Являясь областью естествознания, физика, как наука об общих законах природы, материи, и её структуре, в своем развитии широко использует математический аппарат, необходимый для их точной формулировки и описания.
Но, иногда, происходит наоборот. Сначала, на кончике пера, получают математические доказательства в соответствии с какой - либо расчётной схемы, и делают соответствующие выводы. А затем, навязывают их как фундаментальные законы материального мира, несмотря на то, что они не находят в нём подтверждения.
Так произошло с формулами и выводами СТО, более ста лет навязываемые социуму. Хотя за это время не вернулся из космического путешествия, с около световой скорости, молодым на Землю ни один астронавт, ни один космический аппарат с громадной массой и деформированными продольными размерами, управляемый массивными приплюснутыми монстрами. Как того требуют признаваемые большинством формулы СТО. Ну а доказательства справедливости формул СТО, якобы имеющиеся в микромире квантовых взаимодействий, малоубедительны.
Вот и Википедия, продолжая навязывать истинность выводов СТО, пишет: - «Новым в релятивистской физике стал постулат постоянства скорости света в вакууме «С» во всех инерциальных системах отсчёта и её независимость от скорости источника и приёмника излучения. Этот постулат противоречит классическому закону сложения скоростей. Принцип и постулат теории относительности позволили вывести законы преобразования физических величин при переходе из одной инерциальной системы отсчёта в другую, отличные от классических».
Но, если не принимать приведённый выше абзац как аксиому, а проанализировать его с точки зрения реальных физических процессов материального мира, то он содержит больше вопросов, чем ответов.
Из постулата следует, что свет распространяется в вакууме, но, при этом, не понятно, как вакуум связан с инерциальной системой отсчёта. Либо ИС двигается относительно неподвижного вакуума, либо прихватив часть вакуума с собой, двигается вместе с ним с одной скоростью. Не уточняя при этом, что в самой ИС об этом прихвате вакуума и совместного с ним движения, никто не сможет ничего сказать. Так как внутри ИС нельзя различить состояние покоя от состояния равномерного прямолинейного движения.
Тогда, в первом случае, постулат должен быть ограничен одной фразой – Скорость света в вакууме равна «С». Во втором случае, свет распространяется в прихваченном вакууме, который внутри ИС считается неподвижным, тоже со скоростью «С», и не должен выходить за её пределы.
Но нет четкого объяснения механизма распространения света, значит каждый имеет право иметь своё мнение по его алгоритму. Вот одно из них.
Свет распространяется в вакууме со скоростью «С», автоматически делая вакуум нулевой системой отсчёта. А так называемый источник света, связанный с движущейся ИС отсчёта, по сути является триггером, по ходу движения последовательно возбуждающим различные точки вакуума, каждая из которых является самостоятельным центром световой сферы, заполняющей объём и распространяющейся во все стороны со скоростью «С». Движущаяся относительно вакуума ИС с приёмником света последовательно достигает различные точки вакуума, и в какой - то момент встречается со световой волной.
Кроме этих непоняток, вызывает сомнения и постулат о постоянстве скорости света «С». Так как всем известно, что свет от костра или фонаря, пройдя небольшое расстояние, гаснет, растворяясь в темноте. Значит, скорость света величина переменная. И, затухая, свет должен уменьшить свою амплитуду, частоту и скорость до нуля. Правда это происходит в воздухе, но, думаю, это произойдёт и в вакууме.
Учитывая неопределённость и сомнения в истинности постулата о постоянстве скорости света в вакууме, нужно более внимательно обратиться к выводу формулы релятивистского сложения скоростей, опубликованный в Википедии. Вывод которой начинается с того, что мудрый учитель, не сомневающийся, что постиг глубочайший смысл СТО, вещает непонятливой аудитории.
