Сущность специальной теории относительности.

1
Виталий Соколов, Геннадий Соколов
Сущность специальной теории относительности.
Работы, посвященные критике специальной теории относительности, можно
разделить на две группы. Наиболее многочисленную группу составляют такие, в
которых авторы пытаются найти ошибки в математическом и логическом
обосновании этой теории. Ко второй группе относятся работы, в которых
предлагаются различные эксперименты по опровержению специальной теории
относительности. В большинстве случаев сущность этой теории остается для
авторов не ясной и поэтому ни их теоретические исследования, ни предлагаемые
ими эксперименты опровергнуть теорию не могут.
1. Причины появления специальной теории относительности
Что заставило Фогта, Лармора, Фитцджеральда, Лоренца, Пуанкаре и др. прийти к
преобразованиям, известным сейчас как преобразования Лоренца? Эти ученые
пытались согласовать обнаруженное в экспериментах странное свойство скорости
света с принципом относительности Галилея. Все механические и многочисленные
электромагнитные явления подчинялись принципу относительности, но
эксперименты Араго, Физо и Майкельсона показали, что скорость света не зависит
от движения инерциальной системы, то есть оптические явления явно
противоречат принципу относительности. Попытки согласовать принцип
относительности Галилея с постоянством скорости света в пустоте неизбежно
должны были привести к преобразованиям Лоренца.
Для согласования результатов оптических экспериментов с принципом
относительности Галилея Эйнштейн ввел постулат инвариантности скорости
света. На основе этого постулата он создал специальную теорию относительности,
принципиально изменяющую представления о времени и пространстве.
Специальная теория относительности была создана потому, что не было найдено
никакого физического объяснения независимости скорости света от движения
Земли (эксперименты Араго и Майкельсона). Позже эта теория сильно укрепилась,
когда наблюдения де Ситтера убедительно доказали, что скорость света не зависит
от движения двойных звезд, поскольку эти наблюдения были ошибочно объяснены
как подтверждение независимости скорости света от движения источника в
пустоте. Лежащее в основе специальной теории относительности утверждение о
том, что скорость света не зависит от движений источника и наблюдателя в
пустоте, сделано ошибочно на основании анализа экспериментов и наблюдений,
проводимых в реальных условиях, когда свет распространяется в реальной среде.
2. Влияние среды на скорость света.
Луч света представляет собой поток фотонов. Каждый фотон характеризуется
частотой колебаний ν 0 . Для распространения света не требуется среда, фотоны
2
могут двигаться в идеальной пустоте. В пустоте фотоны движутся со скоростью C
относительно источника света. Входя в любую прозрачную среду - воду, стекло,
воздух или любой другой газ, свет уменьшает скорость движения, и фотоны идут в
среде со скоростью C / n . Очевидно что скорость света в среде определяется только
показателем преломления n среды и не зависит от той скорости, с которой фотоны
входят в эту среду.
Уменьшение скорости света в среде объясняется переизлучением фотонов
атомами среды, которое мы представляем себе следующим образом:
встречаясь с переизлучающим атомом со скоростью C , фотон поглощается
этим атомом и после некоторой задержки вновь излучается в том же
направлении со скоростью C относительно переизлучившего атома,
выходя из прозрачной среды, фотон вновь движется со скоростью C
относительно этой среды,
если переизлучающая среда движется навстречу фотону, фотон встречается
с атомами среды со скоростью C + V . Но после переизлучения он движется
относительно среды со скоростью C / n и имеет частоту ν = ν 0 (1 + V / C ) Из
среды фотон выходит со скоростью C относительно среды. О том, что до
встречи со средой относительно этой среды фотон двигался со скоростью
C + V , можно узнать только по доплеровскому изменению его частоты.
С учетом влияния, которое среда оказывает на скорость света, все известные
эксперименты и наблюдения просто объясняются с Галилеевской точки зрения и
специальная теория относительности оказывается излишней.
Например, с учетом переизлучения света атомами атмосферы Земли становится
понятно, почему Д. Араго не мог обнаружить влияния движения Земли на
скорость, с которой свет звезд входил в его приборы. До входа в атмосферу фотоны
имеют относительно Земли скорость C + V , но в атмосфере из-за переизлучения их
скорость изменяется. В атмосфере переизлученные фотоны идут с такой же
скоростью C / n , как и фотоны, излученные любым земным источником света.
Еще проще объясняется эксперимент Майкельсона. Этот эксперимент с огромной
точностью доказывает лишь то, что относительно атмосферы свет идет во всех
направлениях с одинаковой скоростью C / n . Этот эксперимент также очевидно не
может служить подтверждением постулата инвариантности скорости света.
Наблюдения де Ситтера доказывают лишь то, что свет от движущтхся звезд идет к
Земле с одинаковой скоростью C / n относительно межзвездной среды. Так как
межзвездная среда предельно сильно разрежена, её показатель преломления
практически равен единице и поэтому эта скорость равна C . В момент излучения
свет движется со скоростью C относительно движущейся звезды, а относительно
межзвездной среды его скорость равна C + V . На относительно небольшом
расстоянии от движущейся звезды свет переизлучается атомами среды и затем
долгие годы идет к Земле со скоростью, которая очевидно не зависит от скорости
движения звезды.
3
Насколько нам известно, нет таких ситуаций с движением источника света или
наблюдателя, которые – с учетом влияния на скорость света среды – подтверждают
специальную теорию относительности и не могут быть объяснены с Галилеевской
точки зрения.
Замедление времени, сокрашение длины и другие фундаментальные выводы
«доказываются» в специальной теории относительности с помощью различных
«мысленных экспериментов». Ни в одном из них не учитывается влияние среды, во
всех этих экспериментах источник света и наблюдатель движутся в идеальной
пустоте. С учетом влияния среды все эти «мысленные эксперименты» теряют
смысл и поэтому не могут рассматриваться как обоснование специальной теории
относительности.
Заключение.
В основе специальной теории относительности лежит ошибочное предположение о
том, что скорость света в пустоте не зависит от движения источника или
наблюдателя. Постулат инвариантности скорости света был принят по той
причине, что эксперименты и наблюдения Араго, Физо и Майкельсона были
объяснены без учета влияния среды на скорость света. С учетом влияния среды все
известные ситуации с распространением света в движущихся инерциальных
системах просто объясняются без специальной теории относительности и ее
ошибочного постулата инвариантности скорости света.