09. 01. Физика парных отношений

 
           Уведомление: Первая часть девятой главы полностью переработана, и изменено её название. То же самое будет сделано в отношение остальных частей.



                0. Преамбула

Для дальнейшего построения картины мира средствами наблюдательной космологии нам необходимо преодолеть противоречия между наблюдаемыми фактами в Природе и прогнозами специальной теории относительности (СТО). В частности, релятивистское время, которое якобы замедляется при относительном движении, противоречит экспериментально установленной стабильности частот спектральных линий атомов в собственной системе отсчёта, при любых скоростях её движения. Кроме того, релятивистское пространство-время сохранило анахронизмы абсолютных пространства и времени в виде «скорости» движения единичного объекта, которая, как показывает опыт, не может быть обнаружена никакими физическими опытами. И, следовательно, абсолютное движение единичного объекта в релятивистской теории не может быть определено в принципе, а «скорость» по той же причине не может быть параметром относительного движения.


И. Ньютон был первым, кто актуализировал проблему пространства и времени при построении теории. Им были введены понятия:
 
1. Абсолютное ПРОСТРАНСТВО;

2. Абсолютное ВРЕМЯ;

3. МЕСТО в пространстве;

4.  Абсолютное ДВИЖЕНИЕ.

  Отметим, что для И. Ньютона пространство было неподвижным, а движение абсолютным, или, истинным. Первый закон Ньютона уравнивал покой и равномерное прямолинейное движение. Поэтому возникающие понятия относительных или, кажущихся: пространства, времени, места и движения - не меняли сути дела, поскольку главным признаком абсолютного пространства оставалась возможность задания скорости движения единичного объекта, абсолютной или относительной. Задание движения осуществлялось путём изменения МЕСТА объекта в пространстве, которое математически связывалось с координатной сеткой, привязанной к другому, неподвижному объекту.

В разделе Поучения «Математических начал…» И. Ньютон подчеркивает главную цель решаемых им задач:

«Нахождение же истинных движений тел по причинам, их производящим, по их проявлениям и по разностям кажущихся движений и, наоборот, нахождение по истинным или кажущимся движениям их причин и проявлений излагаются в последующем. Именно с этою-то целью и составлено предлагаемое сочинение».

То есть главная цель механики Ньютона заключалась в установлении закономерностей между движением единичного тела и причинами его вызывающих.

Если кому-то, как когда-то и автору, кажется, что объявление И. Ньютоном пространства, времени и движения абсолютными, являлось чистой формальностью, то они глубоко заблуждаются. Как будет показано ниже, вне этих абсолютных сущностей классическая механика не работает.

Являлись ли представления И. Ньютона о пространстве, времени, месте и движении истинными? Безусловно, нет. Никакое понятие в физике не живёт вечно. В процессе познания содержание понятий меняется, или даже они исчезают из обихода. Во времена И. Ньютона не существовало никакой экспериментальной или теоретической фактуры, на основании которой он мог бы сделать иные заключения о пространстве и времени. Поэтому первый шаг в определении фундаментальных понятий физики И. Ньютон сделал исключительно на основе умозрительных рассуждений. Как, впрочем, это происходит при определении всех неопределяемых понятий. И тот факт, что классической механикой цивилизация пользуется более трёхсот лет, говорит о том, что первое приближение понятий о пространстве и времени И. Ньютоном было выбрано правильно.

Но если определение базовых неопределяемых понятий таких, как пространство и время, осуществлялось методом умозрительных рассуждений, то за их границами построение классической механики И. Ньютоном осуществлялось исключительно на основе опыта.

Вот как в письме французскому физику-картезианцу Пардис он сформулировал своё известное «золотое правило науки»:

«Лучшим и наиболее безопасным методом философствования, как мне кажется, должно быть сначала прилежное исследование свойств вещей и установление этих свойств с помощью экспериментов, а затем постепенное продвижение к гипотезам, объясняющим эти свойства. Гипотезы могут быть полезны лишь при объяснении свойств вещей, но нет необходимости взваливать на них обязанности определять эти свойства вне пределов, выявленных экспериментом… ведь можно изобрести множество гипотез, объясняющих любые новые трудности».

