Причинно-следственные связи в теории относительности



Скачать 202.76 Kb.
страница1/3
Дата09.05.2013
Размер202.76 Kb.
ТипДокументы
  1   2   3
ПРИЧИННО-СЛЕДСТВЕННЫЕ СВЯЗИ В ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Современный аппарат теории относительности (ТО) позволяет решать многие конкретные задачи. Вместе с тем для познания необходимо иметь четкие представления о причинно-следственных связях. Представляется, что не всегда такие связи могут быть прослежены, что является основной причиной препятствующей к пониманию ТО. Создавшееся положение обязано отсутствию четких представлений в ТО о физических причинах изменяющих размеры всех атомов, твердых тел, эталонов длины и времени в различных системах отсчета (СО), а так же отсутствию модели элементарных частиц, способной объяснить эти изменения.

Целью работы является исследование всей цепочки причинно-следственных связей приводящих к изменению масштабов в различных СО; выбор модели, позволяющей объяснить изменения линейных размеров, спектральных характеристик элементарных частиц, атомов в соответствии с выражениями ТО.

Исследуя электромагнитные поля в движущихся СО Лоренц эмпирическим путем нашел математические преобразования при которых сохранялась инвариантность уравнений Максвелла. Формулы преобразования полей (в плоскости ), пригодные для любых скоростей (вплоть до ) имеют вид:



Согласно этим преобразованиям электрические и магнитные поля нелинейно (релятивистский коэффициент нелинейности ) увеличивали свои значения при приближении скорости относительного движения к скорости света . В конце девятнадцатого и вначале двадцатого веков многие физики, как и автор, считали, что все элементарные частицы, атомы тела состоят из электромагнитных полей. Поэтому Фицджеральд и Лоренц, независимо друг от друга, выдвинули гипотезу, что при движении все материальные тела (представляющие собой электромагнитные уплотнения) изменяют свои размеры согласно преобразованиям Лоренца. Эйнштейн так же представлял все элементарные частицы как «уплотнения электромагнитных полей», он писал: «Так как, по нашим современным воззрениям, и элементарные частицы материи по своей природе представляют собой не что иное, как сгущения электромагнитного поля, то …» [1].
Эйнштейн развил гипотезу Фиджеральда-Лоренца и опубликовал специальную теорию относительности (СТО).
В СТО Эйнштейн постулировал постоянство скорости света во всех движущихся по инерции системах отсчета (ИСО). Согласно гипотезе Фиджеральда-Лоренца и СТО весь материальный мир (атомы, межатомные расстояния, материальные тела) в направлении вектора скорости уменьшал свои размеры пропорционально отношению .

Развивая СТО Эйнштейн создал общую теорию относительности (ОТО) в которой учитывалось наличие в пространстве напряженности гравитационного поля. Такое пространство является не однородным, так как гравитационный потенциал , в различных областях пространства, не является постоянным.

Теоретическая физика в ОТО использует сложную тензорную математику, что упрощает решение некоторых задач, но является не обязательным. Автор считает, что сложные математические выражения, дающие избыточную информацию одновременно по всем направлениям, уменьшают восприятие физического содержания. Целью данной работы является описание изменений физических свойств в различных СО и указание причинно-следственных связей происходящих, согласно ТО, с материальными объектами. Поэтому автор применяет наиболее простые математические представления в виде поля распределения гравитационного потенциала .

Согласно ОТО оказалось, что при изменении гравитационного потенциала в СО, находящейся вблизи массивного тела, так же как при изменении релятивистского коэффициента нелинейности в движущейся СО, изменяется весь материальный мир: размеры атомов, меж атомных расстояний, атомные и ядерные спектры излучения и поглощения электромагнитных волн и так далее. Обнаружить эти изменения прямыми измерениями в собственной СО не возможно. Эталоны длины, массы и времени у всех измерительных приборов синхронно изменяются в зависимости от значения коэффициента нелинейности или изменения гравитационного потенциала . Релятивистские изменения происходят как при приближении скорости движения СО к скорости света, так и при изменении гравитационного потенциала в ней. Поэтому их математическое описание принято формально приводить с помощью гравитационного потенциала . В случае относительного движения он равен , в случае массивного тела , где - есть гравитационная постоянная, - масса тела, - расстояние до центра тела. В отличии от относительного движения, где релятивистские изменения размеров тел происходят в направлении вектора скорости (анизотропно), изменение гравитационного потенциала, вблизи массивных тел, приводит к изменению размеров материальных тел во всех направлениях (изотропно).

