Апории теории относительности

Апории Зенона в СТО
Автор
Сообщение
Борис Попов
#25257 2018-01-14 13:30 GMT

Парадокс шести близнецов Эйнштейна

СТО Эйнштейна, своей скандальной известностью, во многом обязана т.н. «парадоксу близнецов».

Суть его проста: один из близнецов остаётся на Земле, а другой на космическом корабле мчит со скоростью близкой к скорости свете к далёким звёздам и, достигнув их, тем же транспортом и с той же скоростью возвращается на грешную Землю. Как говорят формулы теории относительности, астронавт при встрече окажется много моложе брата домоседа.   Парадокс — находка для падких на сенсации  журналистов, и предмет нападок охочих до скандала альтернативщиков.

   Любимый вопрос последних: поскольку движение относительно, то и домосед по отношению к астронавту тоже «двигался», следовательно, к моменту встречи ОБА должны стать МОЛОЖЕ ДРУГ ДРУГА. В каком, мол, квантовом  состоянии такое можно представить?

   Разумеется, здесь  апологеты и «знатоки СТО» с видом превосходства их правят, приговаривая: в этом случае ясно кто двигался — тот, кто испытывал ускорение; ускорение же — абсолютно, его можно измерить акселерометром. Правда, хотелось  бы  посмотреть на попытки этого «знатока»  измерить  акселерометром  ускорение своего свободного падения  по направлению к Земле на борту МКС! Эквивалентность инерционной и гравитационной массы никто не отменял.

Характерно, что в любой интерпретации  данного парадокса присутствует изрядная доза антропоцентризма! Ничто ведь не препятствует   нам в мысленном эксперименте установить сколь угодно большую продолжительность жизни  для близнецов,  и, пользуясь этой установкой, организовать полёт так, чтобы часть пути, пройденная  звездолётом ускоренно для набора (сброса) скорости близкой к скорости света, составляла  лишь ничтожную часть  от части пути, которую звездолёт преодолеет, двигаясь без ускорения.  Не так уж и велика эта пресловутая скорость света в космологических масштабах. Неужели именно эти «секунды ускорения-торможения», по сути фантомные   в отношении к «годам полёта с выключенным двигателем», определяют асимметрию в темпах старения? Похоже, что апелляция к ускорению не смягчает приговора, выносимого альтернативщиками СТО.

   Продолжим борьбу с антропоцентризмом. Представим, что близнецов не двое, а шестеро. И все они одновременно стартуют к звёздам на все шесть сторон света на звездолётах-близнецах. Всё от старта до возврата происходит у них одинаково: и разгон, и движение по инерции,  и торможение. Пространство изотропно, поэтому разницы между югом, западом, севером,  востоком, верхом и низом – нет  никакой. Но относительная скорость астронавтов, вылетевшие в противоположных направлениях,   и их скорость относительно тех, которые летели по отношению к ним под углом 90 и 270 градусов, различаются, и, следовательно, формулы теории относительности покажут разное различие в их возрасте по завершению полёта.Но ведь всё у всех одинаково! Откуда же возникнет разница? И, мало того, парадоксальная разница – не поддающаяся осмыслению! Называется — приехали!

Ускорители

Вас никогда не удивляло, что апологеты теории относительности не применяют против своих врагов «железный» довод: если бы не было формул теории относительности, то ни один ускоритель не мог бы эффективно функционировать. Мол, наш адвокат – ускоритель.

Однако, давно выяснилось, что ускорители заряженных частиц не получаются работоспособными если их рассчитывать по математическим моделям «теории относительности».

Тогда чем объяснить замедление набора скорости частиц в ускорителе, с ростом этой самой скорости?

Тут нет надобности в ТО, ни в специальной, ни в общей.

Достаточно вспомнить 2-й закон Ньютона

MΔV = FΔt

         Ясно, что на каждый следующий цикл ускорения электрон входит с большей скоростью, чем на цикл предыдущий, и пролетает его быстрее. Поэтому величина FΔt будет меньшей (M и F –константы) и, следовательно, меньшим будет и приращение ΔV. На каждом следующем  цикле приращение скорости будет меньше (без мистики СТО).

Выразим приращение скорости математически. Для чего, во избежание интегралов, воспользуемся законом сохранения энергии

MV12 = 2eU

MV22 — MV12  = 2eU

MV32 – MV22  = 2eU

………………….

Избавляемся от констант, переходя в систему единиц, где M и 2eU равны 1 одновременно, имеем

Расчёты

Понятно, ряд с такими членами, является медленно, но расходящимся.  Однако, — инженеру понятно, что реализовать идеальную конструкцию невозможно.

