Несостоятельность специальной теории относительности Эйнштейна

 Путешествие во времени

Если бы мы могли взглянуть на какого-нибудь человека извне нашего пространства-времени (а именно так взирают на людей и их историю этернали в романе Айзека Азимова "Конец вечности" или тралфамадорианцы в "Бойне номер пять" Курта Воннегута), то увидели бы одновременно прошлое, настоящее и будущее этого человека так же, как в трехмерном пространстве мы единым взглядом охватываем все части волнистой линии, проведенной на бумажной ленте пером самописца, повторяющего одномерные пространственные движения уровня ртути в барометре. Читая рассуждения Путешественника во Времени сегодня, можно подумать, что Уэллс был знаком с великолепной работой Германа Минковского по обоснованию специальной теории относительности Эйнштейна. Линия, по которой ползает наше сознание, - это, конечно, наша "мировая линия" - линия, которую мы описываем в четырехмерном пространстве-времени Минковского, перемещаясь в трехмерном пространстве (не случайно Джордж Гамов назвал свою автобиографию "Моя мировая линия"). Но рассказ Уэллса появился в своем окончательном варианте за десять лет до того, как Эйнштейн опубликовал свою первую работу по теории относительности! Когда Уэллс писал свой рассказ, он считал теории Путешественника во Времени несусветной наукообразной чепухой, которая понадобилась лишь для того, чтобы придать большее правдоподобие фантастическому замыслу

 Пространство и время в физике

Новая теория - общая теория относительности - строилась путём построения обобщённого пространства и перехода от теоретической структуры исходной теории - специальной теории относительности - к теоретической структуре новой, обобщённой 10 теории с последующей её эмпирической интерпретацией. Далее мы рассмотрим представление о пространстве и времени в свете общей теории относительности. 2.2. Пространство и время в общей теории относительности и в релятивистской космологии. Одной из причин создания общей теории относительности было желание Эйнштейна избавить физику от необходимости введения инерциальной системы отсчёта. Создание новой теории началось с пересмотра концепции пространства и времени в полевой доктрине Фарадея - Максвелла и специальной теории относительности. Эйнштейн акцентировал внимание на одном важном пункте, который остался незатронутым. Речь идет о следующем положении специальной теории относительности: ".двум выбранным материальным точкам покоящегося тела всегда соответствует некоторый отрезок определённой длины, независимо как от положения и ориентации тела, так и от времени.

 Мечты об окончательной теории: Физика в поисках самых фундаментальных законов природы

Таким образом, даже если линейность квантовой механики приближенна, это приближение очень хорошее. Все это не вызывает особого удивления. Даже если существуют малые нелинейные поправки к законам квантовой механики, нет никаких оснований полагать, что эти поправки окажутся достаточно заметными, чтобы быть обнаруженными в первой же серии нацеленных на это экспериментов. Что меня действительно разочаровало, так это то, что нелинейная альтернатива квантовой механике, как оказалось, содержит внутренние теоретические трудности. Сначала я не сумел найти способ распространить нелинейную версию квантовой механики на теории, основанные на специальной теории относительности Эйнштейна. Затем, уже после того, как была опубликована моя работа, Н. Гизин из Женевы и мой коллега Джозеф Польчински из Техасского университета независимо показали, что в мысленном эксперименте ЭйнштейнаПодольскогоРозена, упоминавшемся Крошкой Тимом, нелинейные свойства альтернативной теории могут быть использованы для мгновенной посылки сигналов на большие расстояния, что безусловно запрещено специальной теорией относительности[70]

 Развитие физики во второй половине ХХ в.

Их фундаментальные работы в области квантовой электроники привели к созданию нового типа генераторов и усилителей на основе принципа мазера-лазера. Проведенные Прохоровым подробные исследования рубина, одного из лучших кристаллов для лазеров, привели к широкому распространению рубиновых резонаторов для микроволновых и оптических длин волн. Таунс и его коллеги с помощью двух мазеров проверили и подтвердили специальную теорию относительности Эйнштейна. Эта проверка стала наиболее точным физическим экспериментом в истории. 1965г.Томонага Синъитиро(1906-1979), Япония; Швингер Джулиус Сеймур(1918-1994), Фейнман Ричард Филлипс(1918-1988), США. За фундаментальный вклад в квантовую электродинамику и физику элементарных частиц. Созданная Фейнманом теория позволяет глубже понять поведение мю-мезона и других частиц в ядерной физике, проблемы твердого тела и статистической механики. Томонаги и Швингер предложили процедуру перенормировки для исключения бесконечных масс зарядов. Концепция перенормировки, объединяющая квантовую механику и специальную теорию относительности, оказалась наиболее точной из всех теорий и служит надежной основой квантовой электродинамики. 1966г.Кастлер Альфред(1902-1984), Франция.