В преобразованиях Лоренца, которые использовал Эйнштейн в СТО, математический формализм позволяет включить релятивистский коэффициент нелинейности в символ . Это позволяет в ТО интерпретировать время как переменную, дополнительно изменяющую скорость своего хода при изменении гравитационного потенциала . Такое время и часы стали называть масштабными. При этом скорость света постулировалась как константа, которая не зависела от значения . При таком подходе меняется физическая сущность времени. Эталонные промежутки (секунды), ранее считавшиеся абсолютно постоянными во всех областях вселенной, стали изменять свою длительность при приближении скорости движения СО к скорости света. Этот же подход ко времени был формально перенесен и в ОТО, где стали использовать местное (координатное) время. Согласно ТО получается, что изменение эталонных промежутков времени приводит к изменению размеров всех материальных объектов. Понятию время в ТО было искусственно присвоено, независимое от других, фундаментальное физическое свойство, принадлежащее СО.

Автор предлагает новый подход к изучению и осмысливанию важнейшего раздела физики – ТО. Предлагается вначале рассматривать статическую частью ОТО, в которой все СО движутся с малыми скоростями друг относительно друга. При этом, коэффициент нелинейности близок к нулю и его можно не учитывать. В этом случае, различные СО будут отличаться значением гравитационного потенциала, который изменяться с удалением от массивного тела. Такой подход позволяет установить всю цепочку причинно-следственных связей между различными СО и линейными размерами элементарных частиц, атомов, тел находящихся в них.

Согласно современным представлениям, область пространства с гравитационным потенциалом , из которой удалены все элементарные частицы, атомы, электромагнитные поля, не является абсолютно пустой. Согласно квантовой механике в пустом пространстве постоянно возникают и исчезают электрон-позитронные пары. Пробное тело, помещенное в такую область, обладает потенциальной энергией, по отношению к такой же области с другим значением гравитационного потенциала . На пробное тело, со стороны окружающего пространства, действует сила пропорциональная массе пробного тела и градиенту согласно выражению . Причем, эта сила действует на каждый атом тела, на каждую элементарную частицу в его атомах. Ускорение свободного падения на поверхности Земли, не зависит от массы пробного тела. Тела массой в один миллиграмм и одну тонну имеют одно и тоже ускорение при свободном падении. Поэтому причина, по которой ускоряются при падении все тела, находится в физических свойствах пустого пространства, она не зависит от пробного тела. Такой подход прямо указывает на наличие внутренних физических свойств в пустом пространстве. Так как ускорение свободного падения уменьшается с высотой, то и внутренние физические свойства пустого пространства способны изменяться. Эти изменения формально описываются гравитационным потенциалом .

Пустое пространство, обладающее внутренними физическими свойствами, ранее называли эфиром, в настоящее время его называют «физическим вакуумом». Исследование внутренних физических свойств пустого пространства позволяет обнаружить причины, связанные с релятивистскими изменениями всех материальных тел и измерительных эталонов, а так же выбрать модель элементарных частиц, при которой возможны эти изменения.

Для описания формы материальных тел и распределения их в однородном окружающем пространстве, Декарту понадобилось ввести три координатные оси Формально введенные координатные оси были наделены идеальными свойствами: абсолютной упругостью и твердостью. На эти оси наносились деления (формально в мыслях), с помощью эталона длины. Согласно ТО оказалось, что эталон длины, как и вся разметка координатных осей, изменяли свои размеры в различных СО.

