СТО баксов за задачу о возрасте близнецов

Упорство релятивистов, с одной стороны, вызывает уважение. Более века СТО находится в осаде противников этой внутренне противоречивой теории, но релятивисты не сдаются!

С другой стороны, нежелание увидеть очевидные несоответствие разных ее формул друг другу вызывает недоумение. Недоумение взывает и тот факт, что релятивисты не способны, не могут решить многие задачи по СТО, см. например,
http://proza.ru/2023/04/16/307
http://proza.ru/2023/04/16/345
но тем не менее считают эту теорию правильной.

Приведем еще одну задачу. Ставлю 100 (СТО) долларов (дело не в сумме, а в принципе), на то, что ни один релятивист не справится с ней.

Предлагаю релятивистам и анти релятивистам делать ставки.

Рассмотрим парадокс близнецов, который появился в 1911 году [1-3] и который уже более 110 лет не может быть внятно, непротиворечиво и убедительно объяснен, несмотря на то, что его пытались объяснить великий А. Эйнштейн [4], знаменитый нобелевский лауреат Ричард Фейнман [5] и многие другие лучшие умы последнего столетия.

Существует несколько вариантов парадокса близнецов. Во всех вариантах братья-близнецы сначала разъезжаются или разлетаются друг от друга, потом встречаются снова и сравнивают свои часы и свой возраст. В СТО расчеты возраста братьев разными способами дают разные, отличающиеся друг от друга результаты, в чем, собственно, и проявляется противоречивость и ошибочность этой теории.

Варианты полета близнецов представлены на рис.  На этом рисунке горизонтальная ось X представляет собой координату, а вертикальная ось t – время. Линии 1 и 2 представляют траектории движения братьев.

В варианте а) первый брат (будем назвать его братом-1) находится неподвижно на Земле, (брата-1 называют иногда «домоседом»), в то время как брат-2, совершая космический полет сначала удаляется от Земли, а потом возвращается обратно на Землю.

В варианте в) братья одновременно стартуют, синхронно совершают симметричный полет сначала в разные стороны от Земли, а потом таким же образом возвращаются обратно.

В варианте б) братья одновременно стартуют, но совершают несимметричный полет сначала в разные стороны от Земли, а потом обратно. Вариант б) является промежуточным между а) и в).

В варианте а) испытывает перегрузки (ускорение при разгоне, развороте и торможении перед посадкой) в полете только брат-2. В варианте б) испытывают перегрузки оба брата, но брат-2 испытывает б;льшие перегрузки, чем брат-1. В варианте в) в силу симметричности полета братья испытывают одинаковые перегрузки.

Во всех этих трех вариантах полет состоит из двух участков прямолинейного и равномерного движения, на первом из которых братья сначала удаляются друг от друга, а на втором – сближаются друг с другом. Если пренебречь участками разгона, разворота и торможения, во всех случаях можно рассматривать две ИСО, в начале координат каждой из которых расположены близнецы.

Пусть в 20-летнем возрасте два брата-близнеца договорились совершить синхронный и симметричный космический полет по варианту в) сначала в разные стороны от Земли в течение 30 лет, а потом столько же времени и обратно, навстречу друг другу. Пусть также относительная скорость их движения на всем протяжении полета составляет 99,999% скорости света.

С точки зрения брата-1 на этих двух участках его брат-2 сначала удалялся от него, а потом приближался к нему со скоростью 99,999% скорости света.

В соответствии с известной формулой СТО за время полета, равное 60-ти годам, с точки зрения брата-1, время и все биологические процессы на ракете-2 замедлились, так что за время всего полета на ракете-2 прошло время:

dt2=dt1 x корень(1-(v;c)^2 )=
=60 x корень (1-(0,99999)^2 )= 0,268 лет = 3,22 месяцев,
(1)
где dt1 – интервал времени по неподвижным часам-1 на ракете-1;
dt2 – соответствующий интервал времени по движущимся часам-2 на ракете-2;
v – скорость движения;
c – скорость света.

