево",
можно определить по формуле
Из формулы (16)
видно, что "набег" фазы при движении света "вправо – влево" также не
зависит ни от интервала времени, ни от скорости движения
интерферометра относительно "эфира".
Таким образом, несмотря на
неодинаковость интервалов времени движения света "вверх – вниз" и
"влево – вправо", "набеги" фаз и одинаковы и не зависят от
скорости движения интерферометра сквозь "эфир" V, что и было
подтверждено результатами эксперимента, выразившимися в отсутствии
ожидаемого смещения интерференционной картины.
Формулы (13) и (15) можно обобщить формулой
Вопреки устоявшемуся на сегодняшний
день мнению о том, что исключительно высокая точность современных
интерференционных методов измерений длины материальных объектов в
длинах световых волн является прямым следствием и подтверждением
постулата СТО о постоянстве скорости света во всех инерциальных
системах, независимость "набега" фазы световой волны при измерениях
длины движущегося сквозь "эфир" материального объекта от его
скорости V, иллюстрируемая формулой (17),
могла бы в равной степени служить объяснением данного факта.
Можно ли все-таки измерить скорость
движения Земли сквозь светоносный "эфир" или следует оставить эти
попытки [4].
Если бы, например, удалось измерить
частоты и , то, вычислив разность их
значений
скорость движения Земли сквозь светоносный "эфир" можно было бы
определить по формуле
В заключение автор считает необходимым
процитировать высказывание Макса Планка относительно результата
опыта Майкельсона – Морли [5]: "В этом опыте
все обстоятельства настолько просты, а метод измерения настолько
чувствителен, что влияние движения Земли должно было проявиться с
полной отчетливостью.
Проведенный здесь анализ идеи опыта
Майкельсона – Морли по измерению скорости движения Земли сквозь
светоносный "эфир" позволил объяснить нулевой результат опыта на
основе физических представлений конца XIX века, существовавших до
создания СТО.
Он на сколько я понимаю считает скорость С а свет распространяется по гипотенузе треугольника, получается что свет приближается к зеркалу со скоростью C*sqrt(1-(V/C)2), как вы и написали.
Получены результаты, что скорость, с которой передаётся квантовое состояние от одного фотона к другому, превышает скорость света (speed faster than light) почти на семь порядков:«This sets a lower bound on the speed on quantum information to 107c, i.
Не ставя под сомнение полученные результаты о скорости передачи квантовой информации, отмечу, что тщательный анализ свойств её «носителя» однозначно приводит к заключению об отсутствии у него лоренц-инвариантности.
В связи с этим предлагаю вариант эксперимента для определения скорости переноса информации о состоянии запутанных частиц в рамках стационарной установки, в границах единственной лабораторной условно неподвижно системы отсчета.
В основу создания экспериментальной установки положены следующие важные предположения:В момент коллапса волновой функции запутанные фотоны обмениваются квантовой информацией, скорость передачи которой превышает скорость света, но имеет конечное значение.
Пока без рассмотрения оставляем замысловатые ситуации: посылают ли оба фотона друг другу тахион; почему своё состояние меняет только один из них, хотя тахион с информацией от пары получил каждый из них; почему отбрасывается более свежая, поздняя информация, а используется состояние фотона, который первым прошёл через поляризатор (видимо, скорость тахиона такова, что он достигает второго фотона раньше, чем тот пройдёт через свой поляризатор).
Если скорость передачи квантовой информации меньше некоторой пороговой величины, то этого времени может оказаться достаточным для того, чтобы фотон прошёл через свой поляризатор или был бы им поглощён.
Для того чтобы вычислить скорость передачи квантовой информации, мы будем для каждого интервала измерения перемещать платформу D с источником Q между приёмниками R1 и R2 к центру и от него.
Либо фотон после запоздалого получения квантовой информации возвращается обратно и повторно проходит через поляризатор (чего, понятно, быть не может), либо скорость тахиона настолько велика, что второй фотон успевает принять квантовую информацию от первого на том интервале, который он проходит после коллапса волновой функции до поляризатора.
То есть, в этом случае возможны только два вывода:Скорость тахиона настолько велика, что быстродействия измерительных приборов недостаточно, чтобы зафиксировать разницу во времени перехода частиц в собственные состояния.
Если будет найдено положение платформы, в котором корреляция минимальна, то смещение платформы в сторону от этой точки до получения максимальной корреляции, позволит вычислить скорость тахиона.
Таким образом, время на прохождение этой зоны 2s и, следовательно, время ожидания вторым фотоном прибытия тахиона равно: ,(5)Соответственно, чтобы передать второму фотону квантовую информацию о состоянии первого фотона, у тахиона есть время, которое должно быть не более этого времени, иначе второй фотон пройдёт через свой поляризатор, и изменение его поляризации уже не будет влиять на показания счётчика С2 и значение корреляции: (6)Отсюда, скорость тахиона должна быть равна или выше: (7)Очевидно, для возможности измерения более высокого значения скорости тахиона необходимо использовать как можно более «тонкие» поляризаторы и максимально возможную длину базы L.
Из уравнения (8) видно, что увеличение точности позиционирования платформы до легко достижимых 0,1 мм и более повышает верхний предел измерения скорости тахиона до 108с.
Носителя квантовой информации я назвал для удобства тахионом (tachyon), поскольку это название наиболее точно отражает его главную характеристику - сверхсветовую скорость движения.
Можно предложить другое название носителя, например, предложенное Вейником квантино (quantino), что отражает в нашем случае функцию переноса квантовой информации [4]; ньютино, что отражает непротиворечивость его сверхсветовой скорости физике Ньютона; и так далее.
Скорость света в вакууме перестала быть рекордомПоследняя из новостей:
О том насколько понимание буквально всего в мире зависит от понимания механизмов психики и что нужно бы сделать: Познай самого себя.
Максвелл
незадолго до смерти отметил, что при движении Земли сквозь эфир на ее
поверхности должен присутствовать эфирный ветер, который соответственно должен
изменять скорость света, распространяющегося в эфире.
К сожалению, отмечал
Максвелл, все методы измерения изменения времени прохождения света на отрезке
пути требуют возвращения света в исходную точку, поэтому разница во времени
оказывается зависящей от отношения квадратов скоростей эфирного ветра и
скорости света, а это очень малая величина, и ее практически нельзя измерить.
При этом
представлялось, что скорость перемещения Солнечной системы в Галактике
невелика, не более 19 км/с, а орбитальная скорость больше -30 км/с, поэтому так
же, как и у Майкельсона, внимание Морли и Миллера первоначально было
сосредоточено на орбитальной составляющей скорости Земли.
:) Далее было непонятно, почему получающийся эффект мал и
не превышает, в пересчете на скорость, 3,5 км/с, в то время как он должен
соответствовать по крайней мере 30 км/с, т.
При этом
выяснилось, что нет необходимости в исследовании "сокращений" длин
тел, выполненных из различных материалов, поскольку имеется прямое влияние
эфирного ветра на скорость света; что с увеличением высоты этот эффект растет;
что существует общее направление обдува Земли и всей Солнечной системы эфиром,
имеющим постоянное направление смещения в Галактике, на фоне которого
орбитальное движение практически не обнаруживается.
Последнее, как выяснилось,
происходит вследствие почти перпендикулярного направления галактического
движения эфира плоскости эклиптики и многократного превышения галактической
скоростью движения эфира орбитальной скорости движения Земли, а также вследствие недостаточно
высокой разрешающей способности самого интерферометра.
При этом остались
некоторые вопросы, в первую очередь, почему вблизи Земли скорость эфирного
ветра уменьшается (теории пограничного слоя газов тогда не существовало).
Отсюда родилось
представление о том, что на поверхности Земли (и во всем ее объеме) должен
существовать "эфирный ветер" - смещение эфира относительно движущейся
в космическом пространстве Земли, скорость которого должна составлять как
минимум 30 км/с - скорость перемещения Земли по орбите вокруг Солнца.