Однако, далеко не все физики и философы приняли абсолютные пространство и время Ньютона. Важным этапом миропонимания стало введение понятия «Инерциальные Системы Отсчёта» (ИСО), которое впервые встречается в работе немецкого физика Людвига Ланге в работе «О законе инерции» (1885 год). Ланге заменил абстрактные «абсолютное, относительные, кажущиеся пространства» на операционально определяемые ИСО, в которых справедлива ньютоновская механика. Это стал уже другой, более высокий уровень определённости понятий пространства и времени. ИСО стал инструментом, позволяющим непосредственно сравнивать относительные пространства и время. Людвиг Ланге, как часто бывает в таких случаях, даже не догадывался, какое будущее уготовано этому понятию: с инерциальными системами отсчёта будет связано будущее физики, а имя Людвига Ланге будет золотом внесено в скрижали истории физики. Но пока миром правит СТО, физика будет оставаться в неведении относительно этого вопроса.

Гипотезы (по-Ньютону), объясняющие возникшие в физике «новые трудности», были «изобретены» А. Эйнштейном.
 30 июня 1905 года в журнале Annalen der Physik А. Эйнштейн опубликовал свою знаменитую статью «К электродинамике движущихся тел». Эта дата и эта статья стали началом эры неклассической физики, получившей название «релятивистская механика», или, «релятивизм». В этой работе А. Эйнштейн отказывается от абсолютного пространства и создаёт теорию, в которой метрика пространства и времени зависят от относительного движения. Для этих целей он воспользовался понятиями ИСО Людвига Ланге. Без сомнения, это был ход в правильном направлении для дальнейшего развития представлений о пространстве и времени. Но при этом, формально опираясь на предшествующий опыт, А. Эйнштейн, в отличие от И. Ньютона, отрицал первичную роль опыта в познании. Вот как в работе «Физика и реальность» А. Эйнштейн преподносит шаг, в котором опыту остаётся подчиненное место:

«И теперь мы устанавливаем с очевидностью как ошибаются теоретики, думающие, что теория индуктивно выводится из опыта. Даже великий Ньютон не смог избежать этой ошибки (Hypotheses non fingo — “Гипотез не измышляю”).

Ну что же, проверим, кто из них ошибался!


 


       1. О невозможности никакими физическими опытами обнаружить абсолютное движение.


Формально в основании СТО лежат два, ставших классическими, опыта. Для нас эти опыты, а не их интерпретация, данная А. Эйнштейном, имеют центральное значение.

Речь идёт о мысленном опыте Галилея, показавшим невозможность никакими механическими опытами обнаружить движение, и реальном опыте Майкельсона — Морли по определению скорости движения Земли сквозь гипотетический эфир.

Относительно мысленного опыта Галилея, заложенные им в уста Сальвиати, одного из героев его произведении «Диалоги о двух главнейших системах мира…», необходимо напомнить причину проведения такого опыта. Речь шла о защите гелиоцентрической системы мира Коперника, пробивавшую себе дорогу в борьбе с геоцентрической системой мира Птолемея. Сторонники Птолемеевой системы мира, полагавшие Землю неподвижным центром Вселенной, утверждали, что движение Земли вокруг Солнца было бы немедленно обнаружено. В ответ на это опыт Галилея доказывал, что никакими механическими опытами обнаружить равномерное, прямолинейное движение невозможно. Описание содержания этого опыта приведено на рисунке в начале главы. И хотя этот опыт мысленный, но он отражал реальный опыт, накопленный за время морских путешествий.

А какой же вывод из этого опыта делает А. Эйнштейн?

Этот опыт задним числом трансформируется в преобразования Галилея, которые нестрого можно трактовать как утверждение о том, что законы механики остаются неизменными как в состоянии покоя некоторой системы, так и при любой скорости её равномерного прямолинейного движения. Нестрогость касается того обстоятельства, что неизменность законов выполняется при соответствующих преобразованиях координат и скорости в уравнениях движения, которые и называются преобразованиями Галилея.

