Наброски для новой физики

Андрей Альбертович Гришаев

Источник - http://newfiz.i-connect.com

Всех нас учили, что "новые представления о пространстве и времени", составляющие сущность специальной теории относительности (СТО), возникли из необходимости согласовать знаменитую пару постулатов СТО. Кстати, эти постулаты настолько переврали многочисленные толкователи, что не помешает процитировать первоисточник [1]:

"1. Законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от того, к которой из двух координатных систем, движущихся относительно друг друга равномерно и прямолинейно, эти изменения состояний относятся.

2. Каждый луч света движется в "покоящейся" системе координат с определённой скоростью V, независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом".

Сегодня хорошо известно, что "скорость луча света" не имеет физического смысла: измеряются и имеют смысл либо фазовая скорость, либо групповая. Эти две скорости принципиально несовместимы, как корпускулярные и волновые свойства: ведя себя в эксперименте, как волна, свет движется с фазовой скоростью, а ведя, как частица - с групповой; это два совершенно различных света, а не один и тот же. Наш анализ [2] показал, что первый постулат СТО работает в экспериментах исключительно с фазовой, а второй постулат СТО - в экспериментах исключительно с групповой скоростями света. Таким образом, постулаты СТО имеют принципиально разграниченные области применимости и не нуждаются ни в каком согласовании. При попытках же согласовать то, что принципиально несогласуемо, абсурд неизбежен.

На наш взгляд, у СТО имеется ещё одно серьёзное внутреннее противоречие. Обычно считается, что она справедлива для класса инерциальных систем отсчёта (ИСО). Отнюдь: Эйнштейн старательно избегал термина "ИСО", он всегда говорил о системах отсчёта, "движущихся относительно друга равномерно и прямолинейно" (см. выше Постулат 1), а это совсем другой класс систем отсчёта. По-видимому, Эйнштейн хорошо понимал, в отличие от своих толкователей, что класса ИСО в природе не существует - из-за ускорений, которые испытывает любое тело отсчёта. Поэтому он особо подчёркивал, что теория справедлива, только если ускорений нет. Но в реальности-то ускорения есть всегда! Строго говоря, на практике оказывается невозможно установить, принадлежит ли конкретная система отсчёта к классу "движущихся относительно друг друга равномерно и прямолинейно", или нет. Поэтому практические системы отсчёта, пригодные для верных расчётов релятивистских эффектов, приходится порой отыскивать "на ощупь".

У измеряемой скорости света есть малоприятное для теории относительности свойство, а именно: её анизотропия для наблюдателя, движущегося по окружности. Как показали Ландау и Лифшиц [3], вариация скорости света равна при этом удвоенной линейной скорости вращения наблюдателя. Этот подход позволяет, например, тривиально объяснить расщепление по частоте встречных волн в кольцевом вращающемся лазере [4], выгодно отличаясь этим от громоздких выкладок общей теории относительности (ОТО). Почему же не сообщается об обнаруженной анизотропии скорости света из-за, например, нашего вращения вокруг Солнца - с линейной скоростью 30 км/с? Потому что для обнаружения этой анизотропии требуется корректно измерять скорость света "в один конец" ("one-way"), а обычно измеряется скорость света "туда-обратно" ("two-way"), так что анизотропия маскируется [2,5]. Особую группу составляют "обречённые на успех" эксперименты, поставленные якобы для поисков возможной анизотропии скорости света, но… не имевшие дело с измеряемой скоростью света. Никто ведь не ищет вариации энергии покоя из-за возможных вариаций скорости света, квадрат которой входит в общеизвестное соотношение между массой и энергией: здесь "с" - это не скорость движения фазы или импульса, а коэффициент пропорциональности; его вариации не имеют физического смысла. Тем не менее, проводились поиски, например, вариаций допплеровских сдвигов частоты из-за возможной анизотропии скорости света [6], хотя в выражение для допплеровского сдвига "с" входит в том же качестве, как и в соотношение между массой и энергией, т.е. в качестве математической константы. Нулевые результаты подобных экспериментов не говорят об отсутствии анизотропии скорости света: никаких вариаций скорости света там не могло быть обнаружено в принципе [4].