 Мечты об окончательной теории: Физика в поисках самых фундаментальных законов природы

На самом деле в этом случае изменения электромагнитного поля и есть то, что известно нам как свет, хотя это может быть свет такой большой или маленькой длины волны, которая недоступна нашему зрению. В рамках доквантовой физики специальная теория относительности Эйнштейна хорошо согласовывалась с дуалистичной картиной природы: есть частицы, например электроны, протоны, нейтроны в обычных атомах, и есть поля гравитационное или электромагнитное. Развитие квантовой механики привело к значительно более единой картине. С точки зрения квантовой механики энергия и импульс поля (например, электромагнитного) распространяются в виде сгустков, называемых фотонами, которые ведут себя как частицы, хотя и не имеющие массы. Аналогично, энергия и импульс гравитационного поля переносятся в виде сгустков, называемых гравитонами[103], также ведущими себя как частицы с нулевой массой. В длинно-действующем силовом поле вроде гравитационного поля Солнца мы не наблюдаем отдельных гравитонов главным образом потому, что их чрезвычайно много. В 1929 г

 Физика релятивистских эффектов

Физика релятивистских эффектов Агафонов Константин Павлович, инженер, патентный эксперт Школьный учитель и его успевающий ученик оказываются вполне способными в непринуждённой беседе обнаружить грубую ошибку в специальной теории относительности Эйнштейна и дать своё простое и наглядное объяснение наблюдаемым релятивистским эффектам деформирования “пространства” и “времени”. 1. Постулат Эйнштейна с = Co s Если бы Эйнштейн хорошо учился в школе, он бы не решился посягнуть на абсолютные пространство и время Ньютона созданием специальной теории относительности (СТО). Ибо последняя оперирует инерциальными системами отсчёта (ИСО), которые привязываются к телам, движущимся по инерции равномерно и прямолинейно; а такое движение подробно изучается уже в начале школьного курса физики. И каждый школьник знает: когда он едет в автобусе, который обгоняется мотоциклистом, то кажущаяся из автобуса скорость мотоциклиста меньше действительной на величину скорости автобуса; и наоборот, кажущаяся из автобуса скорость встречного мотоциклиста всегда больше его действительной скорости.

 Макс Планк

В Нобелевской лекции, прочитанной в 1920 г., Планк подвел итог своей работы и признал, что «введение кванта еще не привело к созданию подлинной квантовой теории». 20-е годы стали свидетелями развития Эрвином Шредингером, Вернером Гейзенбергом, П.А.М. Дираком и другими квантовой механики – оснащенной сложным математическим аппаратом квантовой теории. Планку пришлась не по душе новая вероятностная интерпретация квантовой механики, и, подобно Эйнштейну, он пытался примирить предсказания, основанные только на принципе вероятности, с классическими идеями причинности. Его чаяниям не суждено было сбыться: вероятностный подход устоял. Вклад Планка в современную физику не исчерпывается открытием кванта и постоянной, носящей ныне его имя. Сильное впечатление на него произвела специальная теория относительности Эйнштейна, опубликованная в 1905 г. Полная поддержка, оказанная Планком новой теории, в немалой мере способствовала принятию специальной теории относительности физиками. К числу других его достижений относится предложенный им вывод уравнения Фоккера – Планка, описывающего поведение системы частиц под действием небольших случайных импульсов (Адриан Фоккер – нидерландский физик, усовершенствовавший метод, впервые использованный Эйнштейном для описания броуновского движения – хаотического зигзагообразного движения мельчайших частиц, взвешенных в жидкости). В 1928 г. в возрасте семидесяти лет Макс Планк вышел в обязательную формальную отставку, но не порвал связей с Обществом фундаментальных наук кайзера Вильгельма, президентом которого он стал в 1930 г.

 Эволюция представлений о пространсте и времени

Новая теория - общая теория относительности – строилась путём построения обобщённого пространства и перехода от теоретической структуры исходной теории - специальной теории относительности - к теоретической структуре новой, обобщённой теории с последующей её эмпирической интерпретацией. Одной из причин создания общей теории относительности было желание Эйнштейна избавить физику от необходимости введения инерциальной системы отсчёта. Создание новой теории началось с пересмотра концепции пространства и времени в полевой доктрине Фарадея - Максвелла и специальной теории относительности. Эйнштейн акцентировал внимание на одном важном пункте, который остался незатронутым. Речь идет о следующем положении специальной теории относительности: ".двум выбранным материальным точкам покоящегося тела всегда соответствует некоторый отрезок определённой длины, независимо как от положения и ориентации тела, так и от времени. Двум отмеченным показаниям стрелки часов, покоящихся относительно некоторой системы координат, всегда соответствует интервал времени определённой величины, независимо от места и времени".

 Теория относительности А.Эйнштейна

Министерство образования РФ Северо-Кавказский гуманитарный технический институт РЕФЕРАТ по физике на тему: «Теория относительности Эйнштейна» Автор работы: Чаплина Г.В. Ставрополь 2002 Содержание Введение 1. Предпосылки создания теории относительности А.Эйнштейна 1.1. Относительность движения по Галилею 1.2. Принцип относительности и законы Ньютона 1.3. Преобразования Галилея 1.4. Принцип относительности в электродинамике 1.5. Преобразования Лоренца 1.6. Преобразование физических величин в релятивистской теории 2. Теория относительности А.Эйнштейна 2.1. Частная (специальная) теория относительности 2.2. Общая теория относительности Заключение Литература Введение Принцип относительности – фундаментальный физический закон, согласно которому любой процесс протекает одинаково в изолированной материальной системе, находящейся в состоянии покоя, и в такой же системе в состоянии равномерного прямолинейного движения. Состояния движения или покоя определяются по отношению к произвольно выбранной инерциальной системе отсчета. Принцип относительности лежит в основе специальной теории относительности Эйнштейна.

 Наука - Физика

Оказывается, что в рамках теории относительности нет надобности в понятиях абсолютного времени и эфира, но зато происходит смена представлений о пространстве и времени - теперь они не существуют как нечто не связанное друг с другом, а существует единое пространство-время. Событие, как нечто происходящее в определенный момент времени и в определенной точке пространства оказалось возможным характеризовать четырьмя координатами. Специальная теория относительности объяснила постоянство скорости света для всех наблюдателей и позволила описать, что происходит при движении со скоростями, близкими к световым. Но она не согласовывалась с ньютоновской теорией гравитации, в соответствии с которой тела притягиваются друг к другу с силой, которая зависит от расстояния между ними. Это предполагает бесконечную скорость распространения гравитационных эффектов, а не равную или меньшую, как это требует теория относительности. Требовалось создать модель гравитации, согласовывающуюся со специальной теорией относительности. Эйнштейн в своей общей теории относительности высказал предположение о том, что гравитация является следствием искривления пространства-времени, вызванного распределенными в нем массой и энергией.

 Пространство и время

Даже тяготение Солнца - достаточно небольшой звезды по космическим мерка - влияет на темп протекания времени, замедляя его вблизи себя. Поэтому если мы пошлем радиосигнал в какую-то точку, путь к которой проходит рядом с Солнцем, путешествие радиосигнала займет в таком случае больше времени, чем тогда, когда на пути этого сигнала - при таком же вблизи Солнца составляет около 0,0002 с.  Одной из причин создания общей теории относительности было желание Эйнштейна избавить физику от необходимости введения инерциальной системы отсчёта. Создание новой теории началось с пересмотра концепции пространства и времени в полевой доктрине Фарадея - Максвелла и специальной теории относительности. Эйнштейн акцентировал внимание на одном важном пункте, который остался незатронутым. Речь идет о следующем положении специальной теории относительности: ".двум выбранным материальным точкам покоящегося тела всегда соответствует некоторый отрезок определённой длины, независимо как от положения и ориентации тела, так и от времени. Двум отмеченным показаниям стрелки часов, покоящихся относительно некоторой системы координат, всегда соответствует интервал времени определённой величины, независимо от места и времени".