С целью упрощения вычислений в ТО, Минковский предложил математический прием: ввести в Декартовое, трехмерное описание пространства дополнительную, четвертую мнимую координатную ось . Мнимая ось учитывала линейные изменения интервалов разметки Декартовых координатных осей и размеры всех тел в зависимости от значения релятивистского коэффициента и гравитационного потенциала . Постулат СТО о постоянном значении скорости света во всех ИСО, автоматически признавал в произведении эталонные промежутки времени зависящими от гравитационного потенциала . Изменение параметра на мнимой координатной оси формально учитывало, кроме абсолютного движения времени, так же изменение значения гравитационного потенциала, всех точек пространства, относительно начала координат , . Такое пространство стали называть четырехмерным, а мнимую координатную ось , временной. В четырех мерном пространстве, мнимая координатная ось показывает на сколько изменилось произведение скорости света - , на «темп времени» в конкретной точке пространства по отношению к началу координатных осей В произведении указывает на то, что физический параметр (элемент длины) является внутренним, характеризующим свойство пространства (учитывающий влияние гравитационного потенциала на изменение длины эталона) в точке с координатами - . Поэтому, четырех мерное пространство является математической моделью описывающей реальное пространство. Четырехмерное описание пространства несет дополнительную, по сравнению с трехмерным, информацию о пространственном распределении физического параметра . Рассматривая СО имеющие малые относительные скорости и большие напряженности гравитационного поля (учитывая изменение ), мы видим, что изменение физического параметра в различных СО, является следствием изменения внутренних характеристик физического вакуума.

Эйнштейн указал, что - градиент параметра , связанный с градиентом гравитационного потенциала , характеризует «кривизну пространства». Луч света, распространяющийся в неоднородном пространстве, в котором изменяется физический параметр , искривляется, преломляется. Искривление и преломление светового луча наблюдается так же в прозрачных, не однородных по плотности, материальных средах. Такую среду физики не называют искривленной, хотя луч света она так же искривляет. Причина, вследствие которой искривляется луч света в обоих случаях, является изменение скорости света в направлении радиуса кривизны. Физики называют такую среду не однородной по плотности. Автор считает, что и пустое пространство, в котором есть напряженность гравитационного поля, так же является не однородным, а не искривленным. Искривление, траектории луча происходит только по касательной к массивному телу. Луч света, исходящий в радиальном направлении от массивного тела имеет нулевую кривизну, а пространство, согласно Эйннштейну, «искривлено», что не соответствует действительности. Неоднородность, связанная с неравномерным распределением гравитационного потенциала
  1   2   3

Похожие:

Причинно-следственные связи в теории относительности iconVii освітні програми +616-056. 7-008. 9 Психиатрические нарушения и наследственные метаболические болезни причинно-следственные связи (Лекция)
Психиатрические нарушения и наследственные метаболические болезни – причинно-следственные связи
Причинно-следственные связи в теории относительности iconЦели: Обобщить знания обучающихся по разделу Древний Восток. Стремиться к тому, чтобы обучающиеся осмыслили важнейшие закономерности и причинно-следственные связи в истории стран Древнего Востока, осознали вклад
Стремиться к тому, чтобы обучающиеся осмыслили важнейшие закономерности и причинно-следственные связи в истории стран Древнего Востока,...
Причинно-следственные связи в теории относительности iconУрок по теме: «Греко персидские войны»
Продолжить формировать умение выделять причинно- следственные связи, работать с историческим источником
Причинно-следственные связи в теории относительности iconРазработка урока «Отмена крепостного права в России»
Усвоить причинно-следственные связи, закономерности, последствия процесса крестьянской реформы
Причинно-следственные связи в теории относительности iconЦели и задачи урока
Южной Америки; познакомить их с новыми терминами и понятиями; продолжить формирование у учащихся умений устанавливать причинно-следственные...
Причинно-следственные связи в теории относительности iconРабочей программы учебной дисциплины
Математические рассуждения позволяют устанавливать причинно-следственные связи в самых различных направлениях интеллектуальной и...
Причинно-следственные связи в теории относительности icon«Знание и информация. Удивительный мир Южной Америки»
Образовательная – побудить к действию, стимулировать интерес к работе, способствовать формированию знаний об особенностях материка,...
Причинно-следственные связи в теории относительности iconЛекции по русской истории с 411-430 Соловьёв С. М. Чтения и рассказы по истории России Доп литература
Развивать умение самостоятельно анализировать источники информации, выявлять причинно-следственные связи
Причинно-следственные связи в теории относительности iconУрок по теме. Цели урока. Расширить и уточнить представления детей об осенних изменениях в жизни растений
Продолжить работу по формированию умений анализировать, сравнивать и выделять существенные признаки, находить причинно – следственные...
Причинно-следственные связи в теории относительности iconМногообразие методов обучения
Объяснение это вид устного изложения, в котором раскрываются новые понятия, термины, устанавливаются причинно-следственные связи...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org