Преобразования Лоренца в материальном 3-х мерном пространстве
Доходчиво объясняется, что теория относительности - это очень просто! И даже для "чайников". И понять её вполне доступно старшеклассникам, причём не понадобится принимать на веру абсурд, будто свет магическим образом ухитряется пролетать мимо любого двигающегося в произвольном направлении наблюдателя с одной и той же скоростью.
Преобразования координат, по предложению Пуанкаре им присвоено имя "преобразования Лоренца" (ПЛ), первоначально были выведены исходя из критерия, чтобы вид уравнений Максвелла оставался неизменным при любой скорости системы отсчёта наблюдателя. Поскольку в эти уравнения входит параметром скорость света c, то естественно, что он тоже должен был оставаться неизменным в любой инерциальной (двигающейся без ускорения) системе отсчёта (ИСО). То есть сим узаконивался постулат постоянства (инвариантности) скорости света. Затем Эйнштейн расширил этот критерий, постулировав, что любые процессы в любой ИСО должны иметь результатом одинаковые значения всех параметров, назвав его "Принципом относительности".
Математик Минковский предложил геометрическую интерпретацию ПЛ, как поворот системы отсчёта с координатами {x,y,z,ict}, где c это скорость света остающаяся неизменной константой в любой ИСО, t время, а i=√(-1), в 4‑х мерном пространстве-времени, поскольку при этом интервал событий c длиной (в квадрате) (Δx)²+(Δy)²+(Δz)²-(c•Δt)² оставался бы неизменным. Здесь Δ обозначает интервалы координат фиксирующих начало и конец события. Очевидно, например, что в 3‑х мерном пространстве длина отрезка L² = (Δx)²+(Δy)²+(Δz)² при любой ориентации прямоугольной системы координат будет в них неизменна. Однако в 4‑х мерном пространстве-времени Минковского временна́я ось является мнимой.
Все соотношения специальной теории относительности (СТО) можно вывести из изящной математической модели Минковского. Но она никак не объясняет, по какой причине и какими физическими механизмами обусловлено это соотношение координат события и почему скорость света в любой ИСО одинакова. Учёные, однако, решили не задаваться "глупыми" вопросами, сочтя опыт Майкельсона-Морли не вызывающим вопросов достаточным тому обоснованием, и, с подачи Эйнштейна, просто постулировали сиё, "как факт".
Однако, в публикациях [ 1], [ 2] и [ 3] я показываю, причём школьной математики для этого вполне достаточно, что и лоренцево сокращение, и релятивистское замедление времени, и постоянство скорости света имеют одну причину: это существование мирового эфира и передача взаимодействий через него посредством физических силовых полей. Интересно, что многие высокообразованные лица об этом высказывались, мол зачем нам знать вообще про эфир, если есть преобразования Лоренца и пространство Минковского?
Ну так и преобразования Лоренца тоже прекрасно и просто выводятся в концепции эфира и при этом не возникает никакой необходимости обращаться к абстрактно-математическому пространству Минковского. Всё происходит в реале в нашем обычном классическом 3‑х мерном абсолютном евклидовом пространстве заполненном эфиром, в котором существует абсолютное время.
Пусть система {X,Y} неподвижна, а система {X',Y'} движется в эфире со скоростью V. В качестве события рассмотрим прибытие импульса света в точку E при координате x' измеренной в системе {X',Y'}. Началом события (испускание вспышки света) является момент, когда точки O и O' обеих систем координат совпадали.
При выводе преобразований Лоренца я буду использовать тот факт, что измеренная в любой ИСО скорость света одинакова и равна скорости света в эфире. Однако, если во всех прочих выводах ПЛ сиё постулируется, то оное было доказано мною в статье [ 3]. Из этого следует истинность формул (1). В статье [ 1] доказано, что длина тела в направлении движения сокращается в эфире, поэтому справедлива формула (2) для длины отрезка L представляющего в системе эфира координату x', измеренную в системе {X',Y'} по собственным эталонам длины (которые при движении тоже сжались).
Подставляя из (1) нужную формулу в (2) получим (3).
Выражение (4) описывает кинематику события в системе эфира.
Используя формулы (1), из (4) получим (5) и (6).
Аналогично, используя также (2), из (4) получим (7), а из (6) получим (8).
Разрешив систему уравнений (7) и (8), вычислим формулы (9) связывающие x и y в системе эфира с величинами x' и t' измеренными в движущейся системе.
Эти формулы и представляют преобразования Лоренца в канонической форме. Однако, по логике их вывода, здесь они относятся к нашему 3‑х мерному пространству с абсолютным временем, заполненному эфиром, а не к виртуальному пространству Минковского с мнимыми координатами.