 Современные понятия пространства, времени и ограниченность преобразований лоренца

На этих преобразованиях полностью держится специальная теория относительности Эйнштейна (СТО), созданная годом позже. Эти же преобразования привнесены и в общую теорию относительности (ОТО), созданную Эйнштейном в 1915 г., хотя они и не являются внутренним атрибутом этой теории. Они же вошли и во все последующие теории и сейчас продолжают считаться критерием истинности и краеугольным камнем всей современной физики. Но по истечении почти 100 лет хотелось бы задать вопрос: действительно ли указанные преобразования координат пространства и времени соответствуют реальной природе? Не заложена ли здесь ошибка, которая тормозила развитие физики целых 100 лет и продолжает тормозить в настоящее время? Детальный анализ современных определений единиц пространства и времени, выполненный автором в 2002 г., показал, что преобразования Лоренца в корне им противоречат и, следовательно, не могут в дальнейшем использоваться в физике без ущерба для ее прогресса. А что же тогда использовать вместо преобразований Лоренца? Оказывается, есть что: автор с 1984 г. вместо преобразований Лоренца использует другие преобразования координат , что позволило ему разработать новую непротиворечивую модель стационарной нерасширяющейся Вселенной и получить ряд интереснейших результатов в космологии , таких, например, как: - доказательство тождества инертной и гравитационной масс в духе принципа Маха; - открытие гравитационной вязкости и геодезической кривизны Вселенной; - выявление свойства гравитационного экранирования материи и др.

 Основные концепции физики ХХ века

Оказывается, что в рамках теории относительности нет надобности в понятиях абсолютного времени и эфира, но зато происходит смена представлений о пространстве и времени - теперь они не существуют как нечто не связанное друг с другом, а существует единое пространство-время. Событие, как нечто происходящее в определенный момент времени и в определенной точке пространства оказалось возможным характеризовать четырьмя координатами. Специальная теория относительности объяснила постоянство скорости света для всех наблюдателей и позволила описать, что происходит при движении со скоростями, близкими к световым. Но она не согласовывалась с ньютоновской теорией гравитации, в соответствии с которой тела притягиваются друг к другу с силой, которая зависит от расстояния между ними. Это предполагает бесконечную скорость распространения гравитационных эффектов, а не равную или меньшую, как это требует теория относительности. Требовалось создать модель гравитации, согласовывающуюся со специальной теорией относительности. Эйнштейн в своей общей теории относительности высказал предположение о том, что гравитация является следствием искривления пространства-времени, вызванного распределенными в нем массой и энергией.

 Великое молчание Вселенной: почему основной кризис современного естествознания смыкается с будущим кризисом нашей цивилизации?

Весь наш опыт кричит о том, что наш мир - матрешка. Например, механика Ньютона стала частью специальной теории относительности Эйнштейна, которая, в свою очередь, стала частью общей теории относительности. Это то, что называется принципом соответствия Бора. Как же снять очевидное противоречие? Есть два выхода: либо мы неправильно представляем себе бесконечно сложный объект, либо окружающий мир не бесконечно сложен. выбрать правильный ответ можно только опираясь на наблюдаемые факты. Вспомним: разум, лишенный пищи, погибает. Все становится на свои места. Экспериментально доказанное отсутствие сверхцивилизаций свидетельствует о том, что наша Вселенная слишком проста для разума. Быстро (за несколько тысяч лет) познав ее законы, разумная жизнь исчерпывает все возможности своих применений и исчезает. Парадоксально, но факт: разум возникает и погибает по одной и той же причине - по причине простоты устройства нашего мира. Конечно, идея простоты мира - это хоть и внутренне непротиворечивая и вполне соответствующая опыту, но все же только возможность. Да и так ли уж необходима гипотеза тупиковой ветви? Мы присутствуем (я имею в виду последние сто лет) в уникальное время - в своеобразный Золотой век.