- Допустим имеем неподвижную систему отсчёта «К» (XYZ), относительно которой, вдоль оси X, движется систем «К*» (X*Y*Z*) со скоростью V. Внутри этой системы движется точка A со скоростью V1. Требуется найти V2 - скорость точки А, относительно неподвижной системы «К». Известно, что скорость есть производная координат по времени dx*/ dt*, так как в движущихся системах, происходит его замедление, (кто не знает об этом, обратитесь к преобразованиям Лоренца),
Нет смысла приводить дальнейшие выводы формулы релятивистского сложения скоростей и искать в них ошибки. Их там нет. Ошибка, непонимание или умысел были заложены в этот вывод безоговорочным принятием в него формулы замедления времени в движущейся системе отсчёта. Попробуем это показать, анализируя преобразования Лоренца.
Об этих преобразованиях Википедия даёт картинку и пояснения к ней, в которых тоже больше вопросов, чем ответов.
Левая картинка соответствует движению светового сигнала от точки А, к точке В неподвижной системе отсчёта К. Правая картинка соответствует положению движущейся системы координат K* вправо и прохождению информационного светового сигнала от совместной точки А, А* начала координат, до точки В, по ломаной прямой (А -А* - В) уподобляя его резинке постоянно одним концом привязанной к точке А.
Чтобы избежать этого казуса приводится постулат о постоянстве скорости света во всех инерциальных системах отсчета независимо от направления и скорости движения. И, на его основании, принимают неподвижной уже систему отсчёта К*, а систему отсчёта К считают движущейся влево со скоростью V. Меняется геометрия математической абстракции и последующих математических вычислений, в результате которых точка В из неподвижной, превращается в подвижную. То, что инвариантно для математической абстракции (для математических вычислений важна длинна гипотенуза сt*, которая одинакова хоть слева направо, хоть справа налево), то неприемлемо для физического процесса.
Так как по первоначальным условиям, при неподвижной системе К, сферический фронт световой волны, вспыхнув в точке А*, совпадающей с точкой А в начале координат, моментально покидает эту совместную точку в один и тот же момент времени для обеих систем отсчёта. И, распространяясь во все стороны c одинаковой скоростью, в том числе и по оси У, достигает точки В одновременно со световой волной, излученной из точки А неподвижной системы К за время t.
А во втором случае, при неподвижной системе К*, тоже одновременно вспыхнув а совместной точке А, А*, луч света попадает в удаляющуюся точку В по одной гипотенузе, для обеих систем отсчёта за одинаковое время t*.
Два времени, две расчётных схемы, из которых необоснованно взяты половинки для описания непонятно какого процесса прохождения информационных сигналов, дошедших до точки В. Понятно лишь одно, что задержка световых информационных сигналов, при конечной скорости света, всегда в прямой зависимости от длины катета сt и гипотенузы сt*.
Но, реальные события в точках А и А*, а также информационные сигналы о них дошедшие до точки В, не одно и тоже, и между ними нельзя ставить знак равенства. Следовательно, по полученным временным сигналам в точке В нельзя судить о времени между реальными событиями, происходящими в точках А и А*.
В частности, если в точках А и А* установлены одинаковые световые часы, посылающие через 1сек разноцветные импульсы: белый, красный, синий …, то они покажут реальный равный интервал времени между цветными вспышками в обоих системах отсчёта. На эти, уже свершившиеся во времени и пространстве факты (разноцветные вспышки, показывающие одинаковый темп времени в системах К и К*), уже никак не смогут повлиять порождённые ими световые сигналы, с запозданием несущие информацию об их свершении в различные системы отсчёта.
Несмотря на то, что не существует веских аргументов, чтобы считать реальным замедление времени в движущихся системах отсчёта, в соответствии с преобразованиями Лоренца, они, всё же, были использованы для вывода формулы релятивистского сложения скоростей.
Вот эта магическая формула, представленная в иллюстрации, в которой :
V - скорость движущейся инерциальной системы отсчёта;
V1 - скорость тела относительно движущейся инерциальной системы отсчёта;
V2 - скорость тела относительно неподвижной системы отсчёта.
Магическая потому, что она, завораживая всех, заставляет верить в сверхъестественные, не поддающиеся логике, жизненному опыту и здравому смыслу результатам. Которыми якобы доказывается изменение сущности физических процессов при переходе из одной системы отсчёта в другую.