Иными словами, встреча братьев-близнецов состоится через 60 лет после вылета, когда брату-1 исполнится 80 лет. При этом по причине замедления времени на ракете-2 пройдет всего 3,22 месяца, то есть брат-2 при встрече окажется таким-же молодым 20-ти летним человеком, как и при вылете.

Здесь внимательный читатель может заметить (и будет прав!): разве может брат-2 вернуться обратно в точку старта всего через 3,22 месяца, если он должен повернуть на обратный путь только через 30 лет после старта? Через 3,22 месяца он по своим часам и по своему плану полета будет лететь еще в сторону от Земли.

Конечно, встреча братьев не может состояться через 3 с небольшим месяца. Однако именно такие цифры дает СТО.

Попробуем рассчитать по-другому. Если dt2 (интервал времени по движущимся часам-2 на ракете-2) принять равным 60-ти годам, то соответствующий интервал dt1 (по неподвижным часам-1 на ракете-1) получается равным 13416 (более 13 тысяч) лет. Такие расчеты в соответствии с формулой (1) приводят к выводу, что вернувшийся из путешествия 80-летний брат-2 обнаружит, что по часам ракеты-1 прошло уже почти 13 с половиной тысяч лет, и что его брат-1 давным-давно умер.

Уже здесь, рассчитывая возраст братьев при встрече разными способами, мы получили разные результаты, чего, не должно быть в истинной и безошибочной теории.

Однако это еще не парадокс.

Настоящий парадокс заключается в том, что в силу постулата относительности с точки зрения ракеты-2 имеет место абсолютно симметричная ситуация. С точки зрения брата-2 ракета-1 двигалась относительно него, и поэтому в соответствии с формулой:

dt1=dt2 x корень (1-(v;c)^2 )=
=60 x корень (1-(0,99999)^2 )= 0,268 лет = 3,22 месяцев.

Это означает, что именно брат-2 прилетит на встречу в 80-ти летнем возрасте и встретится со своим 20-летним братом-1.

 Расчеты с точки зрения брата-1 дают одни результаты, а с точки зрения брата-2 совершенно другие результаты. В одном случае возраст брата-1 при встрече составит 80 лет, а другом случае – всего 20 лет. Время полета брата-1 при расчете первым способом отличается от времени его полета вторым способом в 224 раза!

Кроме того, расчеты другим способом, приводят к выводу о том, что к тому моменту, когда брат-2 вернется на Землю в 80-летнем возрасте, по часам ракеты-1 пройдет почти 13,5 тысяч лет. Но, с другой стороны, когда брат-1 вернется на Землю 80-летним стариком, по часам ракеты-2 пройдет почти 13,5 тысяч лет.

Дело здесь не в том, что данные выводы СТО не укладываются в рамки здравого смысла. Суть дела в том, что сделанные разными способами расчеты по формулам СТО, дают разные результаты.

Как же объясняется данный парадокс учеными – специалистами по СТО?

Случай а), при котором один брат находится на Земле, а второй совершает полет, в 1918 г. взялся объяснить сам Эйнштейн, опубликовав «Диалог по поводу возражений против теории относительности» [4]. Он объяснил парадокс так: «В самом деле, согласно общей теории относительности, часы идут тем быстрее, чем больше гравитационный потенциал в том месте, где они находятся». То есть, согласно разъяснениям основоположника СТО, после путешествия космический брат действительно окажется моложе земного брата.

Великий Ричард Фейнман, в своих знаменитых «Фейнмановских лекциях по физике» (том 1) подтверждает, что именно двигавшийся брат при встрече окажется моложе, потому что он «почувствовал ускорение», тогда как земной брат жил без ускорения [5].
То есть и Эйнштейн, и Фейнман объяснили, что в случае, когда один брат остается неподвижным, второй брат, вернувшись из путешествия, в котором он «чувствовал ускорение» (по Фейнману), обнаружит, что по его часам (при скорости 99,999% от скорости света) прошло в 224 раза меньше времени, чем на Земле. Вернувшись домой в 80-летнем возрасте, он с удивлением обнаружит (как было показано выше), что на Земле с момента старта прошло уже более 13 тысяч лет.

