Завиральная идея на актуальную физическую тему

"Завиральная" идея на актуальную физическую тему.

Идея, которая здесь будет изложена, появилась давно, но сформулировать ее было  решено лишь в связи с критикой теории относительности, исходящей от доктора технических наук Плясовских А.П. ( http://proza.ru/avtor/alexplyasovskh ). Этот ученый  является  главным конструктором средств организации воздушного движения, и все свои теоретические выкладки привык обосновывать и подтверждать практическими экспериментами.  Занимается он разработкой и созданием современных систем навигации.  Как раз в связи с такой деятельностью у него  появились серьезные и вполне обоснованные вопросы к теории, созданной небезызвестным А.Эйнштейном. Эти вопросы привели его к созданию так называемой "теории аберрации", о которой он непрерывно напоминает на полях Прозы: http://proza.ru/2023/08/16/489 . А в связи с существованием теории относительности и теории аберрации появились вопросы к обеим этим теориям и у автора данной статьи.

Давайте посмотрим, на чем основываются утверждения А.Плясовских о несостоятельности теории относительности А.Эйнштейна. В основе тут лежит так называемый "парадокс близнецов", по которому брат, отправившийся в космическое путешествие, должен по возвращению домой стать моложе брата, оставшегося дома. Таково предсказание теории относительности. Но А.Плясовских считает такое утверждение неверным.  И приводит достаточно убедительные аргументы, основанные на результатах экспериментов, которые ныне стали возможными в связи  с развитием науки и техники.

Аргумент 1. Высокоточные часы, расположенные на разных широтах Земли, идут совершенно одинаково, хотя по специальной теории относительности (СТО), как пишет А.Плясовских, "часы, расположенные на меньших широтах, должны отставать от часов, расположенных на бо;льших широтах… ...вследствие их разной линейной скорости движения из-за вращения земного шара". И далее: "Этот эксперимент неопровержимо доказывает несостоятельность СТО, в соответствии с которой движущиеся с большей скоростью часы идут медленнее часов, движущихся с меньшей скоростью, или неподвижных".

Аргумент 2. Движущиеся  к наблюдателю часы идут быстрее, чем неподвижные часы, находящиеся у наблюдателя, а движущиеся от наблюдателя часы идут медленнее неподвижных часов. Такое заключение следует из научного эксперимента, проведенного сотней ученых из Санкт-Петербурга ( http://proza.ru/2023/02/17/771 ).

Теоретические выводы и результаты этих двух научных экспериментов дают А.Плясовских право утверждать, что "истинная длина движущихся тел, а также истинный темп хода времени движущихся часов не меняются".

Аргумент 3. Таким аргументом для А.Плясовских является тот факт, что атомные часы, находящиеся на навигационных спутниках GPS и GLONASS, уходят вперед за сутки на 38 микросекунд. Он считает этот факт ударом по теории относительности, полагая, видимо, что согласно этой теории время на спутниках должно замедляться, а не ускоряться. Ведь пример с близнецами говорит, что из двух близнецов больше постареет брат, оставшийся на Земле, чем брат, отправившийся в космическое путешествие. Соответственно на спутнике, имеющем некоторую скорость относительно объектов, расположенных на Земле, время должно замедляться, а не ускоряться на 38 микросекунд в сутки, как это следует из приведенного факта.

К сожалению этот же факт пытается опровергнуть и выводы теории аберрации, утверждающей, что "истинный темп хода времени движущихся часов не меняется", но А.Плясовских на это не обращает внимания, говоря, что часы на спутниках уходят вперед всего лишь в связи с существованием магнитных полей. Он говорит: "На мой взгляд, причина ухода часов спутника вперед на 38 микросекунд состоит в том, что они движутся в магнитном поле Земли и Солнца". Говоря такие слова, он также не замечает, что если виной всему магнитные поля, то действие этих полей может быть настолько сильным, что из замедления часов, которое происходит согласно теории относительности, запросто может получиться ускорение часов. И тогда данный результат эксперимента уже никак не будет выглядеть опровержением или попыткой опровержения теории относительности. Кроме того, А.Плясовских не обращает внимания на то, что при таком раскладе магнитное поле почему-то нисколько не влияет на ход часов, расположенных на разных широтах Земли, хотя относительно Солнца условия, в которых находятся эти часы, мало чем отличаются от условий, в которых находятся часы на Земле и спутниках. По крайней мере, эти поля врял ли позволили бы часам, расположенным на разных широтах Земли, идти совершенно одинаково. А раз они идут одинаково, то вполне можно считать, что магнитные поля тут ни при чем и ссылка на них выглядит лишь попыткой выдать желаемое за действительное. К тому же помимо мнения А.Плясовских есть и другие мнения, согласно которым часы на спутниках идут ускоренно относительно земных по причине существования гравитации, о чем говорится в общей теории относительности (ОТО).

Имеем, что с одной стороны существуют некоторые множественные практические подтверждения, убедившие достаточно большое количество ученых в справедливости теории относительности. И имеем, также, что с другой стороны существуют практические свидетельства "несостоятельности" этой теории. Помимо этого теория относительности не позволяет использовать себя в навигационных расчетах на релятивистских скоростях в связи с существованием внутри себя альтернативных формул, дающих расхождения в расчетах в тысячи и миллионы раз, при которых вряд ли удастся попасть хотя бы пальцем в небо. А.Плясовских подтверждает все это приведением формул из теории относительности и соответствующих расчетов по ним. Погрешности, даваемые формулами теории относительности, слишком велики, и потому он предлагает работоспособную теорию, подходящую для навигации в релятивистских условиях. Эта теория основана на тех же постулатах, что и теория относительности, но не дает столь колоссальных погрешностей при расчетах. Называется  она "теорией аберрации" и предлагается в качестве полной альтернативы теории относительности. Другими словами, есть попытка обвинить теорию относительности в полной несостоятельности с целью замены ее теорией аберрации. Где же в таком случае искать истину? Можно ли каким-либо образом примирить эти теории?

Может показаться, что примирение теории относительности и теории аберрации невозможно. Уж очень разные выводы из них следуют, да и практические аргументы, как видим, есть. И все-таки существует подход, который может позволить считать справедливыми обе теории. По крайней мере, он может позволить считать так до некоторого момента времени. Вот этот подход и является той "завиральной" идеей, которая была указана в заголовке. Основывается этот подход на некоторых рассуждениях, проведенных в "Общей теории информации" - теоретической разработке, представляющей собой попытку непротиворечивого включения категории информации в диалектический материализм: http://proza.ru/2023/03/01/1841

Посмотрим, в чем заключается основной смысл этих "некоторых рассуждений", касающихся такого физического понятия, как линейная скорость. Смысл этих рассуждений заключается в том, что линейная скорость объекта представляется не характеристикой движения объекта, а внутренним свойством этого объекта, сравнимым с любым другим его свойством - массой, температурой и прочим (http://proza.ru/2023/02/12/1739 ). Поясним вышесказанное цитатой из данной теории:

"Попробуем представить себе объект, "движущийся" в пустом пространстве с некоторой определенной постоянной линейной скоростью (прямолинейно и равномерно). По существующим представлениям так выглядит объект, определяемый как инерциальный. Другими словами, представим, что некоторый объект после взаимодействия с другим объектом приобрел скорость и после этого оказался изолированным от всего мира. Вопрос: "Движется он или нет?" На такой вопрос, очевидно, необходимо отвечать утвердительно, как, к примеру, на вопрос: "Зовут ли Александра Сергеевича Пушкина Александром?", поскольку в самом вопросе сказано, что объект "движется". Но существует и другой вариант. Можно приписать данное инерциальное движение внутреннему состоянию, внутреннему свойству объекта, т.е. чему-то, частично полное состояние этого объекта определяющему. Каким образом это можно сделать? Поступим так. Пусть объект имеет некоторую постоянную скорость V. Отметим, что здесь не говорится, что он движется со скоростью V, а говорится, что он имеет скорость V. Если в физике для данного случая понятие "движется" эквивалентно понятию "имеет", то в философии эти понятия несут совершенно разную смысловую нагрузку.  Итак, объект имеет скорость V. Поскольку, по условию, скорость неизменна, постольку объект, определяемый исключительно этим свойством, не движется в связи с тем, что движение – это изменение. Следовательно, можно представить, что  скорость – это внутреннее свойство объекта, которым - раз уж объекту предписана изолированность от остального мира - объект ни с кем и ни с чем не делится. Т.е. получается, что данное свойство - скорость – можно представить не более и не менее внутренним свойством объекта, чем, к примеру, такое свойство, как масса этого объекта".

