Быть может, современное положение со взглядом на системы отсчёта учёных вполне устраивает. Но есть потребность – внести здесь некоторую ясность, определиться точнее с понятиями. Относительность движения, относительность скоростей стали с некоторого времени доминантой классической механики, а потом и релятивистской кинематики. Всё, что движется, что имеет скорость, принято называть системой отсчёта. Но инерциальной системой отсчёта (ИСО) называется та, которая движется равномерно и прямолинейно, или покоится. Как принято считать, именно в инерциальной системе отсчёта строго выполняются все три закона механики Ньютона. Говорить о равноправности всех ИСО справедливо. Но! Повторю то, о чём не раз сказано другими и мной прежде: инерциальных систем отсчёта в чистом виде в реальной природе нет и быть не может. Равномерно, прямолинейно, неограниченно во времени движущаяся ИСО может гипотетически существовать только в умозрительных опытах. Возьмите любые устойчивые во времени движения в природе – все они цикличны, замкнуты в эллипс или в круг. Это касается как орбитальных движений планет вокруг центрального тела, так и осевых вращений планет, и гармонических колебаний. Да, все эти движения по-настоящему инерционны, так как движутся за счёт кинетической энергии, полученной ранее. Но эти движения не вечны, рано или поздно энергия их движения будет исчерпана.
Инерция в переводе с латыни означает бездействие. В строгом смысле, понятие «инерциальная система отсчёта» не применимо к тому, что движется под действием силы (двигатель) – машины, поезда, самолёты. О них можно говорить как о движущихся системах отсчёта (ДСО). Они могут ускоряться, замедляться, то есть, менять скорость. ДСО могут стать инерциальными системами на небольшое время, когда выключен двигатель и не включены тормоза, пока трение и сопротивление не исчерпают кинетическую энергию системы (на худой конец – удар, столкновение). Позволю себе привести здесь прежнюю свою формулировку природы инерционного движения: инерционное движение тела («сила инерции») – это постепенный или мгновенный расход остаточной кинетической энергии тела, полученной телом при ускорении. Если кинетическая энергия периодически не добавляется телу, то инерционное движение останавливается. Вот почему нельзя создать вечный двигатель.
Как ни странно, но даже сегодня можно слышать из уст преподавателей школ и вузов такие пассажи о первом законе Ньютона, законе инерции: если выйти в космос далеко от нашей Солнечной системы, и бросить рукой в пространство космоса какое-нибудь тело, то оно будет далее двигаться равномерно, прямолинейно, неограниченно долгое время. Чего на самом деле быть совершенно не может. Тело будет двигаться, сначала и равномерно, и прямолинейно, но потом гравитация скажет своё слово, и движение перестанет быть равномерным и прямолинейным, неограниченным во времени. Во-первых, чтобы выйти нашему учителю за пределы Солнечной системы, наш корабль должен получить третью космическую скорость (16,6 км/с), что не так-то просто. Сразу, с Земли, третью космическую скорость не получить. Для этого ракета должна иметь такую массу горючего, что оторваться от Земли она просто не сможет. При оптимальных условиях пуска космический аппарат может получить лишь 16,2 км/с. Далее аппарат может ускориться только совершая манёвр в сильном гравитационном поле вокруг одной из массивных планет Солнечной системы. Приращение скорости может составить 4 км/с. Во-вторых, даже уйдя далеко от нашей Солнечной системы, мы не сможет уйти из гравитационного поля нашей галактики. Для этого нужно развить скорость 537 км/с, что в 33 раза больше третьей космической. Как видим, даже если наш учитель всё же сумеет выйти за пределы Солнечной системы, и бросить рукой тело в открытый космос, то тело всё равно не уйдёт за пределы нашей галактики, а станет вращаться, как все звёзды, вокруг центра галактики.
А что же не пускает тела далее, в глубины космоса?! Гравитация! Гравитация чего, ведь массивные тела остаются так далеко, что никакое так называемое притяжение массивных тел сюда не достанет?! Если судить по формуле всемирного тяготения Ньютона, то, действительно, сила притяжения между телами убывает пропорционально квадрату расстояния, т. е. очень быстро. Но на деле мы видим, что чем дальше уходит аппарат от массивных тел, тем сила, возвращающая наш космический аппарат, делается всё больше и больше. Это совсем не похоже на притяжение. На самом деле причина гравитации в плотности и давлении среды физического вакуума, которые возрастают по мере удаления от массивного тела. Именно эти плотность и давление среды заставляют все свободные тела двигаться по замкнутым эллиптическим траекториям. Ничто, имеющее массу, в космосе не движется по прямым, только по замкнутым, эллиптическим. Даже не круговым! Круговые эквипотенциальные орбиты неустойчивы, и рано или поздно тела на таких орбитах прекращают существование, сходят с них и врезаются в массивное тело. Эллиптические орбиты устойчивы, потому что представляют собой по сути гармонические колебания, где есть изменение скоростей, где при ускорении тело получает дополнительную кинетическую энергию. Считается, что любое орбитальное вращательное движение тел равноускоренно. Но чтобы движение тела было устойчивым – в любом случае тело должно периодически получать дополнительную энергию, что возможно только при эллиптическом движении, где есть ускорение и торможение, работа давления среды в градиенте плотностей и давлений вокруг массивного тела. Любое массивное тело создаёт вокруг себя в среде физического вакуума градиенты плотностей и давлений среды, разность плотностей и давлений, так сказать – гравитационную яму. Близь поверхности массивного тела этот градиент давлений среды имеет максимальную величину (минимальная величина плотности и давления среды). А в центре массивного тела градиент давлений равен нулю, невесомость. Гравитационные ямы градиентов плотностей и давлений среды физического вакуума есть не только вокруг звёзд и планет, но и вокруг галактик, и скоплений галактик. Я уж не говорю о чёрных дырах, где создаётся такой градиент давлений, разность давлений, что даже свет не может вылететь из окрестностей чёрной дыры. Итожа этот абзац, можно сказать: колоссальные давление и плотность среды физического вакуума, не дающие космическим аппаратам проникать глубоко в космос, и есть то, что сегодня зовётся тёмной энергией и тёмной материей!..
Вот теперь можно поговорить и о самой важной ныне системе отсчёта – скорости света. Вообще-то, в конце 19-го века в опытах Майкельсона-Морли свет привлекался затем, чтобы подтвердить существование эфира, абсолютной системы отсчёта, относительно которой движутся все тела вселенной. Но никакого эфирного ветра найти не удалось, значит, решили учёные, нет и эфира. С чем Анри Пуанкаре и Гендрик Антон Лоренц были не согласны. Эфир есть, полагали они, только опытным путём обнаружить его невозможно. И оказались абсолютно правы! Сегодня ясно, что эфир – не жидкость и не газ, а структура близкая кристаллу, где элементы среды не могут свободно перемещаться в среде, как атомы в газе или жидкости. При движении тёл в нём создаваться эфирный ветер здесь не может. Однако, как у всякой материальной среды, у этой среды есть особенность: энергетические возмущения элементов среды продольной или вихревой формы переносятся в среде с одинаковой скоростью, скоростью света. Распространение света в среде изотропно, с постоянной, неизменной и большой скоростью, что обусловлено структурой и характеристиками среды. Раз эфир не стал абсолютной системой отсчёта, то в Специальной теории относительности А. Эйнштейна (1905 г.) таким абсолютом системы отсчёта стала сама скорость света. Чудеса релятивизма проистекают именно отсюда. Скорость света оказалась мерилом любой другой скорости. Относительность скоростей и подарила миру систему космической навигации. Это стало понятно в 1957 году, когда в Советском Союзе был запущен первый искусственный спутник Земли. Сигналы спутника улавливались на Земле в разных точках, а известная высота спутника над Землёй, известная скорость спутника с учётом эффекта Доплера, известная скорость света давали при подсчёте информацию – где спутник находится над поверхностью планеты. Переверни эту картинку наоборот, и получится нынешняя система космической навигации.
Гравитационные градиентные ямы вокруг массивных тел в Общей теории относительности А. Эйнштейна называются «кривизной пространства-времени». Если знать, что соединение в один континуум пространства и времени есть скорость, то кривизна пространства-времени есть не что иное, как плотность скоростей колебательной динамики среды физического вакуума вокруг массивного тела, иначе, градиент давлений и плотностей среды. Этот градиент давлений и создаётся самим массивным телом, всей суммой волновых полей всех частиц тела. И, соответственно, чем массивней тело – тем глубже градиентная яма, тем больше величина так называемого ускорения свободного падения, что есть на самом деле величина гравитационного вакуумного давления. Орбитальное движение планет по эллиптическим орбитам в этой градиентной яме является в полном смысле колебательным движением, где массивное тело – своя система отсчёта, центр, вокруг которого и совершаются колебания. Колебание невозможно без участия двух сил, противоборствующих между собою. В данном случае имеется равенство двух сил – силы центробежного инерционного равноускоренного орбитального движения и силы гравитационного вакуумного давления. Так как движение планет происходит по эллипсу, то имеет место как ускорение движения (при приближении к массивному телу), так и торможение движения (при удалении от массивного тела). Движение происходит в градиенте давлений среды, в изменяющейся плотности и давлении среды, что и вызывает изменение скорости планеты. В любом колебании, в любом циклическом замкнутом движении есть этот самый центр, система отсчёта, точка покоя, вокруг которой и происходит устойчивая колебательная или вращательная динамика. Это справедливо и для макромира, и для микромира. Даже на квантовом уровне, в продольной колебательной динамике дыхания вакуума, элементы среды физического вакуума колеблются около точки покоя, своей системы отсчёта. В известном смысле среда квантового физического вакуума всё же является абсолютом, системой отсчёта, но лишь для квантовой колебательной динамики, где имеются условные точки покоя, неподвижности.
И ещё. Почему, без учёта сопротивления воздуха, ускорение свободного падения на Земле одинаковое как для лёгких, так и тяжелых тел? Яма «кривизны пространства-времени», искажение геометрии пространства, как было сказано, есть не что иное, как градиентная яма давлений и плотностей среды физического вакуума вокруг массивного тела, разность плотностей и давлений среды. Именно эта разность плотностей и давлений даёт одинаковое ускорение пробным телам, попавшим в этот градиент давлений. На Земле величина гравитационного вакуумного давления ускоряет тела на одинаковую величину: g = 9,8 м/сс. На Луне величина g в 6 раз меньше. Величина g с удалением от поверхности Земли постепенно убывает. Точно также она убывает и при приближении к центру Земли. А в центре Земли величина g = 0, невесомость. А. Эйнштейн в Общей теории относительности, введя вместо «силы притяжения» ускоренную систему отсчёта, в сущности, ввёл градиент давлений и плотностей среды вокруг массивного тела, их разность. А градиент давлений и плотностей среды и создаёт силу. Как ни крути, а от силы нам никуда не уйти! Величина ускорения свободного падения не зависит от количества протонов в «тяготеющем» теле, его инерционной массы, а лишь от градиента плотностей и давлений среды, плотности скоростей динамики среды вокруг массивного тела.
У нас до сих пор в науке принято считать, что для распространения так называемых электромагнитных волн среда не нужна, волны распространяются в пустоте. Об этом можно услышать и в средней школе, и в вузе. Хотя давно уже в научном обиходе существует представление о физическом вакууме, как материальной среде со сложной многослойной структурой. И эти представления основаны на физическом опыте, эксперименте. Т. е. волны, рождаемые ускоренными взаимодействующими зарядами, идут не в пустоте, а в материальной среде. Так что среда физического вакуума и есть система отсчёта распространения в ней возмущений разного рода (волновых, вихревых) с постоянной скоростью. Изотропность, постоянство и величина скорости света обусловлены структурностью среды. Магнитное поле, электромагнитная волна – не инородны среде, а есть вихревая динамика среды, которая легко обнаруживаема при взаимодействии постоянных и электрических магнитов, проводников с токами, приёмниками сигналов. Так называемые электромагнитные волны всегда рождаются вращающимися или взаимодействующими диполями. Ось вращения диполя или взаимодействия противоположных зарядов – это тоже система отсчёта. Отсюда начинается распространение волнового возмущения, несущего энергию.
Заодно здесь хочется сделать одно пояснение, касающееся природа так называемой электромагнитной волны. По Максвеллу: изменяющееся магнитное поле создаёт электрическое, а электрическое (?) – магнитное. По логике, чтобы создалось магнитное поле – электрическое поле тоже должно быть изменяющимся. Но изменяющееся электрическое поле может быть только в проводнике, где движутся (колеблются) заряды. В ушедшей от проводника с переменным током эл. маг. волне зарядов нет. Что тут, в волне, изменяет электрическое поле, как, впрочем, и магнитное? Вопрос без ответа... А дело в том, что в ушедшей от проводника волне эл. маг. возмущения никто никого взаимно не порождает! Волны уходят от источника в среду физ. вакуума как переменные магнитные вихри левого и правого винта... Их переменная вихревая структура сохраняется на всём протяжении своего пути, пока волны не потеряют свою энергию. Повторяю, источником эл. маг. волн могут быть только вращающиеся или взаимодействующие диполи! Взаимодействие диполей есть и в акте аннигиляции электронов левого и правого спина... Недавно прочёл хорошую шутку: встречаются два энергичных фотона; преобразились в электрон-позитронную пару; поболтали немножко, обнялись и разлетелись фотонами в разные стороны...