Миллер в обсерватории Маунт
Вилсон для проведения экспериментов построил легкий деревянный домик и получил
при этом скорость эфирного ветра порядка 10 км/с, то в 1929 г.
Ошибочной оказалась и
версия наличия эфирного ветра ТОЛЬКО вдоль орбитального
движения Земли, исходящая из представления о том, что Солнечная
система в Галактике движется со скоростью не более 19 км/с, в то время как
скорость Земли на орбите - 30 км/с.
Но сейчас
уже известно, что скорость движения Солнечной системы относительно фонового
излучения, а, следовательно, и относительно эфира составляет около 400 км/с, при
этом направление смещения составляет с
плоскостью эклиптики почти прямой угол.
Следовательно, относительное изменение скорости за счет орбитального
движения составит лишь
Но поскольку в пограничном
слое относительная скорость эфирного ветра на Маунт
Вилсон уменьшилась с 400 км/с до 10 км/с, т.
Угол же изменения
направления эфирного ветра за счет орбитальной скорости мог
быть не более чем
такое значение уже можно
было обнаруживать, и Миллер попытался его учесть.
Молекулы аммиака, движущиеся в канале, как это допускается методикой,
предложенной Меллером, движутся с той
же скоростью, с которой они двигались и без эфирного ветра (никакого взаимодействия самой молекулы с эфиром
этой методикой не
предусматривается), частота излучения их сохраняется, а эффект Доплера, тем не менее, предполагается.
Но вследствие большого внутреннего давления при больших градиентах скоростей в эфире могут
возникать большие разности давлений
и соответственно большие силы, вроде тех, которые обусловливают высокую энергию сильных ядерных
взаимодействий.
Поскольку
в процессе своего продвижения к массе эфир не претерпевает адиабатических
изменений (объем единицы массы остается неизменным), то он падает на
поверхность массы как твердое тело, а это означает, что эфир входит в
поверхность этой массы со второй космической скоростью, равной для Солнца 610
км/с, для Земли 11,18 км/с, а для Луны 1,68 км/с.
Это обстоятельство
приводит к существенным искажениям пограничного слоя эфира, обтекающего Землю,
в результате чего на поверхности Земли горизонтальная составляющая скорости
эфирного ветра не равна нулю, как это было бы, если бы Земля не поглощала эфир
окружающего пространства (рис.
В
районе ядра Галактики сечение рукава сильно уменьшается, шаг смещения потока
увеличивается, скорость эфира возрастает, и он врывается в область ядра со
скоростью, измеряемой десятками тысяч километров в секунду.
Потоки эфира в Галактике:
а - кругооборот эфира; б -
обдув Солнечной системы потоком эфира; 1 - ядро Галактики - центр
вихреобразования и формирования протонов; 2 - область образования звезд
из протонного газа; 3 - потоки эфира, текущие от периферии Галактики к
центру (проявляются в виде магнитного поля спиральных рукавов Галактики); 4 -
общее направление смещения эфира от периферии Галактики к ее ядру; 5 -
общее направление потока заезд от ядра Галактики к ее периферии; 6 -
область распада вещества в свободный эфир
280
Солнечная система омывается потоком
эфира, двигающимся в направлении, почти перпендикулярном плоскости эклиптики со
скоростью от 300 до 600 км/с, наиболее вероятная скорость равна 400 км/с.
Поскольку сам эфир перемещается в
спиральном рукаве Галактики с названной скоростью, считать движение
относительно эфира в данной точке пространства "абсолютным
движением", как об этом пишет Д.
Но эфир -
это газ, в нем существуют разные потоки, движения, плотность эфира в различных
областях пространства различна, поэтому местная относительная скорость Земли и
эфира вовсе ничего не говорит об "абсолютном" движении.
А в
пределах ближайших окрестностей Солнечной системы можно говорить об
"абсолютном" движении лишь по отношению к этой системе координат, а
по отношению к местному эфирному потоку - только о скорости и направлении этого
потока по отношению к этой же системе координат и о скорости и направлении
движения Солнечной системы по отношению к этому потоку или наоборот, этого
потока по отношению к Солнечной системе.
Обдув Земли эфирным ветром:
1 - область повышенного давления
эфира вследствие торможения потока, здесь образовался Северный ледовитый океан;
2 - область пониженного давления эфирного течения вследствие наличия
градиента скорости у поверхности Земли.
« Сообщение №42693, от Апрель 17, 2015, 10:29:43 AM»
А почему скорость в жидкости, газе (вообще в веществе) ограничена скоростью звука в нем понятно.
Если нет, то потому, что эта скорость является результатом последовательного взаимодействия с элементами вещества, от одного к другому, а это занимает какое-то время, зависящее от свойство данного вещества.
Волна кванта электрона в движении взаимодействует с той частью среды вакуума, которая является по отношению к ней комплементарной по свойствам, что и ограничивает скорость вещества до лимита, определяемого задержкой такого вида взаимодействия.
« Сообщение №42694, от Апрель 17, 2015, 03:19:51 PM»
Верно ли я понимаю, что в таком случае, за максимальную скорость мы воспринимаем, скорость некоего взаимодействия одних частиц с другими.
« Сообщение №42695, от Апрель 17, 2015, 05:23:31 PM»
Нет, скорость определяется, лимитируется процессами, которые происходит при взаимодействии частиц, это – не сама скорость.
« Сообщение №42697, от Апрель 17, 2015, 10:14:08 PM»
Скорость – придуманное людьми условное выражение (абстракция) для обозначения изменения в пространстве положения объекта внимания наблюдателя за промежуток времени.
Прикол начинается тогда, когда если вдруг источник света уже движется относительно наблюдателя со скоростью, соизмеримой со световой, например, высокоэнергичный свободный электрон, который вдруг испустил квант света в направлении своего движения.
И окажется, что этот квант пройдет те же 300 тыс километров за секунду, хотя его скорость должна бы переплясываться просто потому, что быстрее он в вакууме распространяться не может.
По аналогии было естественно считать, что если скорость света постоянна относительно неподвижного эфира, то измеряемая наблюдателем на Земле скорость света должна меняться из-за движения Земли относительно эфира.
Действительно, если ориентироваться на опыт Майкельсона сам по себе, то можно предположить, что скорость света постоянна в системе отсчета, связанной с источником.
Школьный учебник утверждает, что "согласно законам электродинамики скорость распространения электромагнитных волн в вакууме одинакова по всем направлениям и равна с = 300 000 км/с.
Но если постоянство скорости света является следствием уравнений Максвелла, то представляет интерес логика тех современных опровергателей, которые доказывают зависимость скорости света от скорости источника.
В таком случае можно поставить вопрос так: какие могут быть логические следствия из предположения, что масса зависит от скорости в соответствии с теорией относительности.
Более того, такой анализ помог бы скептикам: если какие-то утверждения СТО нельзя вывести в качестве следствий из соответствующей этой теории зависимости массы от скорости, то опровергателям Эйнштейна следует сосредоточить свое внимание именно на них.
Но в любом случае из подтвержденного опытом факта — зависимости массы от скорости — следует, что при скоростях, близких к скорости света, механика Ньютона перестает "работать" и если не СТО, то какая-то другая теория должна это учитывать.
Поэтому уместно обратить внимание на книгу, посвященную, на первый взгляд, одному частному вопросу — экспериментальному обоснованию одного из основных положений СТО — предположения о постоянстве скорости света.
В отличие от большинства научно-популярных книг, в ней основное внимание уделено не парадоксальным и противоречащим здравому смыслу (и поэтому интересным) следствиям этой теории, а множеству экспериментов, подтверждающих постоянство скорости света.
Но в таком случае естественно поставить вопрос — а не изменится ли скорость света, когда он будет проходить через другое прозрачное вещество — оптическое стекло, которое вместе с Землей движется вокруг Солнца.