При таком подходе движение инерциального объекта, обладающего свойством "скорость", например, спутника, отсутствует по той причине, что в проводимых рассуждениях движение определяется исключительно как изменение свойств объекта. Нет изменения свойств – нет и движения. Поэтому, если нет изменения температуры объекта – объект будет неподвижен по свойству "температура", нет изменения массы – объект будет неподвижен по свойству "масса", нет изменения скорости - объект будет неподвижен по свойству "скорость". Движение (изменение) объекта, имеющего скорость, появится только в том случае, если у этого объекта появится так называемое ускорение, при котором скорость будет изменяться. Соответственно, при этом обязательно будет присутствовать соседний объект - назовем его вторым, - который, изменяясь и двигаясь, будет изменять скорость первого объекта и вызывать его движение (изменение).

После такой преамбулы приступим к изложению "завиральной" идеи, позволяющей примирить теорию относительности с теорией аберрации и, одновременно, подчеркнуть научную значимость обеих теорий.

Прежде всего, отметим, что теория аберрации везде работает с инерциальными системами отсчета  (ИСО), в которых рассматриваемые объекты имеют постоянную линейную скорость. Это значит, что теория аберрации относительно приведенного выше взгляда на природу движения имеет дело с "неподвижными" объектами, между которыми снуют электромагнитные излучения, передающие информацию. Будем считать, что эти излучения оказывают на исследуемые объекты достаточно малое влияние, не выводящее объекты из состояния относительного покоя, одним из характеристик которого – свойством -  является постоянная линейная скорость. Поскольку А.Плясовских нигде не говорит об ускорении исследуемых объектов, все выводы и формулы теории аберрации оказываются верными именно в таких условиях. Кроме того, именно для таких условий оказываются верными аргументы 1 и 2, приведенные в начале этой статьи. Эти аргументы подтверждают справедливость "теории аберрации", но эти аргументы можно распространить только на инерциальные системы.

Теперь перейдем к аргументу 3, согласно которому время на спутниках уходит вперед на 38 микросекунд в сутки вразрез с выводами теории относительности. С одной стороны спутник тут действительно прилично изменил скорость, стартовав с Земли и выйдя на ее орбиту. Следовательно, время на нем, согласно теории относительности, в каком-то микроскопическом размере должно было измениться. Но эти изменения должны были быть с противоположным знаком. Время на спутнике ускорилось, а по теории относительности должно было замедлиться. С другой стороны, выйдя на орбиту, спутник приобрел постоянную скорость, превратился в ИСО и потому время, согласно теории аберрации, должно было прекратить свои изменения. Тем не менее, эти изменения происходят. Часы на спутнике уходят вперед. Почему это происходит, если виновниками изменений не считать магнитные поля?   Объяснения нет. Тут и приходит время выдвинуть ту самую "завиральную" идею, потому что не исключено, что она может оказаться не такой уж и завиральной. Возможно, что кое-что из нее вполне может быть в будущем использовано в теории и на практике.

