«специальные» теории относительности. (Сто новая редакция, сото и Кватерная Вселенная)  2004 В. М


Название«специальные» теории относительности. (Сто новая редакция, сото и Кватерная Вселенная)  2004 В. М
страница1/5
Дата публикации06.04.2013
Размер0.51 Mb.
ТипСтатья
userdocs.ru > Астрономия > Статья
  1   2   3   4   5


К 100-летию теории относительности

«СПЕЦИАЛЬНЫЕ» ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ.

(СТО*— новая редакция, СОТО и Кватерная Вселенная)
2004 В.М. Мясников

Предлагается новая идеология (парадигма) построения и интерпретации теории относительности, позволившая построить специальную теорию относительности (СТО* – новая редакция), отличную по многим параметрам и возможностям от теории Эйнштейна, а также — не имеющих аналогов, «специальную общую» теорию относительности (СОТО) и Кватерную Вселенную (как «самостоятелную теорию относительности»).

В «иерархии теорий относительности» СТО*, СОТО и Кватерную Вселенную следует поместить между эйнштейновскими специальной и общей теориями относительности.

Статья является изложением основных идей глав XII, XIII, XIV и XV неопубликованной книги автора [1]. В [3] опубликована весьма подробная аннотация книги. Ссылки на главы книги следует понимать (пока книга не опубликована) как ссылки на соответствующие места аннотации [3], см. также [2], где изложены основные понятия (кватеры, кватерные пространства, модель материальной точки и др.), построена модель Вселенной и на её основе сформулирована программа «Расширение Вселенной => локальная физика», среди многочисленных следствий которой есть и необходимость новой формулировки теории относительности, и др.



^ Новая редакция специальной теории относительности (СТО*) предполагает нечто новое по сравнению с традиционной теорией относительности А.Эйнштейна (СТО). Несмотря на то, что некоторые выводы новой теории относительности отличаются, и весьма существенно, от эйнштейновской, мы полагаем её лишь новой редакцией теории Эйнштейна, её дальнейшим развитием. Новизна нашей теории состоит лишь в том, что мы по-новому определяем понятие системы отсчета и понятие одновременности пространственно разделенных событий. В главном же мы полностью поддерживаем и продолжаем А.Эйнштейна.

Мы полагаем, что главная заслуга Эйнштейна (мы говорим здесь только о круге проблем, связанных с теорией относительности) состоит в том, что он первый (1905 г.) ввел в язык физики топологию Минковского как внутреннее свойство пространства–времени. Мы называем топологией Минковского — топологию пространств с сигнатурой (– + + +) в отличие от евклидовой топологии (+ + + +), на которой полностью основана классическая физика (см. [3], [1], Приложение А (А-I) ). В указанной работе мы также показали, что не существует топологически непрерывного перехода от евклидовой топологии к топологии Минковского, а это значит, что не существует «плавного» перехода от классической физики к релятивистской, (и обратно! т.е. классическая физика, строго говоря, не является предельной для релятивистской при малых скоростях), т.е. это тот случай, когда «количество не переходит в качество» и нужен качественный рывок. Именно такой рывок и совершил Эйнштейн, создав теорию относительности. (Разумеется, в 1905 году все это представлялось совершенно иначе. Г.Минковский лишь в 1908 году показал возможность геометрического описания специальной теории относительности и ввел пространство Минковского. Не будем забывать и того, что первые шаги в этом направлении были сделаны еще до 1905 г. (И.Фогт, Д.Фитцжеральд, Г.Лоренц, А.Пуанкаре), однако введение топологии Минковского — заслуга именно А.Эйнштейна.).

Предлагаем следующую (новую) интерпретацию преобразований (формул) Лоренца, полагая ковариантность преобразований Лоренца их первичным свойством (инвариантность уравнений Максвелла относительно преобразований, позже названных именем Лоренца, была впервые установлена В.Фогтом в 1887 г. формально, без связи с принципом относительности, см. также нашу гл. III, где преобразования Лоренца определяются как спинорные гиперболические вращения, обеспечивающие инвариантность уравнений Максвелла как для электромагнитных, так и для гравитационных полей, и приложение А (А-I), где преобразования Лоренца определяются как ортогональные преобразования в пространстве Минковского, получаемые процедурой ортогонализации из любого линейного преобразования, в частности, из преобразования Галилея.) :
^ Формулы (преобразования) Лоренца следует интерпретировать как правила для определения (в смысле, во-первых — дать определение, и только во-вторых — измерить, вычислить, в соответствии с данным определением) "подвижных" времени и координат из неподвижной системы координат с помощью "неподвижных" эталонов. Ковариантность при этом имеет место по определению.

Таким образом, преобразования Лоренца, с одной стороны, определяют новые координаты, ковариантные старым, с другой стороны — сами независимо определяются одним параметром – «углом» (спинором) гиперболического поворота, однозначно определяемого из определения новой системы отсчета относительно старой. Кроме того, такое толкование преобразований Лоренца позволяет расширить область их применения от инерциальных систем (СТО*) до центрально-симметричных гравитационных полей (СОТО и Кватерная Вселенная) и, возможно, других.

Принципиальная схема построения специальной теории относительности сводится к следующему:

  1. В реальном 3-х мерном пространстве выбираем систему отсчета Минковского, т.е. физическую точку отсчета (реальное тело, размерами которого можно пренебречь) и выбранное направление (фиксированный луч из точки отсчета). В этой системе отсчета определяем кватерное (нештрихованное) пространство событий ("неподвижные" координаты и время).

  2. 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.

  3. Преобразования Лоренца в кватерных пространствах представляют собой спинорное гиперболическое вращение и для его определения нужно определить спинор поворота. Спинор поворота определяется (см. гл. III) нормированием кватера события, совпадающего с точкой отсчета подвижной системы отсчета.

  4. С помощью формул (преобразований) Лоренца определяем кватерное (штрихованное) пространство событий в подвижной системе отсчета Минковского ("подвижные" координаты и время. Напомним еще раз, что мы рассматриваем преобразования Лоренца не как связывающие две системы координат, но как определение одной системы координат по другой.).

  5. Для придания "подвижным" (штрихованным) величинам смысла "собственных" величин подвижной системы отсчета, что должно иметь место в соответствии с принципом относительности, необходимо придать подвижной системе отсчета статус физической системы, для чего необходимо определить собственные эталоны в подвижной системе, применяемые из неподвижной, с помощью которых неподвижный наблюдатель сможет производить измерения в подвижной системе отсчета. Преобразования Лоренца, сами по себе, решить эту проблему не могут, необходимо некое независимое понятие. В качестве такового рассматриваем понятие одновременности или понятие одномоментности.

  6. ^ Возможность сравнения физических величин, измеряемых из неподвижной системы отсчета, с помощью неподвижных и подвижных эталонов, т.е. одних и тех же величин, физически принадлежащих разным системам отсчета, составляет основное содержание специальной теории относительности.

  7. Кватерные пространства «специальной общей» теории относительности отличаются от рассмотренных выше только тем, что в качестве физической точки отсчета теперь берется материальная точка, т.е. реальное тело, имеющее массу, которое определяет новую систему отсчета — пространство-масса. Последнее допускает гравитационную интерпретацию. (гл. XIV). Те же методы, примененные к пространству Вселенной, рассматриваемой как «внутреннее пространство-масса гравитационной сферы Вселенной», позволяют построить модель Вселенной (Кватерная Вселенная), согласующуюся со всеми современными наблюдательными данными (гл. XV).

Предлагаемая схема реализуется далее, с сохранением последовательности действий и их нумерации по схеме, для специальной теории относительности (СТО*— новая редакция), «специальной общей» теории относительности (СОТО) и Кватерной Вселенной.

^ Предварительные замечания.

Системой отсчета мы называем точку отсчета и её окрестность, все точки которой определяются (радиус-векторами) из точки отсчета.

Физической системой отсчета называем систему отсчета с физической точкой отсчета (реальное тело, размерами которого, в случае необходимости, можно пренебречь). Предполагается также, что в физической системе имеется необходимый набор эталонов (и приборов) для измерения координат, времени и других физических величин.

Системой отсчета Минковского называем систему отсчета, в которой выделено (зафиксировано) направление (луч) из точки отсчета.

Инерциальной системой отсчета называем систему отсчета, пространство которой однородно и изотропно.

Кватерами мы называем кватернионы специального вида с мнимой скалярной частью и вещественной векторной частью или — с вещественной скалярной частью и мнимой векторной (см. [2] и [1], гл. II).

В данной работе рассматриваются исключительно изотропные пространства, т.е. пространства с центральной (радиальной) симметрией относительно любых точек отсчета, что позволяет ограничиться использованием систем отсчета Минковского с одним фиксированным («рабочим») направлением, «держа в уме», что мы всегда можем распространить полученные результаты на любое направление.

Более того, в системе отсчета Минковского мы построили 4-х мерное (да, да, четырехмерное!) вещественное пространство Минковского , где роль четвертого измерения играет выбранное направление, и показали, что пространство Минковского является простейшим «истинно» физическим пространством (см. [1], Приложение А-II). Сказанное объясняет название и ту важную роль, которую мы отводим системам отсчета Минковского.

.^ Специальная теория относительности

(СТО* — новая редакция).

  1. Итак, пусть— инерциальная физическая система отсчета Минковского, т.е. в однородном и изотропном пространстве выбрана физическая точка отсчета О и выбрано направление (луч), задаваемое единичным вектором . 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 в системе отсчета выбрана также декартовая прямоугольная система координатс началом в точке отсчета О и так, чтобы координатная ось была направлена вдоль выбранного направления. Если ввести орты координатных осей , то кватеры можно записать в виде и событие, в случае необходимости, интерпретировать как точку с координатами в момент времени .