Выще мы предположили, что  значение значение силы F будет при наборе скорости электроном оставаться постоянным. Но так ли это? Обычно остаётся «за кадром» то, что ускоряемое тело наращивает скорость движения и, следовательно, источнику силы для сохранения прикладываемого усилия приходится самому также ускоряться, то есть развивать всё большую мощность (F*V), догоняя (перегоняя) тело. По-иному, мощность источника силы должна расти здесь далеко не линейно. Вот ещё и поэтому и нельзя довести скорость электрона в ускорителе до скорости света. Электромагнитное поле «не догоняет». Чем быстрее здесь  движется электрон, тем меньшая сила на него действует.

Кроме того, здесь не учтены тормозящие факторы: синхротронное излучение, взаимодействие электронов с собственным э-м полем, в ускорителе гоняют не один электрон, а их пучки, и т.д.  Иначе говоря, в электростатическом ускорителе довести скорость электрона до скорости близкой к скорости света, невозможно. Но это никак не связано с домыслами ТО. В других типах ускорителей электроны ускоряются бегущей волной, скорость которой не превышает скорость света. Опять ТО не при чём!  

Чудеса ОТО

Любые вещественные образования обладают массой, и не одной, а двумя — инерционной и гравитационной. И эти массы всегда равны, хотя и различны. Следовательно формула связи энергии и массы для вещественных образований должна выглядеть не как E = mc2, а как E = 2mc2! На самом деле энергии у нас в два раза больше! Эйнштейн жестоко ошибался. Теперь же правда восторжествовала. Энергетический кризис нам не грозит.

           Как известно, в общей теории относительности (ОТО) время в гравитационном поле течет медленнее, чем мировое время, отсчитываемое часами на бесконечности. Изменение хода часов в точках с разным гравитационным потенциалом проверялось неоднократно в экспериментах с атомными и ядерными часами. Следовательно, планеты, находящиеся на разном расстоянии от Солнца, за миллиарды лет разошлись во времени на годы. Как же они притягивают друг друга? Это всё равно, как если бы вы сегодняшний. вели полноценный диалог (не монолог) с собой вчерашним!

В СТО есть формула зависимости массы тела от его скорости. Но какой массы? Из контекста основных положений СТО, следует — инерционной. Однако, ни одна теория, и ни одна практика ни свидетельствует нам о нарушении принципа эквивалентности инерционной и гравитационной масс. Следовательно: гравитационная масса будет расти синхронно с массой инерционной. Но нам хорошо известно, — чем дальше от нас галактика, тем с большей скоростью она от нас удаляется. Значит, в пределе, все дальние галактики обретут скорость и, соответственно, массу, превращающую (в соответствии с ОТО) Галактику в «чёрную дыру». Тогда окраину Вселенной можно представить в виде сплошной оболочки из одних только «чёрных дыр». Не приведи Господь попасть в эти места! Это страшнее Большого Взрыва! Кстати, оттуда наше место во Вселенной тоже будет смотреться скопищем чёрных дыр!

Апории теории относительности

         Согласно формулам теории относительности тела при движении сокращаются в размерах. В 1909 году известный австрийский физик Пауль Эренфест усомнился в этом выводе. «Допустим, движущиеся предметы действительно сплющиваются, — рассудил он. — В таком случае, если мы приведем во вращение диск, то при увеличении скорости его размеры, как утверждает Эйнштейн, будут уменьшаться; кроме того, диск искривится. Когда же скорость вращения достигнет скорости света, диск попросту исчезнет. Куда же он денется?..»

         В 1973 году умозрительный эксперимент Эренфеста был воплощен на практике. Американский физик Томас Фипс сфотографировал диск, вращавшийся с огромной скоростью. Размеры диска — не изменились. «Продольное сжатие» оказалось чистейшей фикцией.

Я, как почитатель Эйнштейна, думаю, — Томас Фипс  просто мало крутил, иначе диск просто «растаял бы» у него на глазах. Исходные размеры здесь не играют никакой роли.  В самом деле: берём диск и крутим, диск уменьшается в размерах. Продолжаем крутить дальше уже уменьшившийся диск, он, естественно тоже будет уменьшаться в размерах дальше. Чем он лучше или хуже исходного?  Теперь он сам исходный. Ну и так далее… Чем дольше крутим, тем меньше становится диск. Скорость вращения может быть любая, её увеличение только слегка ускорит процесс исчезновения. Дошло? Или не в  силах осознать этот нелинейный процесс схождения диска к нулю? Ну, вспомните апорию Зенона «ахиллес и черепаха» и крутите свои шарики  по этой схеме применительно теории относительности. Вот вам и апория теории относительности.

Как ответственный мыслитель, я любую мысль додумываю до конца. Думаю, что атомы, электроны и  прочие обитатели микромира – это «докрутившиеся»  до фемпто размеров галактики, звёзды и планеты. А вы как думаете уважаемые читатели?

Могут маги, я могу.