Развивать эту идею начнем с предположения, что причиной ускорения часов на спутнике может быть только какое-то постоянное изменение скорости. Это изменение можно попытаться проследить, обратив внимание, что спутник движется в поле так называемой гравитации.  Под ее действием он, с одной стороны, ускоряется, двигаясь к Земле, а с другой – преодолевает это ускорение за счет приобретенной космической  скорости, вращаясь вокруг Земли. Можно предположить, что именно это ускорение спутника по направлению к Земле и является тем движением, которое и приводит к изменению хода часов, расположенных на спутнике. Это не такое уж и плохое предположение, если бы не одно "но". Если спутник является тем братом, который отправился в космос и движется, то именно он должен молодеть относительно брата, оставшегося на Земле. В данном же случае получается наоборот. Молодеет брат, оставшийся на Земле, что противоречит ТО. Поэтому пойдем в "завиральных" идеях дальше. Привлечем к делу прецедент с заменой геоцентрической системы на гелиоцентрическую.

Обратим внимание на тождественность гравитационной и инертной масс и попытаемся удивиться, как так получилось, что природа, щедрая на многообразие, такую тождественность допустила. Но раз уж такая тождественность есть, немного почудим и попытаемся посмотреть на мир с другой точки зрения, как это делали в прошлые времена, начав использовать систему Коперника вместо системы Птолемея.  Раз уж гравитационная и инертная массы тождественны, попытаемся заменить гравитацию на обычное ускорение. Такое преобразование, как и его результат, может, конечно, поначалу показаться чудовищным и шокирующим, но не будем сразу этого пугаться.

При замене гравитации на ускорение представить нужно вот что. Спутник, который улетел в космос, будем теперь считать инерциальным объектом, на который не действует никакая гравитация. Считаем, что нет гравитации и точка. А раз ее нет, то на спутник не действует никакая сила и он после отключения своих двигателей стремится двигаться по инерции прямолинейно с постоянной скоростью.  Если бы внутри спутника был космонавт, то он плавал бы внутри него в так называемой "невесомости", как мы и привыкли видеть всех космонавтов в космических кораблях. Так что пока отказываться от гравитации совсем не страшно, особенно в свете того, что очень уж убедительных доказательств ее реального существования пока нет. Да, есть пара ученых, которые вроде бы обнаружила волны гравитации, но истина это или нет, и не являются ли эти волны гравитации чем-нибудь другим, типа каких-нибудь волн пространства, покажет время.

Если гравитации нет, то нужно ее чем-то заменить, иначе спутник рванет от Земли в пространство и ничто его не остановит. Поэтому, как договорились, произведем замену гравитации на  ускорение. Такое действие возможно, если предоставить всем материальным телам свойство расширяться с ускорением, соответствующим их массе. Чем больше масса, тем больше ускорение. В этом случае Земля будет выглядеть непрерывно раздувающимся с "ускорением свободного падения g" шариком. Мы же, располагаясь на поверхности Земли, будем ощущать это ускорение, потихонечку раздуваясь (расширяясь) сами в соответствии с собственной массой.

А что тут такого? Представим, к примеру, что каждое материальное тело исторгает пространство, которое это тело и расширяет пропорционально с ускорением. Что мешает это представить? В конце концов, нынче только младенец не знает, что Вселенная расширяется. А за счет чего, откуда берется "лишнее" пространство, об этом как-то умалчивается.  Так что пока "исторжение" пространства из материального объекта, которое в принципе ничто не мешает также называть вакуумом или эфиром, вполне в пределах разумного и даже позволяет представить окружающий мир непрерывным. Если все материальные тела исторгают пространство, из которого, по каким-то физическим законам впоследствии опять могут образовываться привычные всем материальные тела, то и расширение Вселенной вполне объяснимо. А если это исторжение пространства еще и подтвердится – все-таки пока мы всего лишь создаем теоретическую модель мира, альтернативную существующей, а не утверждаем, что эта модель действительно справедлива - то развитие науки может устремиться в такие небеса, которые пока и не снились.  Все бывает, но пока будем считать, что мы всего лишь занимаемся моделированием, схожим с  переходом от системы Коперника, в которой в качестве точки отсчета используется гравитация,  к  системе Птолемея, в которой точкой отсчета является ускорение.  Конечно, все может быть  наоборот, и мы осуществляем переход от системы Птолемея к системе Коперника, но не будем обольщаться. На места все расставит опыт. А преобразование в любом случае может оказаться не лишним. Даже если отказ от гравитации (которую то ли обнаружили, то ли нет, не понятно) не соответствует реальности – что, разумеется, требует тщательного исследования – новое представление может оказаться удобным в каких-либо расчетах. 

