Обобщенные релятивистские преобразования

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
vc 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 tq 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 vc [1] в этом веществе калибровочно-инвариантной величиной, принципиально
равной в его квантовой собственной СО постоянной скорости света с (vcqc). Ввиду dtq=dt/nc скорость света в вакууме в собственном квантовом времени этого
вещества равна: cq=cnc=c2/vc,
где nc=c/vc – гравибарическая
мультипликативная составляющая абсолютного показателя преломления вещества.

Пусть относительно наблюдателя,
покоящегося в изотропной и однородной среде I с абсолютным гравибарическим
показателем ncI, движется со
скоростью vqJ=vJncI некоторая другая изотропная и однородная среда J с абсолютным гравибарическим показателем
ncJ, а со скоростью vq=vncI какой-либо
объект, содержащийся в движущейся среде J. Здесь vJ 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 vqJ и от собственного
(нерелятивистского) значения давления pq=pncI в движущемся веществе
вдоль градиента гравибарической скорости света: ΓxJ=dx’/dxdt=0=ξ(vqJ,pq)[1–(vqJ/cqI)2]–1/2=ξ(vJ,p)[1–(vJ/c)2]–1/2, где: ξ(vqJ=0,pq)≡ξ(vJ=0,p)=1 и ξ(vqJ,pq=pminncI)≡ξ(vJ,pmin)=1,
а pmin – 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: ΓtJ=dtdx’=0/dt=ψ(vqJ,pq,S)[1–(vqJ/cqI)2]–1/2=ψ(vJ,p,S)[1–(vJ/c)2]–1/2, где: ψ(vqJ=0,pq,S)≡ψ(vJ=0,p,S)=1 и ψ(vqJ,pq=pminncI,S)≡ψ(vJ,pmin,S)=1, а S – энтропия.


В ОТО принято, что в
гравитационном поле ΓtJxJcJ=[1–(vJ/vcxm)2]–1/2,
где vcxm – значение координатной скорости света вдоль направления
движения вещества. И, следовательно, ΓtJ
и ΓxJ не
напрямую зависят от энтропии и собственного значения давления p в веществе. К тому же в ОТО ΓcJ одинаково у всех веществ в одной и той же точке пространства.
Таким образом, применительно к ОТО ψ=ξ=[1–(vJ/vcxm)2]–1/2[1–(vJ/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, ΓxJ 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 ΓxJ,
замедление времени ΓtJ
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 ΓtJ 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 ΓtJ
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 nqcJ/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 ΓxJcJ, 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].



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
vc 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 tq 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 vc [1] в этом веществе калибровочно-инвариантной величиной, принципиально
равной в его квантовой собственной СО постоянной скорости света с (vcqc). Ввиду dtq=dt/nc скорость света в вакууме в собственном квантовом времени этого
вещества равна: cq=cnc=c2/vc,
где nc=c/vc – гравибарическая
мультипликативная составляющая абсолютного показателя преломления вещества.

Пусть относительно наблюдателя,
покоящегося в изотропной и однородной среде I с абсолютным гравибарическим
показателем ncI, движется со
скоростью vqJ=vJncI некоторая другая изотропная и однородная среда J с абсолютным гравибарическим показателем
ncJ, а со скоростью vq=vncI какой-либо
объект, содержащийся в движущейся среде J. Здесь vJ 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 vqJ и от собственного
(нерелятивистского) значения давления pq=pncI в движущемся веществе
вдоль градиента гравибарической скорости света: ΓxJ=dx’/dxdt=0=ξ(vqJ,pq)[1–(vqJ/cqI)2]–1/2=ξ(vJ,p)[1–(vJ/c)2]–1/2, где: ξ(vqJ=0,pq)≡ξ(vJ=0,p)=1 и ξ(vqJ,pq=pminncI)≡ξ(vJ,pmin)=1,
а pmin – 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: ΓtJ=dtdx’=0/dt=ψ(vqJ,pq,S)[1–(vqJ/cqI)2]–1/2=ψ(vJ,p,S)[1–(vJ/c)2]–1/2, где: ψ(vqJ=0,pq,S)≡ψ(vJ=0,p,S)=1 и ψ(vqJ,pq=pminncI,S)≡ψ(vJ,pmin,S)=1, а S – энтропия.

В ОТО принято, что в
гравитационном поле ΓtJxJcJ=[1–(vJ/vcxm)2]–1/2,
где vcxm – значение координатной скорости света вдоль направления
движения вещества. И, следовательно, ΓtJ
и ΓxJ не
напрямую зависят от энтропии и собственного значения давления p в веществе. К тому же в ОТО ΓcJ одинаково у всех веществ в одной и той же точке пространства.
Таким образом, применительно к ОТО ψ=ξ=[1–(vJ/vcxm)2]–1/2[1–(vJ/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, ΓxJ 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 ΓxJ,
замедление времени ΓtJ
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 ΓtJ 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 ΓtJ
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 nqcJ/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 ΓxJcJ, 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].

 

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.

Полностью статья с формулами и расчетами в формате pdf доступна зарегистрировавшимся пользователям в галерее профиля автора. страница профиля, вкладка "галерея профиля" . для перехода нажмите здесь
для прочтения полного названия файла в галерее наведите курсор на значек папки с надписью PDF


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить