В статье показываются недостатки специальной теории относительности (СТО) и предлагается другая теория, тоже объясняющая эффекты, возникающие при больших скоростях. Новая теория выводится из предположения о существовании абсолютного пространства и абсолютного времени, которые не образуют между собой четырехмерное пространство-время (ЧМПВ). Показано, что уже из таких, казалось бы, устарелых представлений вытекают все релятивистские эффекты. Получены новые преобразования координат при переходе от одной инерциальной системы отсчета (ИСО) к другой, которые не сводятся к поворотам осей в пространстве Минковского. Утверждается, что из уравнений Максвелла преобразования Лоренца не вытекают, а вытекают именно предложенные в данной работе преобразования.

В данной работе мы не собираемся искать противоречия в специальной теории относительности (СТО), так как она представляет собой, в общем-то, просто математический аппарат, выведенный из соответствующих постулатов. Этот математический аппарат может иметь физический смысл или не иметь, но в нем противоречий конечно нет. Однако в данной работе мы собираемся показать, что именно исходные предпосылки, из которых выводилась СТО, содержат определенные внутренние противоречия и недостатки.

Первым внутренним противоречием СТО на наш взгляд является отрицание существования неподвижного эфира, относительно которого двигаются все материальные тела. На самом же деле в качестве эфира в СТО выступает само абсолютное четырехмерное пространство-время (ЧМПВ). Именно по движению относительно него, мы можем определить, является ли та или иная система отсчета инерциальной или нет. Если бы ЧМПВ не было бы абсолютным, мы бы никогда не смогли бы выяснить, какая система действительно является инерциальной, а какая нет. И в этом случае, например тот же парадокс близнецов был бы неразрешим, так как с точки зрения одной инерциальной системы отсчета (ИСО) вторая не является ИСО и наоборот.

Первый недостаток СТО, в общем-то, несущественен, чего нельзя сказать о втором недостатке. Последний заключается в том, что, объединяя время с пространством в одно целое, нам приходится сразу показать, где все-таки в таком четырехмерном континууме ось времени (точнее световой конус, показывающий все возможные направления времени). В противном случае может оказаться так, что в какой-нибудь ИСО два тела двигаются во времени в противоположном направлении, одно из которых двигается в прошлое.

На наш взгляд время определенным образом характеризует причинно-следственную связь, а цепочка причин и следствий имеет одно направление. Т.е. по своему физическому смыслу время тоже должно иметь одно направление. Этим оно принципиально отличается от пространства, в котором можно двигаться в любом направлении. Поэтому описание всех релятивистских эффектов с помощью единства пространства и времени мы считаем за недостаток СТО.

Наверное, достаточно пока говорить о недостатках СТО. Вопрос в другом: "Можно ли предложить лишенную противоречий альтернативную теорию, которая бы объяснила все релятивистские эффекты"? В последнее время появилось много работ, в которых преобразования Лоренца выводятся из существования эфира и без использования пространства Минковского. Мы же ниже собираемся представить еще одну теорию, однако из нее вытекают другие преобразования координат при переходе от одной ИСО к другой, а не преобразования Лоренца. Преобразования Лоренца мы считаем приближенным вариантом преобразований, полученных в данной работе.

Эта теория основывается на одном постулате, из которого вытекает ряд важных следствий:

Постулат. Все физические объекты вместе взятые являются не более чем текущим состоянием эфира, а последовательность этих состояний, которая количественно характеризуется временем, обуславливается причинно-следственной связью.

Следствие 1. При описании механических явлений (при любых скоростях) эфир можно рассматривать, как трехмерное евклидово пространство. При этом время ни в коей мере не будет образовывать с ним единое четырехмерное пространство-время. Пространство и время не связаны между собой.

Следствие 2. Все математические выражения физических законов одинаковы во всех ИСО, если они соответствующим образом учитывают скорость движения ИСО относительно эфира.

Следствие 3. Скорость распространения света (c) относительно эфира одинакова во всех пространственных направлениях и не зависит от скорости движения его источника. Но в ИСО, движущейся относительно эфира со скоростью v, распространение света подчиняется следующему правилу:

(1)

Выражение (1) верно в любой ИСО, как того требует следствие 2. В частности, если мы используем в качестве ИСО сам неподвижный эфир (v=0), то скорость света будет действительно не зависеть от направления движения. Т.е. именно величина c является фундаментальной постоянной, а v - это всего лишь поправка на движение ИСО относительно эфира.

Выражение (1) возможно сразу будет кому-то резать глаза. Уж настолько все привыкли к тому, что скорость света в любой ИСО равна c. Однако ниже мы покажем, что и без постоянства скорости света в любой ИСО можно описать все релятивистские эффекты.

Теперь, основываясь на вышесказанном, получим выражения для преобразований координат при переходе от одной ИСО к другой. Для этого сначала необходимо определиться, как мы измеряем расстояние и время. Для измерения расстояния, допустим, используется определенный эталон (например, 1м). А измерение времени производится с помощью простейших часов (см. рис. 1): от одного конца стрежня длиной L посылается световой сигнал, как только он достигает другого конца, он возвращается обратно и этот цикл и есть единица времени (например, 1с). Для точности часы располагаются и по оси x (часы 1) и по оси y (часы 2).

Рассмотрим сначала простейший случай - систему, связанную с самим эфиром. Время, за которое световой сигнал дойдет до противоположной точки и вернется обратно, очевидно будет равно:

- для обоих часов.        (2)

Следует отметить, что измеренные таким способом расстояние и время действительно будут соответствовать реальным , так как система покоится относительно эфира. Теперь посмотрим, как выражение (2) изменится, если система движется равномерно прямолинейно по оси x со скоростью v (см. рис. 2):

- для первых часов,        (3)

- для вторых часов,        (4)

где .

Формулы (3) и (4) мы даем без вывода, потому их получить очень просто.

Рис. 1. Часы в системе покоящейся относительно эфира.

Рис. 2. Часы в системе движущейся относительно эфира со скоростью v.

Какой вывод можно сделать исходя из уравнений (3) и (4)? И те, и другие часы отстанут от таких же часов, но покоящихся относительно эфира, но отстанут по-разному. Согласно СТО этот эффект объясняется увеличением длины часов, расположенных вдоль оси x, и замедлением времени согласно следующим уравнениям:

,

,

.        (5)

Уравнения (5) согласно СТО вытекают из преобразований Лоренца:

,

,

,

.      (6)

Однако из уравнений (3) и (4) можно получить бесконечное количество эквивалентных уравнений для изменения пространственных и временных интервалов:

, , ,

(7)

где n - любое действительное число.

Кроме того, преобразования Лоренца подчеркивают единство пространства и времени (поскольку они сводятся к повороту осей x и ct в плоскости x-ct), что противоречит следствию 1. Также они противоречат следствию 2, так как при переходе от одной ИСО ко второй, движущейся относительно первой со скоростью v, преобразования Лоренца не учитывают скорость движения первой ИСО относительно эфира v₀ (это неудивительно, так как сама СТО выводилась из предположения, что эфира нет). Помимо всего сказанного преобразования Лоренца не являются следствием уравнений (7) даже если n=0.5.

Поэтому нами предлагаются несколько иные преобразования, которые по нашему мнению являются прямым следствием уравнений (7). Их можно вывести исходя из следующих соображений.

Рассмотрим две ИСО, движущиеся относительно эфира со скоростями v₁ и v₂ соответственно. Тогда учитывая уравнения (7) можем записать следующим образом преобразования координат при переходе к этим ИСО от системы связанной с эфиром:

, , ,

;

(8)

, , ,

.

(9)

Здесь как видно пространство и время не связаны между собой. Теперь выведем из этих формул переход от первой системы ко второй:

,

,

.  (10)

Поскольку - скорость движения второй ИСО относительно первой, то выражение для можно записать так:

.          (11)

Так как при переходе от системы связанной с эфиром к первой ИСО пространственные и временные интервалы изменились, все скорости также изменились согласно следующему уравнению:

,          (12)

поэтому выражение для окончательно будет иметь следующий вид:

.      (13)

Таким образом, упрощая все выражения и делая необходимые переобозначения, запишем окончательно формулы преобразований координат при переходе от одной ИСО к другой:

, , ,

,

,  (14)

где - скорость движения первоначальной ИСО относительно эфира.

Из этих преобразований видно, что они не сводятся к лоренцовским поворотам в плоскости x-ct, а наоборот доказывают независимость пространства и времени (см. следствие 1). Кроме того, в формулы преобразований входит скорость движения первоначальной ИСО относительно эфира (v₀), что удовлетворяет требованию, предъявляемому следствием 2.

Поскольку при любых значениях n преобразования (14) эквивалентны и принципиально не отличаются, поэтому конечно удобнее всего использовать значение n=0.5. В этом случае преобразования будут иметь следующий вид:

,

,

,

,

,    (15)

Однако даже если мы переходим от системы связанной с эфиром ( v₀=0 ) к системе движущейся относительно него со скоростью v:

,

,

,

,      (16)

преобразования (16), несмотря на некоторое сходство с преобразованиями Лоренца, все-таки будут отличаться.

Теперь скажем пару слов о том, вытекают ли преобразования Лоренца из уравнений электродинамики Максвелла. Поскольку уравнения Максвелла не учитывают движение ИСО относительно эфира, поэтому они верны только для системы связанной с самим эфиром ( v₀=0 ). Конечно, мы понимаем, что скорость движения Земли относительно эфира по всей вероятности на много меньше скорости света, поэтому поправка в уравнениях Максвелла на движение Земли относительно эфира была бы незначительной , но сейчас дело принципа.

Итак, согласно следствию 2 уравнения Максвелла верны только в системе связанной с самим эфиром. А выше было сказано, что для перехода из системы связанной с эфиром к системе движущейся относительно него со скоростью v можно использовать уравнения (16). Лоренцем же для такого перехода были получены уравнения только для преобразования пространственных координат:

,

,

,        (17)

но из сравнения уравнений (16) и (17) сразу видна их идентичность.

Но в том то и дело, что преобразования (16) можно использовать только для перехода из системы связанной с эфиром и нельзя применять в других случаях. Делая вывод из вышесказанного, мы можем сказать одно, что если в уравнения Максвелла включить поправку на движение ИСО относительно эфира, то они будут инвариантны относительно преобразований (14) или (15), а не относительно преобразований Лоренца.

Благодаря тому, что в формулы преобразований (14) входит скорость движения ИСО относительно эфира v₀, некоторые читатели сразу могут сделать вывод, что при использовании их можно определить скорость движения Земли относительно эфира. Однако это не так. Объяснение этому, а также объяснение отрицательного результата опыта Майкельсона - Морли выходит за рамки данной статьи и будет предметом следующей. Кроме того, в ней необходимо будет рассмотреть следствия, вытекающие из преобразований (14).

Отзывы об этой статье просьба присылать по e-mail: chastukhin@mail.ru.