Заметим, однако, что СТО не делает никакой разницы между случаями а), б) и в). Во всех этих трех случаях с точки зрения брата-1 (в ИСО-1) момент встречи с братом-2 состоится через 60 лет, тогда как он, будучи 80-летним стариком, встретится с 20-летним братом-2. (Хотя, с другой стороны, когда брат-1 вернется на Землю, он обнаружит, что брат-2 умер более 13 тысяч лет тому назад.)

 Но для брата-2 ситуация выглядит абсолютно симметрично, поэтому именно он (брат-2), вернувшись из космического путешествия в 80-летнем возрасте, обнимет своего молодого 20-летнего брата.

И если случай а) такими корифеями науки как Альберт Эйнштейн и Ричард Фейнман был объяснен перегрузками и ускорениями, которым подвергался в космическом полете брат-2, то случай в), при котором братья подвергались ускорениям в одинаковой степени ими объяснен не был.

Заметим также, что для рассмотрения парадокса близнецов мы можем выбрать так называемые «антигравитационные», «антиперегрузочные» часы, которые не изменяют темпа своего хода при ускорениях. Тот факт, что такие часы могут быть изготовлены подтверждается тем, что многие обычные часы, будучи на некоторое время помещены в центрифугу, после того как они «почувствовали ускорение» (согласно Фейнману), то есть испытали перегрузку, не отстают и не спешат по сравнению с другими часами.

Если мы выберем для нашего мысленного эксперимента (полета близнецов) такие «антигравитационные» часы, господа А. Эйншейн и Р. Фейнман будут бессильны объяснить причину ошибок, которые дает формула (1).

Формулы СТО при расчетах времени полета близнецов дают ошибку, даже не в десятки процентов, а в 224 раза.

Что бы мы сказали, если бы, рассчитывая из космоса площадь земельного участка двумя разными способами в один и тот же момент времени, мы получали значения площади, отличающиеся в 224 раза? Мы бы пришли к неизбежному выводу, что какие-то из используемых формул ошибочны.

Приведенный парадокс выполняющих симметричный полет близнецов, который не может быть объяснен в рамках СТО, иллюстрирует ошибочность этой теории.

Комментарий. При объяснении парадокса не следует прибегать к каким-либо другим теориям, кроме СТО, в том числе к общей теории относительности.

Задача. С использованием формул СТО, не прибегая к каким-либо другим теориям, определите возраст братьев близнецов в моменты возвращения космических кораблей на Землю во всех трех вариантах полета а), б) и в) рис.
Относительная скорость движения братьев на всем протяжении полета составляет 99,999% скорости света.

Литература
1. Плясовских А. П. О возможности движения тел со сверхсветовой скоростью. – LAP LAMBERT Academic Publishing, 2021. – 152 с.– ISBN 978-620-4-71514-8
2. Плясовских А. П. Теория реальности, альтернативная специальной теории относительности // Современные научные исследования и инновации. 2021. № 11 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2021/11/97082 (дата обращения: 28.11.2021).
3. Плясовских А. П. Почему в теории реальности нет парадокса близнецов // Современные научные исследования и инновации. 2021. № 12 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2021/12/97127 (дата обращения: 03.12.2021).
4. Эйнштейн А. Диалог по поводу возражений против теории относительности» // Собр. науч. тр. – Т. 1. – М., Наука, 1965. – С. 616-625.
5. Фейнмановские лекции по физике. Т. I (1–2) / Ричард Фейнман, Роберт Лейтон, Мэтью Сэндс; [пер. с англ. О. А. Хрусталева, Г. И. Копылова, А. В. Ефремова]. – М.: Издательство АСТ, 2019. – 448 с.