На первый взгляд кажется, что всё вроде бы правильно, тем более автор специально сформулировал вывод А. Эйнштейна, как можно ближе по смыслу к опыту Галилея. Но на этот опыт спустя столетия надо смотреть шире, чем на него смотрел сам Галилей, а не Уже, чем это сделал А. Эйнштейн.

Из сравнения поведения всех живых и неодушевлённых «датчиков движения» в подпалубном пространстве в состоянии покоя корабля и в состоянии его равномерного прямолинейного движения из опыта Галилея вытекает наиболее общий и логически строго обоснованный вывод: абсолютное движение невозможно обнаружить никакими механическими опытами. А если состояние движения не отличимо от состояния покоя, то такое состояние покоя является скрытой формой равномерного и прямолинейного движения. А. Эйнштейн воспользовался одним из возможных выводов, вытекающим из опыта Галилея. Но при этом в рассуждениях допустил существование и состояния покоя, и состояния движения, что противоречило строгому выводу, а по существу, переворачивало вывод из опыта с ног на голову.



Следующий опыт – это опыт Майкельсона — Морли по определению скорости движения Земли сквозь гипотетический эфир. Хорошо известно, что опыт дал отрицательный результат: движения Земли сквозь гипотетический эфир обнаружено не было. Более поздние опыты подтвердили этот вывод с точностью до 18 знака после запятой. Поэтому этот вопрос закрыт. Хотя справедливости ради надо заметить, что существует немалая группа исследователей, утверждающих обратное. Но это является следствием противоречивости СТО, а не их собственных убеждений.

Какой главный результат опыта Майкельсона — Морли, помимо установления факта отсутствия эфира? Если эту субъективную составляющую результата опыта убрать, то главный результат опыта повторяет результат опыта Галилея на более высоком уровне, применительно к переносчикам фундаментальных взаимодействий. По результатам опытов Галилея и Майкельсона-Морли можно сформулировать сильное, предельно общее утверждение:
 НИКАКИМИ ФИЗИЧЕСКИМИ ОПЫТАМИ НЕВОЗМОЖНО ОБНАРУЖИТЬ АБСОЛЮТНОЕ ДВИЖЕНИЕ.
Назовём его для краткости постулатом о невозможности.

А какой вывод вынес из этих опытов А. Эйнштейн?
Нестрого его можно сформулировать следующим образом: законы физики остаются неизменными как в состоянии покоя некоторой системы, так и при любой скорости её равномерного прямолинейного движения. Нестрогость касается того обстоятельства, что неизменность законов выполняется при некоторых преобразованиях координат и скорости в уравнениях Максвелла. Преобразования Галилея к немеханической системе уже не подходят, поэтому находятся новые преобразования, которые были названы преобразованиями Лоренца.
В этом смысле опыт Галилея для Эйнштейна несёт негативный оттенок, как основание, инициировавшее создание новой теории, венцом которой становятся преобразования Лоренца. Для нас же оба опыта работают в одну копилку на постулат о невозможности.

И опять же, здесь выводы А. Эйнштейна формально не противоречат результату опыта, но эти выводы различают состояния покоя и состояния равномерного прямолинейного движения тела, пусть и относительных. А это уже противоречит постулату о невозможности и вновь опрокидывают логику вывода.
Если теория претендует на объективность, то для её построения нельзя использовать исходные параметры, которые не определяются из опыта.
Проблема А. Эйнштейна заключается в том, что, отвергая абсолютные пространства и время, он не смог отказаться от абсолютного движения, признаком которого является возможность однозначного задания скорости.

В самом деле, пусть у нас есть некоторый объект А, для которого в соответствие с постулатом о невозможности мы не можем ни определить, ни задать его движение по результатам наблюдений. И пусть у нас есть объект В, который позволяет обнаружить относительное движение. Но в отношение объекта В действуют те же самые ограничения, что и в отношение объекта А. То есть относительное движение существует, но задать вектора скорости для объектов А и В объективно, единственным способом, мы не можем. Любое назначение скоростей объектам А и В привносит в теорию произвол, противоречащий опыту.

