Навигация: => 

На главную / Физика / Открытия /

ТЕОРИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ, НОВЫЕ ПОДХОДЫ, НОВЫЕ ИДЕИ. СЛОЖЕНИЕ ЭФФЕКТОВ В СТО. СЛОЖЕНИЕ СКОРОСТЕЙ. ТАХИОНЫ

СЛОЖЕНИЕ ЭФФЕКТОВ В СТО. СЛОЖЕНИЕ СКОРОСТЕЙ. ТАХИОНЫ

  Рассмотрим подробнее один результат новой СТО* — «сложение» эффектов СТО, который даже не ставился в теории Эйнштейна. Речь идет о следующем.

  Рассмотрим три системы отсчета , и , в которых выбраны системы координат так, что их оси абсцисс лежат на общей прямой и начала координат выбраны в точках отсчета. Пусть система неподвижна, движется вдоль прямой со скоросью относительно системы , а система — вдоль той же прямой со скоростью относительно системы и с результирующей скоростью относительно системы . Рассмотрим, например, эффект сокращения длин. Пусть — длина отрезка (в направлении движения) в системе , — длина того же отрезка в системе и — в системе , тогда (см. (10) и (9) )

, (11)

, (12)

, . (13)

  Сравнивая из (13) и из (12) с учетом (11), заключаем

  откуда

(14)

  — формулы «сложения» эффектов СТО. Вычисляя тангенс суммы и подставляя значения тангенсов из (11) – (13), получаем

(15)

  — формулу сложения скоростей.

  Формула сложения скоростей выводится и в традиционной СТО, тогда как формулы «сложения» эффектов в традиционной СТО нет. Это связано с тем что в традиционной СТО релятивистские эффекты зависят от квадрата скорости и, следовательно, не зависят от знака скорости, что и приводит иногда к противоречиям в их интерпретации.

  Далее, для удобства речи, говоря о скорости распространения света, я буду говорить о скорости фотона, не вкладывая никакого специального смысла в термин "фотон", а только для того, чтобы отличать скорость света в вакууме как скорость распространения света в вакууме, от названия фундаментальной физической константы с , тоже, увы, названной "скорость света в вакууме" (во избежание путаницы буду также писать название константы c в кавычках).

  Рассмотрим движение фотона в вакууме. Пусть в (15) V01 — скорость источника света относительно неподвижной системы отсчета и V12 = c — скорость фотона относительно источника света, тогда из (15) имеем

. (16)

  Таким образом, скорость фотона в вакууме не зависит от движения источника фотонов, а если учесть, что вместо источника можно рассмотреть систему отсчета, в которой источник покоится, то (16) можно интерпретировать как независимость скорости фотона от движения инерциальной системы, от того, в какой системе отсчета эта скорость рассматривается. Последнее дает нам возможность рассматривать скорость фотона как "скорость фотона в эфире"

  Свойство движения фотона в вакууме в теории Эйнштейна возводится в ранг первичного принципа (постулата), известного под названием "принцип постоянства скорости света". Я считаю это свойство света одним из следствий теории относительности, причем теперь это свойство можно сформулировать совершенно по-новому, имея в виду введенное выше понятие эфира:

Скорость фотона в эфире постоянна и равна с. (17)

  Два необходимых замечания к (17). Во-первых, здесь речь идет о скорости фотона в вакууме, т.е. утверждение "…равна с" относится к скорости фотона в "эфире в вакууме". Во-вторых, здесь эфир, строго говоря, является "эфиром Минковского", т.е. (см. определение эфира и определение системы отсчета Минковского) множеством всех мыслимых виртуальных инерциальных систем Минковского с общим выбранным направлением, произвольно движущихся с постоянными скоростями относительно друг друга в выбранном направлении, и рассматриваемых как единое целое. Скорость фотона в (17) это скорость в выбранном направлении. По свойству изотропности скорость фотона можно распространить на любое направление.

  Обратите еще внимание на формулу (16). Формально формула справедлива и для случая , т.е. скорость фотона равна с и в том случае, если источник движется со сверхсветовой скоростью (!). Нетрудно показать, что и формула (15) остается справедливой, если одна или обе скорости больше световой. Нам неизвестно, существуют ли тахионы (так называют гипотетические частицы, движущиеся со скоростью большей скорости света в вакууме, и для скорости которых константа с является точной нижней границей (Infimum)), но если они существуют, то я считаю есть все основания считать правила сложения скоростей справедливыми и для них. Более того, результирующая скорость фотона в (16) может интерпретироваться как скорость черенковского излучения при движении тахиона со сверхсветовой скоростью, т.е. мы не можем наблюдать сами тахионы, но мы можем наблюдать их излучение. Например, у меня есть некие основания утверждать, что т.н. реликтовое излучение во Вселенной — это черенковское излучение тахионов на ранней стадии эволюции Вселенной (см. гл. VIII).

  Я вернусь ниже к этой теме, а сейчас хочу отметить, что если последние предположения соответствуют действительности, то в эфир следует включить инерциальные системы, движущиеся и со сверхсветовыми скоростями относительно друг друга.