Тут стоит задуматься над тем, возможно ли расширение материальных тел пропорционально собственной массе так, чтобы это было незаметно для субъекта? В общем-то, ничего невозможного тут нет. Если все вокруг расширяется пропорционально, то, в связи с отсутствием материального объекта, не подверженного такому изменению, заметить такое расширение может быть сложно. Особенно в условиях, в которых все базовые объекты вращаются вокруг друг друга: в микромире электроны вращаются вокруг ядер, в макромире планеты вращаются вокруг звезд и прочее. Кроме того, скрывать такое расширение может и какое-нибудь искривление пространства, а также возможное свойство материального мира, описываемое теорией относительности. Но о последнем скажем позже.

На данном этапе "завиральности" стоит посмотреть, что при таком представлении изменилось в отношении тех научных фактов, опровергающих теорию относительности, о которых говорилось ранее? Оказывается, что при новом представлении эти факты не то, чтобы опровергают ТО, а, наоборот, полностью ее подтверждают, не опровергая одновременно, справедливости теории аберрации. При таком представлении получается, что в движении находятся часы, расположенные на поверхности Земли, которые с ускорением g стремятся приблизиться к спутнику. А вот часы, расположенные на спутнике, покоятся, поскольку скорость спутника неизменна и он движется по инерции. Именно таким движением часов, находящихся на Земле, и можно объяснить причину ухода вперед на 38 микросекунд часов, находящихся на спутнике. Если бы рядом с часами, находящимися на спутнике, находился один из братьев-близнецов, то он старел бы быстрее того брата, который остался на Земле. Вроде бы все осталось как прежде, но теперь это "все" оказалось  в соответствии, а не в противоречии с теорией относительности, хотя тут и есть кое-какой "переворот", способный шокировать неподготовленную публику.

Итак, за данную "завиральную" идею два аргумента. Первый – расширение Вселенной. Второй – ускорение часов на 38 микросекунд в сутки на навигационном спутнике. Не слишком много, но идею все равно стоило бы проверить на достоверность. Уж больно благая тут цель – получить две справедливых теории, теорию относительности и теорию аберрации, у которых в дальнейшем будет возможность развиваться.

Стоит поговорить еще вот о чем. Если каждый объект расширяется, да еще и с постоянным ускорением, то рано или поздно граница этого объекта достигнет скорости, сопоставимой со скоростью света. Если ускорение имеет величину g (9.8м/сек за секунду), то до скорости света с нуля можно добраться примерно за год: 300000000 /  9,8 / 60 / 60 / 24 = 354 дня. Понятно, что каким бы малым не было ускорение, все равно когда-то скорость приблизится к скорости света. И вот тут, согласно теории относительности, могут наблюдаться разные любопытные явления. Например, может наблюдаться уменьшение размера материального объекта, предсказываемое теорией относительности. Такое свойство вполне может добавиться к причинам, указанным выше, по которым расширение объектов может быть незаметно для субъекта. Кроме того, при приближении к скорости света может наступать динамическое равновесие, при котором объект "хочет" достичь скорости света в связи с непрерывным ускорением, но без выполнения каких-то условий сделать это не может. И по этой причине "застревает" на границе динамического равновесия. Если же нужные условия для достижения скорости света наступают, например, кто-нибудь чиркает спичкой, то сразу же вот они - вспышка и достижение скорости света. В общем, ничего страшного и противоречащего логике тут нет, хоть и выглядит все непривычно. "Завиральная" идея потому и "завиральная", что ее проверять надо, а не заходиться в возможной "истерике" по причине ее несопоставимости с устоявшимися взглядами.

С уважением к читателю,
С.Гайворонский

16.11.2023.