Но у скептиков могут возникнуть возражения, что в этом доказательстве одна из систем отсчёта связана с эфиром. А в реальности и ИСО наблюдателя скорее всего тоже движется в эфире - так как же тогда работают ПЛ? Сразу скажу, что ИСО наблюдателя можно считать как бы неподвижной в эфире, ибо все эффекты СТО будут зависимы от движения относительно именно неё.
Пусть имеем две ИСО: первая движется в эфире со скоростью V1, а вторая со скоростью V2 вдоль оси X. Индексы при переменных отражают их принадлежность к системам. Переменные с индексом "0" относятся к системе неподвижной в эфире. Рассмотрим в них одно и то же событие.
Из формул (7) и (8) имеем (10).
Из (9) имеем (11).
Подставляя переменные из (11) в (10) получим (12).
Преобразуем в (13) подкоренное выражение знаменателя из (12). Обозначим в нём βk=Vk/c.
Подставив (13) в (12) и обозначив переменной V21 выражение приведенное в (14), получим (15), где V21, по аналогии с (9), имеет смысл скорости системы 2, но относительно как бы "неподвижной" системы 1. Аналогичную формулу можно получить и для t1.
Выразив из (14) переменную V2, получим известную формулу (16) для релятивистского сложения скоростей.
Таким образом, доказано, что нельзя определить, какая из ИСО на самом деле движется или неподвижна в эфире, ибо ИСО наблюдателя не отличается от неподвижной в эфире, оперируя скоростями прочих ИСО относительно неё для исчисления событий. Для неё, как и для абсолютной и связанной с эфиром ИСО справедливы ПЛ. Но без эфира феномены СТО необъяснимы.
Ниже указаны опубликованные материалы по теории относительности и о том, как, возможно, устроен Мир:
Преобразования координат, по предложению Пуанкаре им присвоено имя "преобразования Лоренца" (ПЛ), первоначально были выведены исходя из критерия, чтобы вид уравнений Максвелла оставался неизменным при любой скорости системы отсчёта наблюдателя. Поскольку в эти уравнения входит параметром скорость света c, то естественно, что он тоже должен был оставаться неизменным в любой инерциальной (двигающейся без ускорения) системе отсчёта (ИСО). То есть сим узаконивался постулат постоянства (инвариантности) скорости света. Затем Эйнштейн расширил этот критерий, постулировав, что любые процессы в любой ИСО должны иметь результатом одинаковые значения всех параметров, назвав его "Принципом относительности".
Математик Минковский предложил геометрическую интерпретацию ПЛ, как поворот системы отсчёта с координатами {x,y,z,ict}, где c это скорость света остающаяся неизменной константой в любой ИСО, t время, а i=√(-1), в 4‑х мерном пространстве-времени, поскольку при этом интервал событий c длиной (в квадрате) (Δx)²+(Δy)²+(Δz)²-(c•Δt)² оставался бы неизменным. Здесь Δ обозначает интервалы координат фиксирующих начало и конец события. Очевидно, например, что в 3‑х мерном пространстве длина отрезка L² = (Δx)²+(Δy)²+(Δz)² при любой ориентации прямоугольной системы координат будет в них неизменна. Однако в 4‑х мерном пространстве-времени Минковского временна́я ось является мнимой.
Все соотношения специальной теории относительности (СТО) можно вывести из изящной математической модели Минковского. Но она никак не объясняет, по какой причине и какими физическими механизмами обусловлено это соотношение координат события и почему скорость света в любой ИСО одинакова. Учёные, однако, решили не задаваться "глупыми" вопросами, сочтя опыт Майкельсона-Морли не вызывающим вопросов достаточным тому обоснованием, и, с подачи Эйнштейна, просто постулировали сиё, "как факт".
Однако, в публикациях [ 1], [ 2] и [ 3] я показываю, причём школьной математики для этого вполне достаточно, что и лоренцево сокращение, и релятивистское замедление времени, и постоянство скорости света имеют одну причину: это существование мирового эфира и передача взаимодействий через него посредством физических силовых полей. Интересно, что многие высокообразованные лица об этом высказывались, мол зачем нам знать вообще про эфир, если есть преобразования Лоренца и пространство Минковского?
Ну так и преобразования Лоренца тоже прекрасно и просто выводятся в концепции эфира и при этом не возникает никакой необходимости обращаться к абстрактно-математическому пространству Минковского. Всё происходит в реале в нашем обычном классическом 3‑х мерном абсолютном евклидовом пространстве заполненном эфиром, в котором существует абсолютное время.
Пусть система {X,Y} неподвижна, а система {X',Y'} движется в эфире со скоростью V. В качестве события рассмотрим прибытие импульса света в точку E при координате x' измеренной в системе {X',Y'}. Началом события (испускание вспышки света) является момент, когда точки O и O' обеих систем координат совпадали.