Бесспорными аргументами в пользу "новых представлений о пространстве и времени" считаются изменения хода атомных часов, которые интерпретируются как следствия релятивистского и гравитационного замедления времени. Но такой подход ничего не объясняет, а только постулирует: ведь время является одним из основных физических понятий, и все его свойства, в том числе и "замедления", ниоткуда не вытекают. Напротив, мы показали [7,8], что релятивистские и гравитационные изменения хода атомных часов вполне объяснимы: они оказываются следствиями закона сохранения энергии. Более того, релятивистские и гравитационные сдвиги частот у квантовых и классических осцилляторов, на наш взгляд, могут различаться в несколько раз [9]; сегодня уже возможна проверка этого утверждения, и соответствующий эксперимент предложен [9,10]. Если, при изменении высоты, обнаружится существенная разница в поведении кварцевого и водородного стандартов частоты, то станет очевидно, что "замедление времени" не при чём, ведь оно должно влиять на скорости всех процессов в одинаковой степени!

ОТО ничего не говорит о том, что ход часов зависит не только от локального гравитационного потенциала, но и от его локального градиента [11], а также от градиентов кривизны пространства-времени, наведённых такими, например, явлениями, как процесс освобождения связанной энергии или движение масс вещества по окружности (торнадо, циклоны, кольцевые течения в океанах) [11].

Нам удалось осознать принципиальное различие между гравитационным и негравитационным способами сообщения ускорения пробному телу: негравитационное воздействие осуществляет пространственную деформацию вещества, а гравитационное - деформацию частотную [8]. В "лифте без окон и дверей" возможно разделить эти два типа воздействий и вызываемые ими ускорения, так что принцип эквивалентности тяготения и сил инерции оказывается несправедливым. Собственно, принятие во внимание частотных деформаций вещества, как результата действия гравитации, позволяет, наконец, объяснить, откуда берётся энергия, которая превращается в кинетическую энергию свободно падающего тела [12]. В рамках же подхода ОТО этот смешной вопрос - об энергетике свободного падения - до сих пор не решён.

Давно имеются опытные данные сенсационного характера, которые трусливо игнорируются официальной наукой. Речь идёт о мгновенном воздействии сквозь космические расстояния, обнаруженном Н.А.Козыревым (см., например, [13]). Эти результаты должны иметь разумное объяснение: ведь здесь мгновенно передаётся не вещество, не энергия, а аномалия в геометрии пространства-времени, вызывающая отклик в детекторе. Безынерционный перенос геометрии пространства-времени, на наш взгляд - это вполне реальное явление. Нам представляется, что на этом принципе возможна не только мгновенная синхронизация удалённых часов (разумеется, с конечной точностью, ограничиваемой, по крайней мере, быстродействием детектора), но и передача, без задержек на распространение, даже телевизионного изображения - при достаточной широкополосности детектора.

В рамках ортодоксальных представлений о фотонах, как переносчиках электромагнитной энергии, весьма сложно, если вообще возможно, объяснить результаты экспериментов, в которых обнаруживалось аномально быстрое движение светового импульса: неизбежен вывод о том, что импульс проходит через нелинейную ячейку быстрее, чем мгновенно. Этот вывод противоречит не только СТО, но и принципу причинности. На наш взгляд, радикальный пересмотр концепции фотонов позволяет объяснить аномально быстрое движение светового импульса без противоречия с принципом причинности [14]: конечно же, энергия не может быть передана на расстояние быстрее, чем мгновенно.

Ссылки.

1. Эйнштейн А. К электродинамике движущихся тел. Собр. трудов, т.1. М., Наука, 1965.

2. Гришаев А.А. Измерительная техника, 2 (1996) 3.

3. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. М., Наука, 1967.