Второй справа – А. Эйнштейн
Содержание поста. Введение. Эйнштейн о ходе часов в 1905 и в 1915 гг. Паули о ходе движущихся и неподвижных часов. Отечественные физики о замедлении времени для движущегося объекта. Трактовки хода часов, противоречащие принятым в СТО. Заключение.
Введение
Этот пост продолжает серию по объяснению парадоксов СТО. В первом посте серии я показал причины разработки СТО. Во втором посте рассмотрел парадокс о замедлении времени в движущемся объекта (на примере поезда и платформы). Специалисты по СТО трактуют выводы этой теории различно, что необычно для строго научной теории. Об этом и будет данный пост применительно к выводу СТО о замедлении времени. В нём будет много цитат специалистов по СТО. Поэтому я поясняю используемую ими терминологию. В СТО движущиеся и неподвижные объекты часто заменяют системами координат с часами и обозначают как инерциальные системы отсчёта, часто как системы отсчёта и просто как системы. Часто вместо времени используют показания часов.
Эйнштейн о ходе часов в 1905 и в 1915 гг.
В начале разработки СТО (в 1905 г.) Эйнштейн делает вывод о реальности замедления времени для движущегося объекта (движущихся часов) [49, с. 93]. Этот парадокс я описал на примере поезда (движущегося объекта) и платформы (неподвижного). Парадокс состоит а том, что для людей, находящихся на платформе, часы в поезде (рис. 1) отстают от часов на платформе. Время в движущейся системе (для движущегося объекта) замедляется. Так нас учили и учат сейчас, начиная со школы (рис. 1).
Рис.1. Показания движущихся часов ( в поезде) реально меньше показаний неподвижных часов на платформе. Коллаж на фото из открытых источников
Так как все объекты в природе движутся, то неподвижными в СТО считают те, где находятся наблюдатели. Поэтому Эйнштейн вместо неподвижных объектов (систем) вводит понятие несопутствующих систем, которые имеет скорость, отличную от изучаемых движущихся объектов (систем). Их иногда называют условно неподвижными. Позднее (в 1915 г.) А. Эйнштейн предлагает иную формулировку замедления времени:
А у системы координат может быть точка зрения? Технически строго это надо изложить так, что только при расчёте из несопутствующей (неподвижной) системы по формулам Лоренца в движущейся получается замедление времени (рис.2).
Рис. 2. Слева- направо: Время на часах в движущемся поезде. Время, рассчитанное (на компьютере) по формулам Лоренца из несопутствующей системы (с платформы). Время на часах на платформе. Коллаж на фото из открытых источников
Но большинство физиков придерживаются первого вывода Эйнштейна, что замедление времени в поезде реально. И это излагается в учебниках по физике, даже по вновь введённой дисциплине «Концепции современного естествознания», а также в научно - популярных изданиях. Акцент во многих случаях делается на достоверности и применимости на практике (без достаточных оснований). Я не цитирую их и не делаю на них ссылок из-за большого числа и доступности таких изданий. Я цитирую известных специалистов, значительно повлиявших на признание СТО как эпохального явления.
Паули о ходе движущихся и неподвижных часов
Известный физик-теоретик Паули (1921г.), несмотря на изменение Эйнштейном трактовки замедления времени, считает замедление хода часов реальным: «Таким образом, часы, движущиеся со скоростью V, при измерении в единицах времени системы К идут медленнее … , чем покоящиеся часы. Это следствие из преобразований Лоренца, неявно содержащееся уже в исследованиях Лоренца и Пуанкаре, было ясно выявлено Эйнштейном» [68, с. 29].
Отечественные физики о замедлении времени для движущегося объекта
Многие отечественные физики считают замедление хода часов для движущихся объектов реальным явлением.
А. В. Угаров аналитически выводит, что замедление времени, это реальное значение времени в движущемся объекте [39, с. 46-48] (например, в поезде). Но после этого: «Следует подчеркнуть, что изменение хода часов, которое мы получили, не имеет ни малейшего отношения к какому- либо нарушению темпа хода часов в той или иной системе» [39, с. 65,71]. То есть разница в ходе часов получается в результате расчётов по формулам Лоренца. Какой смысл тогда в использовании ф-л Лоренца?