Задумавшись над наблюдениями Ремера над спутниками Юпитера, я пришел к выводу, что скорость сближения света, отраженного от спутника Юпитера, и земного наблюдателя периодически меняется.
Когда я узнал, что в опыте Физо с движущейся водой подтверждается закон сложения скоростей СТО, я задумался, а нельзя ли модифицировать подобным образом опыт Майкельсона.
Спектр показаний микровольтметра в зависимости от угла поворота контура позволят нам указать направление движения и скорость ИСО не "выглядывая" из окна каюты капитана.
И, как в случае с магнитным полем, вычислить скорость и направление движения ИСО относительно источника поля по экспериментальным замерам величины гравимагнитных сил.
Оказывается что, если рассматривать движение материальной точки сидящей в кресле поезда относительно вокзала, то в её уравнение движение появляются поправки пропорциональные скорости поезда.
В силу этого, возникают гравимагнитные (кариолисовы) силы, (пропорциональные векторному произведению галактической составляющей скорости Земли и скорости ИСО относительно Земли) /с2.
Далее - по результатам измерения вычислить относительную скорость перемещения ИСО и ее направление, так же как и направление и величину скорости галактической составляющей Земли.
"Нулевой" ИСОнавт перемещающийся в пространстве с той же скоростью, что и магнитное поле (например, поле от космических протонных или электронных лучей, летящих по инерции.
Или Фома Неверящий и принцип относительности Эйнштейна « Сообщение №29551, от Апрель 23, 2012, 04:02:23 PM»
* Ким Евгений: "Маленькое уточнение: пусть "нулевая" ИСО движется в пространстве с той же скоростью, что и магнитное поле, охватывающее объем с нашими тремя ИСО.
Первый ИСОнавт, двигающийся со скоростью V относительно нулевого ИСОнавтаВторой ИСОнавт, двигающийся со скоростью 2V относительно нулевого ИСОнавта"Вот здесь ошибка.
А механическая скорость (постоянная, переносная и поступательная) некого объема пространства вместе с нашими ОСО как некоего объекта, имеющего некие пространственные границы.
Если предположить, что их скорость постоянна (что довольно правдоподобно для открытого космоса) -то создаваемое этим потоком магнитное поле вполне стационарно для некоторого замкнутого объема.
Согласно СТО можно сказать (не обращаясь к точным формулам), что все объекты в природе движутся со скоростью света, только их движение разложено по измерениям: 3-м пространственным и одному временному.
СТО и более общая теория
О веоятном открытии явления превышения скорости света частицами нейтрино в толще Земли и про то, как это коснется устоев теории относительности.
Тут в инете разошлась кругами маленькая революционная ситуация в физике из-за сообщения об экспериментальном, достоверном обнаружении некоторого превышения скорости света нейтрино, летящими через толщу Земли.
Относится к разделу Наука
Тут в инете разошлась кругами маленькая революционная ситуация в физике из-за сообщения об экспериментальном, достоверном обнаружении некоторого превышения скорости света нейтрино, летящими через толщу Земли.
Если данные опытов подтвердят, что скорость света в вакууме - не константа, по крайней мере для разных видов квантов, то, скорее всего, наблюдаемый эффект как раз и проявляется на уровне такого объединения.
Конечно, описания первооснов частиц может использовать большее число степеней свободы, чем в макромире, но попытка "объяснить" проявления связанности на огромных расстояниях дополнительными метриками на таких расстояниях - фантазерство, за что он и был назван мной "очковым фантазером" (слово очковый может иметь множество как позитивных так и негативных толкований и прелесть словосочетания примерно в том же, что и прелесть женщины, накинувшей полупрозрачную одежду, позволяющую расфанатзироваться более пылко, чем если бы она была обнаженной :)Вот основные фрагменты из статьи на Элементах: В пятницу 23 сентября в архиве электронных препринтов появилась статья коллаборации OPERA, посвященная прямому измерению скорости движения нейтрино.
Нейтрино в ЦЕРНе рождаются не непрерывно, а «всплесками», и если мы знаем момент рождения нейтрино и момент его поглощения в детекторе, а также расстояние между двумя лабораториями, мы можем вычислить скорость движения нейтрино.
если предположить, что кванты не перемещаются как мы привыкли об этом говорить в случае вещества, а передают свою характеристику "вектор перемещения" через флуктуации вакуума, то в этом и заключается природа ограничения скорости: квант будут перескакивать с каждым вероятностным возникновением виртуальной пары, обладающей той же характеристикой (в этом смысле такой принцип взаимовлияния можно назвать наиболее общим взаимодействием, а "перемещение" частицы - частным случаем взаимодействия).
Но тогда вовсе не обязательно одинаковое ограничение скорости для разных видов квантов (и вещества, порожденного этими квантами): квант света (или его электронная/позитронная) ипостась использует виртуальные пары (электронно-позитронные) с той же энергией, а нейтрино - свои виртуальные пары.
нейтрино, пролетающие через вакуум и через вещество, могут иметь несколько разные скорости (свет через вещество пролетает переизлучаясь электронами внешних оболочек атомов, и такой вклад эффекта изменения скорости для квантов света в веществе очень трудно обнаружить экспериментально).
Но, главное, хорошо становится понятна природа ограничения скорости и возможные следствия этого (в предсказательном плане), а так же, что это "объясняет" и природу инерционной массы, не требуя введения бозона Хигса.
И, получается, что нейтрино меньше спотыкаются на виртуальных частицах, и меньше замедляются, и хотя их скорость меньше скорости света, замедление - изрядно слабее, чем у света.
Поскольку взаимодействие от одного объекта к другому можно передать только с помощью материальной субстанции, из предыдущего очевидно, что "с" является предельной скоростью для передачи взаимодействия или информации.
Только в инерциальной системе в галилеевых координатах и можно говорить о постоянной скорости света, одинаковой во всех направлениях и совпадающей по величине с электродинамической постоянной "с".
Мы можем наблюдать только ультрарелятивистские нейтрино и фотоны, имеющие скорость, очень близкую к предельной скорости для передачи взаимодействия или информации.
Ни "максимальность" этой скорости, ни сама величина), тем не менее "второй постулат Эйнштейна оказывается теоремой теории и непосредственно следует из преобразований Лоренца (см.
Фазовая скорость, групповая скорость и скорость переноса энергии
Короткий адрес страницы: fornit.
htm
Список основных тематических статей >>Этот документ использован в разделе "О скорости света"Распечатать
скорость переноса энергии">
Добавить в личную закладку.
Фазовая скорость, групповая скоростьскорость переноса энергии
Виктор КУЛИГИН, Галина КУЛИГИНА, Мария КОРНЕВАИсследовательская группа «Анализ»
Рассмотрено физическое содержание понятий фазовая скорость,
групповая скорость и скорость переноса энергии.
Групповая скорость есть скорость перемещения
интерференционной картины, образованной группой волн различных
частот, распространяющихся в одном направлении.
Поскольку электромагнитная энергия сосредоточена в этом
пакете, групповая скорость стала интерпретироваться как скорость переноса
энергии и начала играть ее роль.
С учётом того, что пробежали они через Вселенную расстояние в 7,3 миллиарда световых лет, — это можно считать одновременной фиксацией, то есть летели они через пространство фактически с одной скоростью.
Выяснилось, что электроны в нем ведут себя как
релятивистские частицы без массы, так называемые безмассовые
фермионы Дирака, передвигаясь со скоростью около 106 метров в
секунду.
Зафиксировали искривление пространства (лучи
вблизи массивных астрономических объектов) и замедление времени в
космических полетах на больших скоростях.
Возле черных дыр найдено вещество, движущееся с огромной скоростью
Европейский орбитальный телескоп XMM-Newton подтвердил выводы Эйнштейна о поведении вещества вблизи черных дыр.
В спектрах удаленных галактик астрофизики увидели "размытые" - из-за релятивистских эффектов - линии ионов железа, появление которых обусловлено падением вещества внутрь черной дыры с околосветовой скоростью.
