Обобщенные релятивистские преобразования

 

Павло ДАНЫЛЬЧЕНКО

 

Полная версия статьи PDF (275 кб), DOC (36 кб).

 

Реферат

 

Независимость показателей преломления всех веществ (а, следовательно, и задаваемых ими скоростей распространения излучения в этих веществах) от скорости движения, как Земли в Солнечной системе, так и самой Солнечной системы во Вселенной принципиально не может быть объяснена в специальной теории относительности (СТО). Данная теория лишь использует этот очевидный факт для того, чтобы основываясь на декларируемых ею преобразованиях скоростей, указать излучению как ему следует распространяться в движущемся веществе в системе отсчета пространственных координат и координатного времени (СО) наблюдателя движения. К тому же, используемая в общей теории относительности (ОТО) координатная скорость света v_c одинакова в прямом и в обратном направлениях его распространения, несмотря на неравенство ее постоянной скорости света с и вопреки преобразованиям скоростей в СТО. Поэтому она должна подчиняться более общим релятивистским преобразованиям, а не преобразованиям СТО, приемлемым только для гипотетического абсолютного вакуума и, следовательно, являющимся лишь их частным предельным случаем.

 

Будем различать собственное квантовое время t_q какого-либо конкретного вещества и стандартное (редуцированное квантовое [1]) время t. Использование для отсчета собственного квантового времени вещества квантовых процессов, происходящих именно в самом этом веществе, делает собственное значение, как координатной скорости света ОТО, так и альтернативной ей гравибарической скорости света v_c [1] в этом веществе калибровочно-инвариантной величиной, принципиально равной в его квантовой собственной СО постоянной скорости света с (v_cq≡c). Ввиду dt_q=dt/n_c скорость света в вакууме в собственном квантовом времени этого вещества равна: c_q=cn_c=c²/v_c, где n_c=c/v_c – гравибарическая мультипликативная составляющая абсолютного показателя преломления вещества.

 

Пусть относительно наблюдателя, покоящегося в изотропной и однородной среде I с абсолютным гравибарическим показателем n_cI, движется со скоростью v_qJ=v_Jn_cI некоторая другая изотропная и однородная среда J с абсолютным гравибарическим показателем n_cJ, а со скоростью v_q=vn_cI какой-либо объект, содержащийся в движущейся среде J. Здесь v_J и v – соответственно скорость переносного движения среды J и скорость движения объекта по стандартным часам наблюдателя. С целью упрощения записи математических выкладок, движения среды J и объекта будем рассматривать в системе координат, в которой векторы их скоростей перпендикулярны оси координаты z, а среда J движется вдоль оси координаты x.

 

При одном и том же значении давления релятивистское сокращение приращений координаты x всех покоящихся в среде J объектов является одинаковым и, поэтому, в общем случае оно может быть функцией лишь от скорости движения v_qJ и от собственного (нерелятивистского) значения давления p_q=pn_cI в движущемся веществе вдоль градиента гравибарической скорости света: Γ_xJ=dx’/dx_dt=0=ξ(v_qJ,p_q)[1–(v_qJ/c_qI)²]^–1/2=ξ(v_J,p)[1–(v_J/c)²]^–1/2, где: ξ(v_qJ=0,p_q)≡ξ(v_J=0,p)=1 и ξ(v_qJ,p_q=p_minn_cI)≡ξ(v_J,p_min)=1, а p_min – предельное минимальное значение давления в веществе вдоль градиента гравибарической скорости света [1]. Из этого следует, что именно возникновение радиального градиента давления в быстро вращающемся веществе, возможно, и ответственно за существенно менее значительное (чем это следует из вакуумных релятивистских преобразований СТО), релятивистское сокращение радиусов круговых траекторий вращения периферийных объектов вещества. Согласно парадоксу Эренфеста [2] не исключена также и полная взаимная компенсация влияний скорости движения и давления в веществе на релятивистское сокращение этих радиусов. Ведь преобразованиями СТО предусматривается релятивистское сокращение размеров вещества лишь в направлении его движения.

 

Движение среды J в среде I принципиально не может быть свободным, так как среда J непрерывно вытесняет среду I, взаимодействую с ней на своих границах. Поэтому и падение тел в гравитационном поле даже сколь угодно сильно разреженной газо-пылевой среды на самом деле не является свободным падением. В падающем веществе, как и в любой движущейся среде, наводится поле диссипативных сил, пропорциональных импульсам его отдельных макрообъектов [3]. Релятивистское же замедление течения собственного времени движущейся среды в общем случае является функцией не только от скорости ее движения, но и от термодинамических параметров ее вещества: Γ_tJ=dt_dx’=0/dt’=ψ(v_qJ,p_q,S)[1–(v_qJ/c_qI)²]^–1/2=ψ(v_J,p,S)[1–(v_J/c)²]^–1/2, где: ψ(v_qJ=0,p_q,S)≡ψ(v_J=0,p,S)=1 и ψ(v_qJ,p_q=p_minn_cI,S)≡ψ(v_J,p_min,S)=1, а S – энтропия.