При выводе преобразований Лоренца я буду использовать тот факт, что измеренная в любой ИСО скорость света одинакова и равна скорости света в эфире. Однако, если во всех прочих выводах ПЛ сиё постулируется, то оное было доказано мною в статье [ 3]. Из этого следует истинность формул (1). В статье [ 1] доказано, что длина тела в направлении движения сокращается в эфире, поэтому справедлива формула (2) для длины отрезка L представляющего в системе эфира координату x', измеренную в системе {X',Y'} по собственным эталонам длины (которые при движении тоже сжались).
Подставляя из (1) нужную формулу в (2) получим (3).
Выражение (4) описывает кинематику события в системе эфира.
Используя формулы (1), из (4) получим (5) и (6).
Аналогично, используя также (2), из (4) получим (7), а из (6) получим (8).
Разрешив систему уравнений (7) и (8), вычислим формулы (9) связывающие x и y в системе эфира с величинами x' и t' измеренными в движущейся системе.
Эти формулы и представляют преобразования Лоренца в канонической форме. Однако, по логике их вывода, здесь они относятся к нашему 3‑х мерному пространству с абсолютным временем, заполненному эфиром, а не к виртуальному пространству Минковского с мнимыми координатами.
Но у скептиков могут возникнуть возражения, что в этом доказательстве одна из систем отсчёта связана с эфиром. А в реальности и ИСО наблюдателя скорее всего тоже движется в эфире - так как же тогда работают ПЛ? Сразу скажу, что ИСО наблюдателя можно считать как бы неподвижной в эфире, ибо все эффекты СТО будут зависимы от движения относительно именно неё.
Пусть имеем две ИСО: первая движется в эфире со скоростью V1, а вторая со скоростью V2 вдоль оси X. Индексы при переменных отражают их принадлежность к системам. Переменные с индексом "0" относятся к системе неподвижной в эфире. Рассмотрим в них одно и то же событие.
Из формул (7) и (8) имеем (10).
Из (9) имеем (11).
Подставляя переменные из (11) в (10) получим (12).
Преобразуем в (13) подкоренное выражение знаменателя из (12). Обозначим в нём βk=Vk/c.
Подставив (13) в (12) и обозначив переменной V21 выражение приведенное в (14), получим (15), где V21, по аналогии с (9), имеет смысл скорости системы 2, но относительно как бы "неподвижной" системы 1. Аналогичную формулу можно получить и для t1.
Выразив из (14) переменную V2, получим известную формулу (16) для релятивистского сложения скоростей.
Таким образом, доказано, что нельзя определить, какая из ИСО на самом деле движется или неподвижна в эфире, ибо ИСО наблюдателя не отличается от неподвижной в эфире, оперируя скоростями прочих ИСО относительно неё для исчисления событий. Для неё, как и для абсолютной и связанной с эфиром ИСО справедливы ПЛ. Но без эфира феномены СТО необъяснимы.
Ниже указаны опубликованные материалы по теории относительности и о том, как, возможно, устроен Мир:
- Обзорная статья: "О теории относительности, материальности Мироздания, эволюции вселенной и роли в том чёрных дыр" https://aether-est.livejournal.com/4617.htm
- 1.Лоренцево сокращение - его физическая причина и механизм https://aether-est.livejournal.com/1016.html
- 2.Релятивистское замедление времени - его физическая причина и механизм https://aether-est.livejournal.com/1053.html
- 3.Постоянство (инвариантность) скорости света и его естественная материальная причина https://aether-est.livejournal.com/1288.html
- 4.Преобразования Лоренца в материальном 3-х мерном пространстве https://aether-est.livejournal.com/1660.html
- 5.Эквивалентность массы энергии и релятивистская динамика в материальном мире https://aether-est.livejournal.com/1989.html
- 6.Что есть материя, частицы, гравитация, а также "тёмные" энергия и материя https://aether-est.livejournal.com/2059.html
- 7.Элементарные частицы и физические поля https://aether-est.livejournal.com/2426.html
- 8.Что на самом деле описывает квантовая механика и природа корпускулярно-волнового дуализма https://aether-est.livejournal.com/2798.html
- 9.Эволюция материальной вселенной, Большой взрыв и чёрные дыры https://aether-est.livejournal.com/4518.html
- 10.Парадокс близнецов в материальной вселенной https://aether-est.livejournal.com/4185.html
- 11.Доплеровское смещение не позволяет однозначно определить скорость источника света https://aether-est.livejournal.com/2939.html
- 12.Очень простой вывод формулы релятивистской аберрации света https://aether-est.livejournal.com/3239.html
- 13.Как выглядит космос из иллюминаторов субсветового звездолёта https://aether-est.livejournal.com/3425.html
- 14.Как выглядят субсветовые объекты на фотографиях https://aether-est.livejournal.com/3788.html
- 15.Отражение света от движущегося наклонного зеркала и изменение его длины волны, лазерная локация Луны https://aether-est.livejournal.com/3955.html