Опыт Майкельсона-Морли в современной версии
Эксперимент с
вращающимся резонатором, проведенный немецкими физиками, с точностью
порядка одной десятиквадриллионной подтвердил независимость скорости
света от направления.
Исследование свойств самого по
себе пространства — задача непростая, однако в рамках теории
относительности изотропия пространства приводит и к изотропии
скорости распространения света, а это уже можно проверить в
эксперименте.
Более того, в эксперименте учитывалось и компенсировалось
даже медленное «шатание» самого здания лаборатории, поскольку
типичная скорость этого «шатания» составляла несколько угловых
секунд в сутки.
Вопрос о
стабильности можно переформулировать так: если бы вы могли оказаться
в далеком будущем, увидели ли бы вы все планеты точно там, где они
находятся сегодня, так же расположенными друг относительно друга и
движущимися с той же скоростью.
Орбиты
всех планет, включая Землю, тоже испытывают смещение перигелия, как
и Меркурий, просто у Меркурия оно наиболее выражено и его проще
измерить, поскольку Меркурий расположен ближе всех к Солнцу и
поэтому имеет самую высокую орбитальную скорость (в соответствии с
законами Кеплера).
Исследователи использовали метод лазерной спектроскопии насыщения для измерения замедления времени для пучков ионов лития-7, которые с высокими скоростями инжектировались в магнитное накопительное кольцо.
Облучая ионы лазерным излучением, ученые измерили изменение частоты электронного перехода в литии, которая в состоянии покоя равняется примерно 546 ТГц, для двух значений скорости ионного пучка, которые равнялись 3 % и 6,4 % от скорости света.
Мизерная разница в скорости породила и столь же малое различие в ходе времени, которое, однако, удалось засечь как сбой размером в два такта на каждые 10 квадриллионов "тик-так".
В статье академика Евгения Александрова Ещё раз о постоянстве скорости света рассказывается про эксперимент по непосредственному измерению скорости света, излученного движущимися со скоростью света электронами:
Такой опыт недавно осуществлён группой российских учёных в Курчатовском центре синхротронного излучения НИЦ КИ.
Частота обращения сгустка по кольцу синхротрона составляла ~34,5 МГц, так что на выходе фотоприёмника наблюдалась периодическая последовательность коротких импульсов, которую регистрировали с помощью скоростного осциллографа.
Сравнивая две осциллограммы, полученные при наличии в пучке СИ стеклянного окна и при его отсутствии, можно было измерить отставание одной последовательности импульсов от другой, вызванное гипотетическим снижением скорости.
При длине 540 см участка канала отведения СИ от вводимого в пучок окна до выхода в атмосферу снижение скорости света от 2с до с должно было привести к временнoму сдвигу 9 нс.
В дополнение к опыту провели и прямое измерение скорости света в канале отведения путём деления длины канала на время распространения импульса, что привело к значению всего на 0,5% ниже табличной скорости света.
Итак, результаты эксперимента оказались, разумеется, ожидаемыми: скорость света не зависит от скорости источника в полном соответствии со вторым постулатом Эйнштейна.
Сначала обратим внимание на очевидное обстоятельство в процессе движения сравниваемых часов (в системах отсчета близнецов):«… если рассматривать ситуацию, возникающую при осуществлении цикла движений с «путешествующим» в космосе В и остающимся «неподвижным» на Земле его близнецом А, то имеет место следующее: когда в середине путешествия В направление скорости его (В) изменяется на противоположное и в некоторый момент времени он начинает сближаться с А, то в течение того времени, когда он, находясь на большом расстоянии от А, движется в направлении к А ускоренно, ему (B), считающему себя неподвижным, представляется, что течение процессов в системе А убыстряется».
Изменение этого темпа хода часов и даёт уравнение общей теории относительности [3]: (1)где:dτ, dt - интервалы времени, прошедшие по часам, соответственно, на «падающем» (Земля) и на гравитирующем теле (космическом корабле);x - расстояние между телами (между близнецами); понятно, что она зависит от времени, поскольку «падение» земного брата в «гравитационном» поле брата-космонавта происходит с ускорением;g(t) - ускорение свободного падения на гравитирующем теле;u - скорость падения или относительная скорость близнецов; понятно, что она зависит от времени, поскольку «падение» земного брата в «гравитационном» поле брата-космонавта происходит с ускорением;χ - так называемый, гравитационный потенциал, создаваемый «гравитационным» полем корабля при его развороте в точке пространства, в которой находится земной брат; также очевидно, что значение потенциала зависит от расстояния между близнецами и, соответственно, величины ускорения корабля в этой точке.
Для удобства этих последующих расчетов мы приняли:Начальная скорость корабля 0,866с или 259 628 км/сек;Интервал времени, на котором исследуется парадокс, равен 240 месяцам;Величина ускорения разворота неизменна на всём протяжении полёта.
Действительно, начальная скорость означает, что в момент начала удаления близнецов корабль уже имеет начальную скорость, тормозные двигатели включены и корабль движется с фиксированным ускорением разворота.
Уравнение движения корабля с точки зрения землянина в этом случае имеет вид: (2)где:где:vB – текущая скорость корабля;v0 – начальная скорость корабля, равная 0,866;а – искомое ускорение торможения корабля.
Как мы приняли, в момент второй встречи скорость корабля будет такой же, но с противоположным знаком:Откуда: (3)Значение скорости корабля 0,866 взято как округленное значение дроби √3/2.
Следовательно, из заданного условия времени tA движения корабля по часам Земли, равным 240 месяцев, находим ускорение разворота (торможения):Поскольку мы взяли значение скорости света, равное единице, то и ускорение мы получили в схожих единицах измерения.
Если перевести ускорение в обычные единицы, то мы получим величину, почти в 11 раз меньшую ускорения свободного падения на Земле:Таким образом, по истечении 240 месяцев, корабль, движущийся с отрицательным ускорением 0,007 и начальной скоростью 0,866, вернётся на Землю, имея скорость минус 0,866.
Эта сила не может быть приложена и снята мгновенно, поэтому следовало бы учитывать и этапы нарастания и уменьшения не только скорости корабля, но и его ускорения.
В соответствии с приведённым уравнением движения можно найти удаление, путь, пройденный кораблем в системе координат Земли: (4)Подставляя в него полученное значение ускорения разворота (3) и начальную скорость корабля, получаем уравнение его движения в системе Земли:После подстановки заданных условиями задачи числовых значений, получаем уравнение: (5)Именно это уравнение (5) было использовано для построения мировой линии корабля как функции расстояния от времени полёта на приведённой на рис.
Это свободное падение Земли описывается уравнением (1): (1)В рассматриваемом варианте мы приняли, что скорость света равна единице, а величина ускорения - постоянная:Это ускорение вычисляем по формуле (7), а «высоту», с которой «падает» Земля в эквивалентном гравитационном поле корабля, находим по формуле (4).
Запишем интеграл выражения (8) в виде суммы:и произведём его вычисление как суммы конечного числа отрезков Δt вместо dt на заданном интервале по известным параметрам:где: dτ, dt – дифференциалы времени, прошедшего по часам, соответственно, на «падающем» (Земля) и на гравитирующем теле (космическом корабле); Δt – интервал времени, прошедшего по часам «гравитирующего» (корабль) тела; xB – расстояние между кораблём из Землёй с точки зрения корабля; tB = 205 – «время в пути» Земли с точки зрения корабля (в месяцах); – «ускорение» свободного падения в гравитационном поле корабля (единицах, соответствующих единичной скорости света); – начальная скорость движения Земли по отношению к кораблю (в долях скорости света).
Тактовая
частота (количество выполняемых процессором за единицу времени операций)
фактически не зависит от скорости передачи сигнала: затраты времени на
распространение сигнала при нынешних размерах процессора пренебрежимо
малы, да и увеличение «скорости» процессора достигается отнюдь не за счет
увеличения скорости сигнала.