 

В ОТО принято, что в гравитационном поле Γ_tJ=Γ_xJ=Γ_cJ=[1–(v_J/v_cxm)²]^–1/2, где v_cxm – значение координатной скорости света вдоль направления движения вещества. И, следовательно, Γ_tJ и Γ_xJ не напрямую зависят от энтропии и собственного значения давления p в веществе. К тому же в ОТО Γ_cJ одинаково у всех веществ в одной и той же точке пространства. Таким образом, применительно к ОТО ψ=ξ=[1–(v_J/v_cxm)²]^–1/2[1–(v_J/c)²]^1/2. В релятивистской гравитермодинамике [1] зависимости функций ψ и ξ от термодинамических параметров вещества не столь тривиальны как в ОТО и, возможно, включают в себя и разные константы у разных веществ. Несмотря на это, Γ_xJ тоже одинаково у всех веществ, однако оно может лишь напрямую зависеть от давления p, так как, в отличие от координатных, гравибарические скорости света не одинаковы в одной и той же точке пространства у разных веществ. В одной и той же точке у всех веществ одинаковы лишь градиенты логарифмов их гравибарических скоростей света, являющиеся гамильтонианными напряженностями гравитационного поля [3, 4]. В отличие от Γ_xJ, замедление времени Γ_tJ принципиально может быть не одинаковым у разных веществ. Однако зависимость его от энтропии и собственных констант вещества, возможно, не столь значительна, чтобы различие его значений у разных веществ можно было бы обнаружить при низких давлениях. Наличие же зависимости Γ_tJ от давления в движущемся веществе можно попытаться обнаружить в космических экспериментах по постепенному расхождению траекторий движения баллонов с газом, находящимся под разными давлениями, или же по разнице длительностей времени свободного падения этих баллонов с достаточно большой высоты. И это может быть связано с неполной компенсацией в сопутствующей баллонам СО внешнего гравитационного поля общим гравиинерционным (наведенным движением гравитационным) полем изначально совместно движущихся баллонов с газом. Не исключено и то, что замедление времени Γ_tJ зависит очень слабо и от давления. Тогда и эту принципиально возможную зависимость обнаружить будет очень сложно.

 

С учетом всего этого релятивистские преобразования приращений времени и координат, а также преобразования координатных значений скоростей движения и при переходе от СОI наблюдателя движения к СОJ движущейся среды J можно будет записать в обобщенном виде с использованием приращения длины и метрического значения скорости движения среды J, определяемых в обладающем кинематической кривизной собственном пространстве наблюдателя движения с помощью движущейся вместе со средой J линейки.

 

В ОТО, в отличие от релятивистской гравитермодинамики, движение вещества абсолютно не влияет на величину его гравибарического показателя n_qcJ/I в СОI наблюдателя движения. В движущемся изотропном веществе его значение не зависит от направления распространения взаимодействия, что, очевидно, является лишь грубым приближением к объективной реальности.

 

В гравитермодинамике релятивистские преобразования обеспечивают в СО каждого наблюдателя движения вещества взаимное равенство значений гравибарической скорости света в прямом и в обратном направлениях, именно, в этом веществе, а не в гипотетическом вакууме. Не вакуумное значение времениподобного интервала для объектов движущейся среды J, совершающих в ней лишь малые пекулярные движения, выражается через релятивистский временной масштабный фактор, подобный пространственному масштабному фактору, используемому в ОТО и в космологии [5]. В поперечном направлении этот масштабный фактор равен единице. Вдоль же направления движения среды J он равен Γ_xJ/Γ_cJ, благодаря чему и не требуется такое большое релятивистское сокращение движущейся среды как в гипотетическом вакууме (p=0).

 

Конечно же, релятивистская анизотропия движущейся среды, принципиально ненаблюдаемая в сопутствующей ей СО, наличие масштабного фактора, а также не столь тривиальное (как в вакуумной СТО) преобразование приращений времени делают рассмотренные здесь релятивистские преобразования не такими «красивыми», как бы это хотелось. Но зато при соответствующем виде функций ψ и ξ они, возможно, будут ближе к объективной реальности.

 

Так как абсолютного вакуума в природе не существует, то его можно рассматривать как предельное вырождение материальных сред, а соответствующие ему релятивистские преобразования СТО – как предельную форму рассмотренных здесь обобщенных релятивистских преобразований. Возможно, что присущее СТО примитивное отображение объективной реальности и ответственно за наличие некоторых псевдопарадоксов (паралогизмов), и не столько в самой СТО, как в недостаточно критически воспринявших ее ОТО и космологии.

 

Принципиально ненаблюдаемое в сопутствующей движущемуся веществу СО релятивистское изменение ее гравибарического показателя в СО наблюдателя движения, очевидно, вызывается изменением под действием движения усредненных по времени значений диэлектрической и магнитной проницаемостей физического вакуума в этой СО. Поэтому целесообразно в дальнейшем все это рассмотреть не только на феноменологическом уровне, а и с подробным анализом релятивистских уравнений коллективного пространственно-временного микросостояния всех микрообъектов движущегося вещества [6].

 

Полная версия статьи PDF (275 кб), DOC (36 кб).

 

Литература

1. П. Даныльченко, в сб. Введение в релятивистскую гравитермодинамику, Нова книга, Винница (2008), с. 19, E-print: http://pavlo-danylchenko.narod.ru/docs/UnitedNature.html.

2. P. Ehrenfest, Phys. Z., 10, 918 (1909), П. Эренфест, Относительность. Кванты. Статистика, Наука, Москва (1972), с. 37.

3. П. Даныльченко, Основы калибровочно-эволюционной теории Мироздания, Винница (1994); НиТ, Киев (2005), E-print archives, http://n-t.org/tp/ns/ke.htm; Винница (2008), E-print: http://pavlo-danylchenko.narod.ru/docs/Osnovy_Rus.html.

4. П. Даныльченко, в сб. Введение в релятивистскую гравитермодинамику, Нова книга, Винница (2008), с. 60; E-print: http://pavlo-danylchenko.narod.ru/docs/RelativisticGeneralization_Rus.html.

5. К. Мёллер, Теория относительности, Атомиздат, Москва (1975).

6. П. Даныльченко, в сб. Калибровочно-эволюционная интерпретация специальной и общей теорий относительности, О. Власюк, Вінниця (2004), с. 35, E-print: http://pavlo-danylchenko.narod.ru/docs/Possibilities_Rus.html.