При этом постоянно используются картинки поездов, ракет и соответствующие графики, рассматривающие и поясняющие движение в двух системах отсчета, что возможно только из другой, не связанной с ними системы. Назовем её ментальная система наблюдений.
Тогда и мы предположим, в ментальной системе наблюдений два тела А и В, каждое массой m двигающиеся навстречу друг другу c одинаковой по модулю скоростью v = 0,6с. Неизбежно столкновение, в результате которого выделиться энергия, эквивалентная суммарной кинетической энергии.
W = m v** = 0,36mс**.
Этот же процесс рассмотрим из движущейся системы К*, связанной с телом А. Внутри К* никакими опытами нельзя определить, движется ли она с телом А или находится в состоянии покоя. Поэтому неизбежно столкновение неподвижного по отношению к К* тела А с, мчащимся ему навстречу телом В, со скоростью v = 1,2с. В результате чего выделится энергия эквивалентная.
W = 0,72mc**.
Этот же процесс из неподвижной системы отсчёта К, относительно которой система К*, вместе с телом А, движутся со скорость v = 0,6c. Подставляя значения в формулу, получим, что скорость тела В, в неподвижной системе К, равна 0, Неизбежно столкновение неподвижного тела В, с телом А, двигающимся к нему со скоростью v = 0,6c, с выделением энергии
W = 0,5mv** = 0,18mc**
Один физический процесс и три варианта его математической интерпретации. Причём две последние настойчиво навязывают релятивисты, ссылаясь на то, что ИС инвариантны. Какая из них истинная выбирайте сами.
Далее, предположим, что космическая станция и связанная с ней подвижная система отсчёта К* двигаются со скоростью v = с. Внутри станции находится исследователь, никак не ощущающий и давно забывший, что она летит с такой громадной скоростью. Он с легкостью проходит пять метров по ходу движения станции от стола до пульта управления со скоростью v1 = 6 км. в час и садиться в кресло.
Так как станция имеет скорость, то существует и неподвижная система отсчёта К, относительно которой она определена. Чтобы определить скорость исследователя относительно этой неподвижной системы отсчёта, подставим в формулу исходные значения, и получим его скорость v2 = c. Результат релятивистского сложения скоростей напрочь привязал исследователя к станции (v = v2 = c), не позволяя ему сделать ни одного шага, ни назад, ни вперед, а, следовательно, и дойти до пульта и сесть в кресло. Налицо изменение сущности физического процесса, при переходе из одной системы отсчёта в другую.
В большинстве случаев релятивисты неподвижную систему отсчёта связывают с Землей. Но Земля вращается вокруг своей оси и вокруг Солнца, а солнечная система, вокруг центра Галактики, а вся Вселенная постоянно расширяется. Если определены скорости всех этих движений, следовательно, существуют и соответствующие им системы отсчёта, среди которых наверняка есть и инерциальные. Только, за исключением вакуума, нет никаких неподвижных систем отсчёта, а есть только относительные. В том числе и микромире, в котором множество квантовых взаимодействий и кажущихся хаотичными движений с около световыми скоростями элементарных частиц. Среди которых, всегда найдутся частицы, летящие навстречу друг другу, или летящие в одну сторону, находясь в относительной неподвижности по отношению друг к другу. И всё это многообразие движений инерциальных и неинерциальных систем отсчёта, скоростей, направлений и сложнейших взаимодействий происходит во времени.
Поэтому, исходя из вышеизложенного, очень неубедительно и примитивно выглядит утверждение о замедлении времени в движущейся ИС, по отношению к неподвижной. Учитывая то, что мы не в состоянии осмыслить и оценить весь комплекс сложных взаимодействий в множестве других инерциальных и неинерциальных систем, в которых наверняка участвуют и исследуемые. А время настолько важный и значимый параметр в природе мироздания, участвующий в бесконечном количестве взаимодействий и превращений, что не может быть зависимым лишь от относительной скорости двух систем отсчёта, занимающих в этом многообразии незначительную часть.