На
масштабах существенно больших размеров ядра атома и при скоростях
значительно меньших скорости света применимо понятие макромира, законы
которого описываются классическими теориями.
Тут и «факт» открытия пресловутого пятого взаимодействия, и не
известно откуда взявшиеся и не известно кем представленные «разоблачение ошибочности постулата
скорости света с параллельным доказательством материальности физического
вакуума» [1, с.
В ФВ
ЭПР-парадокс в своеобразной (неверной) интерпретации является одной из
существенных предпосылок, на которые опирается теория Акимова: отсюда, в
частности, выводятся возможность сверхсветового (мгновенного) перемещения
торсионного взаимодействия и передачи информации со скоростью, превышающей
скорость света.
В случае существования заявленной связи релятивистская
причинность действительно нарушалась бы вследствие того, что наблюдатели
ЭПР-пары могли бы обмениваться информацией со сверхсветовой скоростью,
однако вероятностный характер предсказания квантовомеханических эффектов
не позволяет этого делать: положительное и отрицательное значения проекции
спина на любую ось при каждом измерении равновероятны (с вероятностью ½).
Такие свойства вакуума формально
следуют из его уравнения состояния: из которого видно: давление
вакуума – при положительной плотности (а плотность вакуума, естественно,
положительна) отрицательная величина, что и обеспечивает его
расталкивающее влияние на вещество Вселенной (в уравнении pV
– давление вакуума, rV – плотность вакуума,
с – скорость света в
вакууме).
По утверждению авторов торсионные
поля обладают поистине фантастическими свойствами, среди которых их
способность «…переносить информацию
без переноса энергии; передавать информацию со скоростью, превышающей
скорость света; распространяться не только в прошлое, но и в будущее»
[1, с.
Сверхсветовые скорости запрещены
СТО (о тахионах в ФВ нет ни слова) и релятивистским принципом причинности,
справедливость требований которого установлена вплоть до расстояний
порядка 10-16 см и промежутков времени до 10-26 с
[14, «Микропричинности условие»] и так же физически бессмысленны.
«Скорость распространения торсионных
волн не менее 109с (где с – скорость света в пустоте), то есть
практически мгновенно из любой точки Вселенной в любую точку», «высокая скорость распространения
торсионных волн снимает проблему запаздывания сигнала даже в пределах
Галактики» [1, с.
О том, чтобы
мгновенно связать любые сколь угодно далекие точки Вселенной, в таком
случае не может идти речи: на расстоянии, на котором проявляется
крупномасштабная структура Вселенной (около 200 Мпс), запаздывание
торсионного сигнала, распространяющегося со скоростью 109с,
составит уже около 685 лет.
Только что торсионные волны распространялись
с огромной, хотя и конечной скоростью, как уже они мгновенно (без затрат
времени) покрывают информационным сигналом любые расстояния, попирая
основы современной физики и элементарной логики самих же авторов.
В этой системе
величины выражаются через фундаментальные физические постоянные – скорость
света с, гравитационную
постоянную G и постоянную Планка h.
Между тем, разоблачения второго
постулата Эйнштейна (постулата постоянства скорости света) – чистый блеф;
в научной литературе нет таких разоблачений и быть не может ввиду того,
что постоянство скорости света в вакууме уже давно стало наблюдательным
фактом.
В религиозной епархии релятивистов принято считать, что материальный объект не может двигаться с большей скоростью, чем скорость света, но это не мешает им формулу E=mc2 повесить в красный угол в качестве главной иконы.
« Сообщение №3212, от Январь 23, 2005, 05:07:41 PM»
Атом и может двигаться со скоростью близкой к скорости света лишь в мысленных экспериментах релятивистов.
« Сообщение №3248, от Январь 30, 2005, 09:37:08 AM»
автор: Log_OS дата Январь 30, 2005, 01:43:15 AM Итак, частица начинает двигаться с огромной скоростью.
При потери скорости частицы перестают расти в массе потому что разница скоростей среды и частицы недостаточно для того чтобы встречные корпускулы внедрялись в них.
На мой взгляд формула E=m*c*c отменяется и без этого потому, что противоречит физической сути событий: Энергией может обладать лишь движущийся объект, которая и может выражаться лишь произведением массы объекта на его скорость.
Но есть же гласная договоренность о том, что материальный объект не может двигаться с большей скоростью, чем скорость света, но это не мешает кудесникам от математики массу умножать на квадрат скорости света.
Уже давно подсчитано (с времен Ньютона), что если тяготение будет действовать со скоростью света, то наша Солнечная система просуществует меньше столетия, прежде чем планеты разлетятся в разные стороны.
Но этот обмен может происходить со скоростью не большей, чем максимально допустимая в природе (в соответствии всё с той же теорией относительности) – скорость света.
Искривление пространства-времени создается самой массой в соответствии с её величиной, о чем информация распространяется в окружающее пространство со скоростью света.
Итак, если оставаться на позиции объективности, то рождение черной дыры должно теоретически мгновенно (со скоростью света) прекратить её тяготение вне горизонта событий.
Но как же быть с практикой, когда наблюдения достоверно показывают, что в центре Млечного Пути вокруг невидимого центра на больших скоростях движутся многочисленные звезды.
Тогда в качестве атрибута, позволяющего сопоставлять свойства пространства и времени, может быть избрана скорость, а именно – скорость света, точнее, её численное значение в вакууме (в физическом вакууме).
Ведь если мы будем менять энергию физического вакуума в каких-то пределах, то должны меняться и его свойства, например, виртуальная плотность, следовательно, скорость света могла бы иметь спектр значений, чего не наблюдается.
Но вот если мы будем измерять скорость света не в пустоте, а внутри вещества, где энергия физического вакуума другая, больше чем в космосе, то обнаружим, что численное значение скорости будет меньше.
Эталон пространства вытягивается (в k раз) с одновременным замедлением темпа времени (в k раз), сохраняя неизменным численное значение скорости света (k/k=1), которую можно представить как скорость распространения волны деформации пространства (на этом в статье мы останавливаться не будем, это самостоятельный вопрос).
Для него не играет роли удаленность от центра «притяжения», так как «притяжение» (течение) действует всегда, и его скорость пропорциональна удалению и массе тела (вернее, масса тела, создаваемая потоком, строго пропорциональна мощности потока).
Свет, движущийся вдоль потока пространства (точнее – волна его деформации), попросту «смывается» потоком назад, делая сингуляр невидимым с большинства направлений (вдоль оси вращения, где скорость вихревого потока минимальна эта же черная дыра может быть видна, при этом наблюдателем будет фиксироваться чудовищная энергия).
Но это структурное деление не будет иметь смысла, если мы не применим условие численного постоянства скорости света (скорости деформации физического вакуума) к каждому структурному уровню.
Если вы прожили на одном месте достаточно долго и, еще до
появления автомагистралей между штатами и скоростных автострад, в свое время
вдоволь покатались из одного города в другой, то попробуйте сейчас хотя бы
разок проехаться по старому и знакомому шоссе.
Спросите любого кондуктора товарного поезда, что значит сидеть в служебном
вагоне в самом конце состава из сотни вагонов, когда машинист получает сигнал
отправления: скорость мгновенно меняется от нуля до тридцати миль в час.
Когда машина несется на средней скорости, энергия нужна только для преодоления
сопротивления воздуха и трения дорожного полотна, а для этого необходима
сравнительно небольшая мощность.
Трудно предположить, что аналог взрывчатки или принципа
катапульты при переходе к скоростным автомагистралям сможет оградить от
потрясения и недоумения, даже если учитывать при этом стандарты проселочных
дорог.
)
Переход с проселочных дорог на скоростную автомагистраль
действительно требует определенной подготовки, разгоночной полосы, позволяющей
влиться в общий поток.