Я. П. Терлецкий: «…промежуток времени, отмеченный неподвижными часами, оказывается большим, чем промежуток времени, отмеренный движущимися часами. Но это и означает, что движущиеся часы отстают от неподвижных, т. е. их ход замедляется. …Полученное замедление являемся вполне реальным..» [38, с. 41].
Д.В. Скобельцын одновременно с признанием реальности замедления времени в движущейся системе отмечает: «Если обе системы (А и В) тождественны, то результат такого сравнения точно предсказывается специальной теорией относительности. Каждому из наблюдателей (А и В) представляется (только представляется – замеч. авт.), что время в другой системе «течет» медленнее» [36, с. 166]. Но это представление основано на расчёте по формулам Лоренца.
Трактовки хода часов, противоречащие принятым в СТО
К. Ланцош предлагает формулировку парадокса часов, противоречащую всем, начиная с Лоренца: «Наблюдатель в быстро движущемся поезде смотрит в окно и рассматривает людей на платформе. Он поражен, обнаружив, как быстро они стареют. Сверяя со своими часами, он заметит: «Ну и ну! У них даже борода отрастает за десять минут». Однако обратим этот эксперимент. Кто-то из стоящих на платформе достает свои часы и смотрит за пассажирами поезда. Вы думаете, он скажет: «Как это они умудряются сохранять свою молодость? Они могут не бриться годами и выглядеть свежими!». Ничего подобного. Он скажет: «Черт возьми. До чего же быстро они стареют! Не проходит и десяти минут, как у них отрастает борода!» [22, с. 70]. То есть все процессы в иной системе отсчёта идут быстрее. Время ускоряется, а не замедляется, космонавт стареет быстрее близнеца- землянина.
Применительно к ходу часов К. Ланцош также обосновал совсем иное, чем другие: «…кажется, что часы в движущемся поезде идут медленнее, чем часы на платформе... В действительности различия в измерениях времени возникают совсем не потому, что часы идут по-разному; часы во всех системах отсчета идут совершенно одинаково» [22, с. 69]. Различия в «течении» времени для движущегося и неподвижного объектов он объясняет тем, что его измерения выполняются в каждом движущемся предмете по мировым линиям, которые представляют собой его путь в четырехмерном пространстве-времени [22, с. 69]. При этом он не указывает, что различие в мировых линиях основывается на признании разного хода часов в поезде и на платформе. Фейнман также считал, что для движущегося объекта всё изменяется в соответствии с СТО, но только из-за изменения масштаба времени [2]. Внешне же (по часам) изменений не заметно.
Заключение
Анализ литературных источников и приведённые высказывания выявляют, что существует различное толкование соотношения хода неподвижных и движущихся часов – замедления времени в движущемся объекте:
1. Время замедляется реально.
2. Время для движущегося и неподвижного объектов не изменяется, изменение получается пересчётом времени по формулам Лоренца.
3. Имеет место двойственный подход к этому: сначала аналитически выводится замедление времени, через несколько десятков страниц указывается, что это получается из-за пересчёта времени по формулам Лоренца.
4. Часы идут везде одинаково, а время замедляется (Ланцош и Фейнман).
5. Для наблюдателя в любой системе время в иной замедляется.
6. Для наблюдателя в любой системе время в иной ускоряется (Ланцош). Это получается, если источник и приёмник света устанавливать там, где находится наблюдатель. Но ведь расположение и мнение наблюдателя не влияет на реальный характер действия закономерностей.
Из всего этого следует, что:
1. Замедление времени зависит от расположения приборов.
2. Замедление времени противоречит принципу относительности, так как в движущемся и неподвижном объектах ход часов подчиняется разным законам. Поэтому Ланцош и Фейнман явно, а некоторые (после последнего вывода Эйнштейна) мельком утверждают, что часы идут одинаково.
3.Если замедления времени нет, то как можно опытным путём подтвердить то, чего нет?
4.Получается сомнение в объективности вывода о замедлении времени. Но ведь это следует из постоянства и максимальности скорости света, что вроде бы подтверждается и опытным путём, но прямого опыта до сих пор не проведено.
Источники. 1. Ссылки на источники 22, 36, 38, 39, 49, 68 указаны по списку источников в книге «Кузьмин М. В. Объяснение парадоксов. От Зенона до Эйнштейна и далее. – М.: Изд. Бит-принт, 2021».
2. Фейнман Р. Характер физических законов: Пер. с англ. – М.: «Наука», 1987.