 Строение вселенной, эволюция вселенной

Он обосновал возможности и значительную вероятность возникновение такой Вселенной исключительно под действием механических сил притяжения и отталкивания и попытался выяснить дальнейшую судьбу этой Вселенной на всех ее масштабных уровнях – начиная с планетной системных и кончая миром туманности. Эйнштейн совершил радикальную научную революцию, введя свою теорию относительности. Это было сравнительно просто, как и всё гениальное. Ему не пришлось предварительно открыть новые явления, установить количественные закономерности. Он лишь дал принципиально новое объяснение. Эйнштейн раскрыл более глубокий смысл установленных зависимостей, эффектов уже связанных в некую физико-математическую систему (в виде постулатов Пуанкаре). Заменив в данном случае теорию абсолютности пространства и времени идей их относительности “Пуанкаре”, которую теперь уже не связывали с идеей абсолютного в пространстве, абсолютной системы отсчета. Такой переворот снимал основное противоречие, создававшее кризисную ситуацию, в теоретическом осмыслении действия. Более того открылся путь для дальнейшего проникновения в свойства и законы окружающего мира, настолько глубоко, что сам Эйнштейн не сразу осознал степень революционности своей идеи. В статье от 30.06.1905 г., заложившей основы специальной теории относительности Эйнштейн, обобщая принципы относительности Галилея, провозгласил равноправие всех инерциальных систем отсчета не только в механических, но также электромагнитных явлений.

 КОМПЬЮТЕРНЫЕ МОДЕЛИ в ФИЗИКЕ

Программа позволяет познакомиться с понятиями накачки, инверсной населенности уровней и усилителя света. > Энергия связи ядер Программа предназначена для ознакомления с понятием энергии связи ядер и дефекта массы. На экран выводятся графики зависимости числа нейтронов от числа протонов в стабильных ядрах и зависимости удельной энергии связи нуклонов в ядре от массового числа. Программа позволяет подбирать различные сочетания чисел нейтронов и протонов для образования стабильного ядра и определить для этого ядра формулу химического элемента и удельную энергию связи. > Относительность длины Программа позволяет изучить постулаты специальной теории относительности Эйнштейна - принцип относительности и принцип постоянства скорости света. Программа моделирует эксперимент по измерению длины твердого тела двумя наблюдателями, находящимися в различных инерциальных системах отсчета. Возможно изменение относительной скорости систем отсчета. Результат измерения длины стержня в движущейся системе отсчета выводится на экран дисплея. > Относительность времени Программа позволяет познакомиться с одним из важных следствий специальной теории относительности Эйнштейна - относительностью промежутков времени.

 Квантовая теория

Под впечатлением от комментариев Эйнштейна по поводу идей де Бройля Шрёдингер предпринял попытку применить волновое описание электронов к построению последовательной квантовой теории, не связанной с неадекватной моделью атома Бора. В известном смысле он намеревался сблизить квантовую теорию с классической физикой, которая накопила немало примеров математического описания волн. Первая попытка, предпринятая Шрёдингер в 1925 г., закончилась неудачей. Скорости электронов в теории II Шрёдингер были близки к скорости света, что требовало включения в нее специальной теории относительности Эйнштейна и учета предсказываемого ею значительного увеличения массы электрона при очень больших скоростях. Одной из причин постигшей Шрёдингер неудачи было то, что он не учел наличия специфического свойства электрона, известного ныне под названием спина (вращение электрона вокруг собственной оси наподобие волчка), о котором в то время было мало известно. Следующую попытку Шрёдингер предпринял в 1926 г. Скорости электронов на этот раз были выбраны им настолько малыми, что необходимость в привлечении теории относительности отпадала сама собой.

 Экзаменационные вопросы и билеты по концепции современного естествознания за осенний семестр 2000 года

В чем сущность теории химической эволюции и биогенеза. Перечислите типы обмена веществ и дайте их краткую характеристику. Зав. кафедрой Экзаменационный билет по предмету КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ Билет № 10 В чем состоит отличие естествознания как науки от специальных естественных наук? Опишите модель гелиоцентрической системы мира. Приведите формулировку первого постулата специальной теории относительности Эйнштейна. Дайте определение понятия «реакция аннигиляции». Назовите основной принцип, по которому Менделеев строил периодическую систему химических элементов. Что представляет собой явление катализа? Что является «минимальной живой системой»? Зав. кафедрой Экзаменационный билет по предмету КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ Билет № 11 Что такое интегратизм и как он проявляется по отношению к естественным наукам? Как проникли сведения о гелиоцентрической системе мира в Россию? Каким стали представлять мир ученые после открытия электромагнитных волн? Опишите свойства сингулярной точки. В чем состоит сущность теории химического строения вещества А.М. Бутлерова? Назовите методы, используемые физико-химической биологией. Опишите структуру и функции ДНК в живом организме. Зав. кафедрой Экзаменационный билет по предмету КОНЦЕПЦИИ СОВРЕМЕННОГО ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ Билет № 12 Назовите и охарактеризуйте междисциплинарные естественные науки.