И дело тут вовсе не в том, что люди не
"желают пользоваться скоростными автомагистралями" в силу инерции, а
в том, что обманщиков расплодилось немеряно.
Вскоре я обнаружил,
что мои посещения таких районов подчиняются определенной схеме — это были те
уровни существования, которые я прежде сознательно проскакивал на большой
скорости, чтобы избежать возможных столкновений.
Если "подвижник" вырастал
слишком большим, его скорость снижалась, и он становился легкой добычей для
мелких прожорливых "подвижников", вступавших в схватки сообща.
Одни обладали большой массой, другие высокой скоростью
и верткостью, третьи пользовались обманчивой защитной окраской, светились,
улавливали волновые колебания, ощущали материальные предметы и их свойства.
Ряд последовательных человеческих жизней
вызывает все большее углубление потока в ИПВ, причем после пересечения
"нулевой точки" скорость течения существенно ускоряется.
Причины таких различий мне не
известны, но отдельными факторами прямолинейных, "скоростных"
подъемов, судя по всему, могут служить тщательный подбор предстоящих жизней в
сочетании с такими стечениями обстоятельств, которые можно назвать
статистически невероятными.
Минуя апогей этой орбиты,
Космический Корабль в очередной раз проходит через энергетическое поле
человеческого существования, и обрастает новыми налипающими частицами, которые
продолжают уменьшать его скорость — в свою очередь, перигей орбиты с каждым
витком опускается все ниже.
Чтобы набрать скорость убегания и покинуть поле,
Космическому Кораблю необходимо:
1) избавиться от налипших частиц и одновременно сохранить
все сведения (знания, переживания), чтобы вернуться домой с Ценным Грузом;
2) накопить и задействовать достаточно большой запас
энергии, который позволит развить первую и вторую космическую скорость.
Основная идея заключается в том, чтобы начать с баллистических
траекторий, затем вернуться на эллиптическую орбиту и увеличивать расстояние от
центра до перигея, пока не будет достигнута скорость убегания.
И потому такое чувство нельзя считать частью излишнего балласта —
напротив, это источник той силы, которая позволит оторваться от поверхности,
перейти на высокую орбиту и набрать скорость убегания.
Накопление энергии для скорости убегания
Эта энергия начинает накапливаться автоматически как
результат обучения, человеческого опыта.
С этого момента тело центрального объекта галактики начинает вращение вокруг своей оси, перпендикулярной плоскости обращения ядра спутника галактики, со скоростью равной скорости орбитального движения ядра спутника галактики.
После того, как ядро спутника галактики проникнет сквозь полое тело центрального объекта галактики и приблизится к внешней границе его, «нагрузка» на ядро спутника галактики, связанная с раскручиванием тела центрального объекта галактики, уменьшиться, и ядро спутника галактики увеличит свою орбитальную скорость.
id=13&num=1249 Черные дыры и скорость звездообразования«Согласно новым данным, полученным исследователями из университета Джонса Хопкинса (The Johns Hopkins University), необычайно высокие скорости звездообразования, наблюдаемые в некоторых галактиках, могут быть связаны с наличием в их центрах черных дыр.
Как сообщает New Scientist, наблюдения с использованием метода адаптивной оптики на "лазерных звездах", позволяющей получить рекордно высокое угловое разрешение, выявили обескураживающе высокую скорость движения звезд скопления - только его составляющая, перпендикулярная лучу зрения, оценивается в 200 км/с.
Объяснить такую скорость движения скопления как целого чрезвычайно непросто…В независимости от того, какая именно модель позволит объяснить существование скопления Арки, его дальнейшие исследования позволят лучше понять природу ядра Галактики и процессов, происходящих в нем - нынешние гипотезы, вероятно, далеки от реальности…» После выхода ядра спутника галактики из тела центрального объекта галактики оно, лишившись своего «двигателя» прекращает вращение вокруг своей оси.
Так же как и на первом этапе жизни, ядро второго спутника галактики, удаляясь от галактического ядра, пронизывает толщу полого тела центрального объекта галактики и приближается к его поверхности, где давление на него тела центрального объекта галактики несколько уменьшается, в результате чего ядро спутника галактики увеличивает свою орбитальную скорость.
В результате увеличения орбитальной скорости ядра спутника, происходит выбивание встречных ядер звезд из тела центрального объекта галактики в плоскость галактики, в которой он совершает орбитальное движение.
Чем больше вещества содержится в ядре объекта, тем с большей орбитальной скоростью он перемещается вокруг центрального объекта и тем меньше скорость удаления его от центрального объекта.
Поэтому, орбитальная скорость движения ядра спутника галактики вокруг центрального объекта больше орбитальной скорости движения звезд, расположенных в плоской составляющей галактики.
Поэтому ядро первого спутника галактики своим персональным пространством начинает разрезать на две части приближающийся к нему растущий звездный диск галактики, разгоняя их до своей скорости орбитального движения.
В результате того, что скорость удаления от тела центрального объекта галактики звезд, находящихся в рукавах галактики, больше скорости удаления ядра первого спутника галактики, они, пройдя его орбиту, теряют скорость орбитального движения, которую получили от ядра первого спутника галактики.
Таким образом, за орбитой ядра первого спутника галактики скорость орбитального движения звезд, составляющих рукава галактики становится меньше, вследствие чего рукава галактики изгибаются, стремясь накрутиться на тело центрального объекта галактики.
Именно потому, что скорость удаления от центрального объекта галактики звезд, находящихся в рукавах галактики, больше скорости удаления спутника галактики, а орбитальная их скорость меньше орбитальной скорости спутника галактики, создается впечатление, что рукава галактики обхватывают спутник галактики:http://www.
При вычисленных массах галактик и измеренных скоростях звёзд в этих галактиках звёзды не могли оставаться на наблюдаемых орбитах, они должны были вылететь за пределы галактики.
Например, скорости звёзд галактики Млечный путь в среднем составляют примерно 220 км/сек, в то время, как угловая скорость для периферийной её части равна примерно 300 млн.
Действительно, если скорости звёзд ближайших к центру галактики и удалённых от него равны, то их угловые скорости явно разные, поскольку угловая и тангенциальная скорости связаны расстоянием от центра вращения.
Несложные расчеты показывают, что с точностью 2% скорость в км/сек в точности равна скорости в парсеках за 1 миллион лет, то есть, шкалы (оси) кривой скорости имеет в точности такой же вид.
Очевидно, однако, что галактика Млечный Путь вращается по часовой стрелке не как твёрдое тело, а разные скорости движения звёзд и скоплений приводит к тому, что рукава со временем закручиваются всё больше.
Получается, что всего два оборота назад при стабильности скоростей звёзд согласно имеющимся данным о кривой вращения галактика была просто невероятно сильно «выкручена» в обратном направлении.
, Пульсар - образование спиральной структуры // Научный электронный архив, 2015, [разлетающиеся от пульсара в противоположные стороны со скоростью света гамма-лучи должны описывать в пространстве спиральную траекторию; возможно, рукава спиральных галактик образуются схожим образом], URL: http://econf.
Часть синтезированного в
нейроне белка компенсирует его расходы в теле клетки во время деятельности, а
другая часть перемещается вдоль по аксону (со скоростью около 1—3 мм в сутки)
и, вероятно, участвует в биохимических процессах в синапсах.
Высокая скорость распространения импульсов и
локальное их воздействие на избранную точку мозга способствуют быстрой и точной
передаче информации в нервной системе.
К «быстрой» подсистеме относятся крупные клетки моторной области коры, аксоны
которых обладают высокой скоростью проведения — от 80 до 25 м/сек (средняя
скорость—50 м/сек).
К «медленной» подсистеме—средние и мелкие клетки моторной и
других областей коры, обладающие меньшей скоростью проведения в аксонах—от 25
до 7 м/сек (средняя скорость 14 м/сек).