  1. 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 . Точка отсчета подвижной системы определяется событием в старой (неподвижной) системе отсчета.

  2. Спинор поворотав кватерном пространстве (1) определяем, нормируя событие , т.е.



Кватер мы называем спинором поворота (гиперболического, т.к. угол поворота — мнимый), определяется из , , — орт выбранного луча, и — проекция вектора–скорости на луч, т.е. в случае удаления подвижной точки отсчета от неподвижной , в случае приближения — .

  1. Пространство–время как кватерное множество событий в подвижной системе отсчета

(2)

или, что то же самое, штрихованные координаты и время в определяем, используя преобразования Лоренца, которые в кватерном пространстве определяются как правое и левое полувращения (см. гл. III),

. (3)

Проделав все вычисления и записывая результат для разности событий в декартовой системе координат, и — соответственно, получаем

. (4)

  1. Штрихованные величины в (4) определяются (вычисляются) из нештрихованной системы отсчета с помощью «нештрихованных» эталонов, и пока не имеют смысла «собственных» величин штрихованной системы отсчета , т.е. им не может быть придан физический смысл. Эту проблему преобразования Лоренца, сами по себе, решить не могут, требуется некое дополнительное условие. Одним из таких условий является условие одновременности пространственно разделенных событий и в , точнее — условие сохранения этой одновременности при переходе от неподвижной системы отсчета к подвижной (еще точнее — условие реальности событий и сохранения реальности при переходе от одной системы отсчета к другой. Условие одновременности является лишь необходимым условием для реальности.).

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. ниже в разделе
  1   2   3   4   5

Похожие:

«специальные» теории относительности. (Сто новая редакция, сото и Кватерная Вселенная)  2004 В. М iconВопрос 1
Философские проблемы сто и ото: сравнительный вклад в создание специальной теории относительности (сто) Х. А. Лоренца, А. Пуанкаре,...
«специальные» теории относительности. (Сто новая редакция, сото и Кватерная Вселенная)  2004 В. М icon31августа 2006 года корпоративный стандарт тнк-вр по от, пб и оос
Новая редакция вместо Корпоративных Стандартов тнк-вр по от, пб и оос, утвержденных 7 июня 2004 г
«специальные» теории относительности. (Сто новая редакция, сото и Кватерная Вселенная)  2004 В. М iconФормирование, подготовка, выдающиеся операции спецподразделений
Венсенна, американец — корпус морской пехоты; немец — прусскую лейб-гвардию, а русский — кавалергардов и Павловский полк. Сто лет...
«специальные» теории относительности. (Сто новая редакция, сото и Кватерная Вселенная)  2004 В. М iconЯнуш Вишневский Интимная теория относительности
Новая книга одного из самых популярных писателей современности, автора бестселлера «Одиночества в сети»!
«специальные» теории относительности. (Сто новая редакция, сото и Кватерная Вселенная)  2004 В. М iconНалсурмухамедьяро в с и н
Вселенная. По теории пузырей эта любовь образовалась после её отделения от какой-то другой любви. Из теории мембран эта любовь возникла...
«специальные» теории относительности. (Сто новая редакция, сото и Кватерная Вселенная)  2004 В. М iconСоциология как наука. Объект и предмет социологии
Структура и уровни социологического знания: общесоциологические теории; специальные социологические теории; эмпирические социологические...
«специальные» теории относительности. (Сто новая редакция, сото и Кватерная Вселенная)  2004 В. М iconКнига одного из самых популярных писателей современности, автора...
«Интимная теория относительности» рассказывает об относительности истины. Иногда нам кажется, что мы знаем о человеке все. Но достаточно...
«специальные» теории относительности. (Сто новая редакция, сото и Кватерная Вселенная)  2004 В. М iconРеферат по дисциплине: Философия на тему: Время и пространство в неживой и живой природе
Пространство и время в общей теории относительности и в релятивистской космологии. 6
«специальные» теории относительности. (Сто новая редакция, сото и Кватерная Вселенная)  2004 В. М iconЕлена Любимова Библейские картинки, или Что такое «Божья благодать» Новая редакция 2008
Библии с совершенно неожиданной стороны. Надеемся, Вам она так же принесёт пользу, как и нам
«специальные» теории относительности. (Сто новая редакция, сото и Кватерная Вселенная)  2004 В. М iconЕлена Любимова Библейские картинки, или Что такое «Божья благодать» Новая редакция 2008
Библии с совершенно неожиданной стороны. Надеемся, Вам она так же принесёт пользу, как и нам
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2020
контакты
userdocs.ru
Главная страница