То есть, покинув мир абсолютного пространства, мы вынуждены распрощаться с понятием абсолютного движения единичного объекта. Мы обнаруживаем, что вне абсолютного пространства понятие «движение» может быть применено только в отношении двух объектов. Движение становится ПАРНЫМ понятием. Оно применимо к паре объектов в виде «движения друг относительно друга».
Но и в этом случае с понятием скорость придётся распрощаться, поскольку задать объективно, единственным образом вектора скорости в отношении каждого из двух объектов невозможно. Конечно, можно говорить о скорости взаимного сближения или удаления объектов, но в этом случае скорость является невекторной величиной, и к скорости в понимания Ньютона не имеет никакого отношения. По этой скорости невозможно определить причины, её вызывающие. Поэтому А. Эйнштейну, построившему СТО в терминах скоростей, для поиска причин их вызывающих, дополнительно к релятивизму пришлось разрабатывать другую умозрительную теорию – общую теорию относительности (ОТО). При правильной интерпретации результатов опытов в отличие от умозрительных гипотез, якобы из них вытекающих, этого не потребовалось бы.

Итак, мы пришли к коллапсу логики, который старательно избегали основатели теории относительности. Знали ли они о том, что мы назвали постулатом о невозможности? Безусловно. Но они выбрали ложный, умозрительный способ построения теории. Мы же воспользуемся выводами из результатов опытов Галилея и Майкельсона — Морли в строгой, предельно общей форме.


Коль скоро нам необходимо связать движение и причины их вызывающие, то стоит вспомнить, что самую суть физического мира составляют парные фундаментальные взаимодействия: гравитационные, электромагнитные, сильные и слабые.  Есть взаимодействия – есть физический мир, нет взаимодействий – нет физического мира. 

Известно, что все взаимодействия в Природе осуществляются посредством переносчиков, являющихся объектами корпускулярно-волнового дуализма. В отличие от инертных физических тел, они представляют собой обьекты абсолютного движения: в любой инерциальной системе отсчёта их скорость постоянна и равна скорости света в пустоте. Некоторых из них мы не знаем в лицо, например гипотетические гравитоны. Другие, напротив, нам хорошо известны – это фотоны, переносчики электромагнитного взаимодействия. Поэтому дальнейшие рассуждения будут относиться главным образом к ним. Хотя, всё, что будет сказано в отношении фотонов, остаётся справедливым и в отношении остальных переносчиков взаимодействий, включая сильные и слабые.

 Итак, два физических тела никогда не контактируют друг с другом лично. Их взаимодействие осуществляется посредством переносчиков взаимодействия. Даже в нейтронной звезде, где плотность материи настолько велика, что чайна ложка вещества нейтронной звезды весит столько же, сколько весит вся вода в озере Байкал, нейтроны (с небольшим количеством протонов) умудряются лично не контактировать друг с другом.
Контакт нуклонов формально становится возможным в черной дыре, но там физическая материя вдруг перестаёт существовать: нет взаимодействия – нет материи.

Таким образом, любое физическое тело «не видит» другие тела вокруг себя. Оно взаимодействует только с фотонами. Поэтому силовое и энергетическое состояние любого объекта определяется числом и энергией поглощённых им фотонов (квантов). А это, среди прочего, определяется и их относительным движением.
При рассмотрении вопроса под обозначенным углом зрения, можно утверждать, что об относительном движение тела В, тело А (и наоборот) «узнают» по изменению импульса и энергии поглощаемых им фотонов, вследствие спектрального смещения z их частот.

То есть спектральное смещение z не только первичный, экспериментально обнаруживаемый признак относительного движения тел А и В, но и параметр, влияющий на изменение импульсов и энергий фотонов, и как следствие, «причин, вызывающих изменение движения» тел А и В.

Другими словами, вне абсолютного пространства однозначность движения определяет не скорость, а спектральное смещение z.


Выводы:

1. В релятивистском пространстве движение единичного тела не определено.
2. Понятие движения в релятивистском пространстве определено только для пары тел, как их относительное (релятивистское) движение.
3. Единственным физическим параметром, контролирующим релятивистское движение двух тел, является не «скорость», а спектральное смещение z.
4. Спектральное смещение z влияет на результат фундаментальных взаимодействий, и, как следствие, определяет закономерности между движением и причинами его вызывающих.



                http://proza.ru/2025/07/28/318