В состав кортико-рубро-спинального пути входят волокна, скорость
проведения которых значительно выше, чем в большинстве волокон пирамидного
пути, —до 105—124 м/сек (средняя скорость — около 70 м/сек).
Передача нервных влияний в соматической нервной системе
осуществляется с большой скоростью (толстые соматические волокла имеют высокую
возбудимость и скорость проведения 50— 140 м/сек).
Тонкие вегетативные нервные
волокна отличаются низкой возбудимостью и малой скоростью проведения
возбуждения (в предузловых волокнах скорость проведения составляет 3— 20 м/сек,
а в послеузловых—0,5—3 м/сек).
Движение глаз со скоростью вращения тела, но в противоположную
сторону и быстрое возвращение в исходное положение — нистагм глаз —
обеспечивают сохранение изображения внешнего мира на сетчатке глаз и тем самым
зрительную ориентацию.
Работа этой системы
сводится к определению оптимальных способов решения двигательных задач:
удачного момента для начала движения, наиболее подходящей его структуры
(сочетание мышц, степень и скорость их напряжения, порядок включения и т.
Скорость образования дифференцировок зависит от степени филогенетического и
онтогенетического развития организма, индивидуальных его особенностей,
функционального значения раздражений которые необходимо дифференцировать, и от
других факторов.
Например, собака, заметив на охоте бегущего в определенном
направлении зверя, экстраполирует скорость и направление передвижения, чтобы
бежать к месту встречи по кратчайшему расстоянию.
Рост сложности
систем управления определяется постоянным повышением производительности труда и
скорости обработки оперативной информации, вводом в эксплуатацию все более
сложных и совершенствованием действующих технологических объектов
(энергетических и транспортных систем, каналов связи и т.
Принципы,
философские и социальные аспекты кибернетики, и особенно ее технические
средства, революционно обогатили современную теорию управления, создали
необходимые предпосылки для создания мощных человеко-машинных систем, способных
обрабатывать информацию с совершенно невиданной скоростью в колоссальных
объемах и освободивших человека от рутинного ручного труда.
Большие успехи
теоретических исследований по многим направлениям кибернетической мысли и
ошеломляющие темпы совершенствования вычислительной техники, позволившие
создать компьютеры, обрабатывающие информацию со скоростью порядка триллиона
операций в секунду и обладающих практически безграничной памятью, позволили
человечеству приблизиться к созданию искусственного интеллекта.
При обосновании выбора вида транспорта приходится сопоставлять многие
противоречивые факторы: стоимость перевозки и погрузо-разгрузочных работ,
скорость движения грузов, решение проблем складирования и сохранности груза и
т.
Самый
перспективный выход из информационного тупика дает современная вычислительная
техника, которая с каждым новым поколением удивительно высокими темпами
увеличивает скорость обработки информации: если за последние сто лет скорость
передвижения увеличилась в 102 раз, то скорость связи увеличилась в
107, а обработки информации — в 106 раз (рис.
Скорость
обработки информации современными вычислительными машинами приближается к
предельному значению, ограниченному скоростью света (в оптических
вычислительных машинах — ОВМ) и равному миллиардам операций в секунду.
Рост
скорости обработки информации
вычислительными
машинами
Информация
является основой процесса управления, труд управляющего и состоит в ее изучении
и обработке.
Велик соблазн погрузиться в ностальгические
воспоминания о легендарной "Урал-1" и других ЭВМ этого славного
семейства: "Урал-14Д", "Урал-16", о малых машинах
"Проминь", "Стрела", "Мир", "Наири-2",
"Наири-К", о "чуде XX
века" быстродействующей БЭСМ-6, подумать только — скорость обработки
информации до 1 млн.
Микро-ЭВМ и персональные
компьютеры (ПК) с их высокой надежностью и большой скоростью обработки
информации значительно расширили сферу применения вычислительной техники,
информационные технологии стали более эффективными.
Обычные персональные компьютеры, за которыми
сейчас засиживаются и взрослые, и дети, превосходят по всем параметрам самые
мощные отечественные ЭВМ недалекого прошлого, они обрабатывают информацию со
скоростью миллиардов операций в секунду и имеют практически безграничную
емкость памяти.
Один из основателей Intel Гордон Мур заявил: "Если бы автомобилестроение развивалось
со скоростью эволюции полупроводниковой промышленности, то сегодня
"Роллс-Ройс" мог бы проехать полмиллиона миль на одном галлоне бензина
и было бы дешевле его выбросить, чем платить за парковку".
Скорость
восприятия знаний и относительная
усвояемость
навыков в зависимости от возраста (восприятие, навыки)
Как видно,
способность воспринимать новую информацию, в том числе и в системе повышения
квалификации, с возрастом снижается.
Джеймса, устанавливающей зависимость между чувством
собственного достоинства (ЧСД), успехом, достигнутым человеком (У),
и его притязаниями (П):
Несомненно, что
неординарная личность обладает и особым типом, стилем мышления, для которого
характерны высокая скорость обработки получаемой информации, нестандартность
принимаемых решений и высоко развитые способности к анализу и синтезу.
Ваш сверхмощный
внутренний компьютер с удивительной скоростью, педантичностью и
скрупулезностью по сотням параметров мгновенно дал оценку этому человеку и
подготовил вас к сложному и ответственному акту общения.
"), чаще
задавать короткие заинтересованные вопросы и стараться сопереживать
собеседнику;
— не терять
нить беседы, не отвлекаться и стараться критически анализировать сказанное,
тем более что на это время у вас есть — скорость мышления в четыре раза
превосходит скорость речи;
— не старайтесь
запомнить все факты, обстоятельства, подробности из всего услышанного — это
безнадежно, человек в состоянии удержать в памяти не более 5—6 основных фактов
из рассказа собеседника;
— важно уметь
коротким вопросом направить монолог собеседника в нужное вам русло и помнить о
знаменитом методе Сократа: на умело поставленный вопрос собеседник должен
ответить утвердительно;
— делать
периодические замечания, например, "я вас понимаю", "интересно"
и применять прием "отражения" — отвечать говорящему его же словами,
что подтверждает ваше внимание: "Вы считаете, что.
) Одной из важнейших оценок
процесса принятия решения являются скорость его формирования и длительность
обсуждения, долгий выбор варианта приравнивается к плохой работе менеджера.
Ведь, на относительно небольшом участке пространства, с соизмеримыми, относительно пространства, скоростями, обращаются вокруг Солнца такие гиганты, как Юпитер и Сатурн, а рядом, совсем небольшой Марс.
Физический вакуум и его плотность
Как уже сказано, вакуум явился в космологию с эйнштейновской космологической
постоянной , и его плотность выражается через значение этой
постоянной:
(1)
Здесь и далее используется система единиц, в которой скорость света ; - ньютоновская гравитационная постоянная.
Галактики в
этом скоплении движутся со скоростями около тысячи километров в секунду, и при
таких скоростях удержать их в наблюдаемом объеме скопления можно лишь при
условии, что полная масса скопления раз в десять больше суммарной массы
составляющих его галактик.
В этом случае сила и ускорение в уравнении движения (6) для шара
равны нулю, и для неизменности его радиуса остается только потребовать, чтобы и
скорость частиц шара равнялась нулю.
Можно считать, что ньютоновские
уравнения для однородного шара применяются при условии, что скорость расширения
шара гораздо меньше скорости света, а гравитационный
потенциал на поверхности шара гораздо меньше скорости света в квадрате.
Фридмановская теория предсказывает, что
космологическое расширение в однородном и изотропном мире должно происходить по
линейному закону: в каждый данный момент истории мира скорость удаления обьекта,
находящегося на расстоянии от нас, пропорциональна этому расстоянию: , где - постоянный коэффициент, который не зависит ни от расстояния до
обьекта, ни от направления на него на небе.
Наименьшие скорости удаления у Хаббла составляют всего одну-две сотни км/сек;
и это означает, что хаббловский поток берет начало очень близко от нас, на
расстояниях всего в несколько Мпк.
, и с гораздо более высокой степенью точности
подтверждено и продемонстрировано существование регулярного потока расширения с
линейным законом скорости для расстояний от 2 до 8 Мпк.
Дисперсия скоростей 145 галактик составляет 74 км/сек; часть этой величины
обусловлена ошибками наблюдений, часть движениями галактик в составе их групп;
но она может также отражать реальную анизотропию разбегания всей совокупности
галактик в данном объеме.
С точки зрения той проблемы, которую мы здесь
обсуждаем, показательно, что величина дисперсии сравнима с регулярной линейной
скоростью расширения до расстояний около 2 Мпк и заметно меньше регулярной
скорости для расстояний от 3 до 8 Мпк.
Не искаженные
участием во внутригрупповых движениях, скорости этих галактик обнаруживают
поразительно малый разброс вокруг линейного закона - всего 25 км/сек.
С точки зрения динамики, эти галактики служат в качестве
очень хорошего измерительного инструмента для анализа поля скоростей, а значит и
поля тяготения в местном объеме.
При приближении
рассказчика эта масса пришла в движение, снялась со скелетов и в виде полотнища
начала уходить в лес со скоростью бегущего человека.
В светлом, ясном мире все
частицы движутся по своим траекториям, в определенных направлениях, каждая имеет
вполне определенную массу и скорость, каждая частица существует в реальности и
«действует» сама по себе, вне зависимости от того, смотрит на нее кто-то или не
смотрит.
Подставьте под пулю
не фотоны, а сравнимую с ней вещь – деревянную щитовую мишень, например, и
увидите, как повлияет это «измерение» на траекторию и скорость
пули.
А именно
– характерное число планет, массу планет, закономерность Тициуса-Бодэ, скорости
и направления вращения планет и даже такие тонкости, как «обратное» вращение
второй планеты (Венеры) и двойную третью планету (Земля и
Луна).
Упомянем лишь, что у рыхлой
протоЗемли (диаметр которой был около миллиона километров), скорость
собственного вращения была так велика, что ее разорвало на две планеты,
сопоставимые по массе.
Прошла магнитная сепарация остатков
вещества, из которых получились Ио, Европа, Ганимед и другие малышки… Что же
касается возможной жизни на водородных пузырях, то там ее попросту не из чего
строить… У недогадливого читателя может возникнуть другой
вопрос: а почему мы, собственно говоря, рассматриваем тут солнечную систему,
ведь вокруг других звезд могут быть другие сочетания количества планет, их масс,
скоростей вращения.
Это подтверждается тем, в частности, что
примерно полтора миллиарда лет тому назад резко упала скорость накопления нефти,
горючих сланцев, газа – именно первым одноклеточным жителям нашей планеты мы
обязаны этими полезными горючими ископаемыми.
В спинальных ганглиях вместо биполярных чувствительных нейронов
сосредоточиваются униполярные с Т—образно ветвящимся отростком, обеспечивающие
высокую скорость проведения возбуждения без участия клеточного тела.
Толстые миелинизированные А—волокна с диаметром от 3 до 22
мкм и скоростью проведения возбуждения от 5 до 120 м/с разбиваются еще на
подгруппы: а — волокна от мышечных рецепторов, Р — от тактильных рецепторов и
барорецепторов, 8 — от терморецепторов, механорецепторов, болевых рецепторов.
Состав волокон
этого пути неоднороден, в нем представлены миелинизированные и
немиелинизированные волокна разного диаметра со скоростями проведения
возбуждения от 1 до 100 м/с.
Следующая группа вестибулярных
рефлексов — статокинетические — характеризуется тем, что она направлена
на поддержание позы при изменении скорости движения животного.
Это
влияние осуществляется в первую очередь за счет создания эмоционального фона,
который в значительной степени отражается на скорости образования любого
условного рефлекса.
Замедление и рассредоточенность
мышления, короткие и редкие сновидения, снижение скорости метаболизма и
температуры мозга, региональные изменения кровотока и частоты разрядов
нейронов, гиперполяризация таламо—кортикальных нейронов, возникновение паттерна
разряда нейронов с паузой—вспышкой в некоторых отделах мозга, активизация
«сонно—активных» нейронов в переднем гипоталамусе, миндалевидном комплексе, в
ядрах основания переднего мозга и одиночного пути.
Во время ПС, в отличие от МВС,
активность различных систем организма повышается: дыхание становится
нерегулярным, колеблется пульс и артериальное давление, повышается температура
мозга и скорость метаболизма.
Быстрые движения глаз, сужение и
расширение зрачков, снижение чувствительности барорецепторов, вентиляции легких
в ответ на СО2, колебания частоты дыхания, пульса, артериального
давления, сосудистого тонуса, увеличение скорости метаболизма (у человека и
ряда видов животных), угнетение терморегуляторных ответов на тепло и холод,
активное расслабление скелетных мышц, эрекция.
Для этой
большой группы животных общим являются следующие биологические признаки: 1)
незрелость при рождении; 2) более низкая скорость основного метаболизма, низкий
среднегодовой уровень энерготрат и температуры тела; 3) безопасные условия сна
(глубокие норы и другие надежные укрытия); 4) большое количество сна.
Скорость наступления этой стадии и
степень специализации, как и в предыдущей фазе, зависят от всех трех факторов:
сенсорного и эфферентного звеньев условного рефлекса, а также временных соотношений
их активации.
Величина и
скорость выработки угасательного торможения зависят от прочности условного
рефлекса (стабильные рефлексы угашаются медленнее), от физиологической силы и
вида безусловного рефлекса (угащение у голодной собаки труднее, чем у сытой;
пищевые условные рефлексы угашаются
быстрее, чем оборонительные), от частоты неподкрепления (регулярное
неподкрепление способствует быстрому развитию торможения).
Ухтомский распространил этот
принцип конвергенции на все этажи ЦНС, полагая, что в онтогенезе и филогенезе
конвергенция все более расширяется и обогащается по содержанию, возрастает
скорость интерференции рефлекторных действий в общем пути.
При формировании же единой констелляции как созвездия созвучно работающих
ганглиозных участков, совозбуждающих друг друга, определяющую роль играет
увязка во времени, скоростях и ритмах действия, т.
Сюда
относится и ограниченность ресурсов памяти, и медленная скорость обработки
информации, и, что самое главное, подверженность влиянию утомления, измененного
функционального состояния, настроения и других психофизиологических факторов,
которые ухудшают его способность к оценке информации и быстрому принятию
правильного решения.
Временная структура деятельности может быть либо свободной,
ориентированной на точностные, качественные показатели, либо навязанной,
когда главной становится скорость выполнения операции.
Супраспинальный контроль локомоции выполняет несколько
основных функций: 1) быстро запускает локомоцию, поддерживает постоянную
скорость или изменяет ее, если требуется, а также прекращает ее в нужный
момент; 2) точно адаптирует движение (и даже отдельный шаг) к условиям среды;
3) обеспечивает достаточно гибкую локомоторную позу, чтобы соответствовать
различным условиям передвижения, таким, например, как ползанье, плаванье, бег
по снегу, перенос груза и т.
Уровень биологической мотивации измеряется
многими способами, в частности скоростью целенаправленной побежки, преодолением
препятствий разной сложности, выбором действий в условиях конкурентных
отношений между удовлетворением разных биологических потребностей (пищевой и
половой, пищевой и водной и т.
Остальные страницы в количестве 1116 со вхождениями слова «скорость» смотрите здесь.
Дата публикации: 2015-12-25
Оценить статью можно после того, как в обсуждении будет хотя бы одно сообщение.
Об авторе:Статьи на сайте Форнит активно защищаются от безусловной веры в их истинность, и авторитетность автора не должна оказывать влияния на понимание сути. Если читатель затрудняется сам с определением корректности приводимых доводов, то у него есть возможность задать вопросы в обсуждении или в теме на форуме. Про авторство статей >>.