II-1. Искажение информации о длинах, скоростях и зарядах.

 

 

С этой целью рассмотрим попытку измерить длину и скорость стержня, пролетающего мимо нас со скоростью v0 вдоль линейки, которой мы располагаем. Положим также, что мы располагаем и секундомером и что до начала эксперимента длина упомянутого стержня в неподвижном состоянии составляла l0.

Всем понятно, что когда в процессе эксперимента начало движущегося стержня поравняется с началом шкалы неподвижной линейки, то находящийся в том же начале шкалы экспериментатор увидит другой конец стержня не напротив деления l0 линейки, а напротив того деления l1 > l0, изображение которого принес световой луч со скоростью с в тот момент, когда начало стержня поравнялось с началом шкалы линейки, т.е. с запозданием на l1 /c.

Однако за это время дальний конец стержня как раз пролетит путь от l1 до l0, так что l1 - l0 = v0 l1 /c, откуда

l1 = l0 /(1- v0 /c). (11а)

 

Когда же конец стержня поравняется с началом шкалы линейки, то экспериментатор по той же причине увидит его не напротив | l0 |, а напротив | l2 | < | l0 | , т. е.

l2 = l0 /(1+ v0 /c). (11б)

 

Если экспериментатор зафиксировал промежуток времени прохождения стержня мимо начала шкалы линейки от начала до конца, то разделив на (11а) и (11б), он получит v1 = v0 /(1- v0 /с) (12а)

v2 = v0 /(1+ v0 /c). (12б)

 

Таким образом, экспериментатор должен констатировать, что приближающийся стержень выглядит длиннее и быстрее, нежели удаляющийся стержень той же длины.

Точно также при попытке измерить длину неподвижного стержня посредством движущейся линейки экспериментатор при приближении к стержню получит (11б) и (12б), а при удалении от него (11а) и (12а).

Теперь представим, что в процессе измерений движутся оба, т.е. как стержень со скоростью v01, так и экспериментатор навстречу ему со скоростью v02 относительно неподвижной линейки.

В тот момент, когда начало стержня с одной стороны и движущийся с другой стороны вместе со своей линейкой экспериментатор поравняются с началом шкалы неподвижной линейки, экспериментатор на неподвижной линейке, конечно, увидит уже знакомую картину (11а). Однако на своей движущейся линейке он увидит l'1 = l1 /(1 - v02 /c), т. е.

l'1 = l0 /(1 - v01/c)(1 - v02 /c), (13а)

 

поскольку для него отрезок l1 неподвижной линейки как бы движется навстречу ему, неподвижному, со скоростью v02.

Точно также, если в тех же условиях экспериментатор будет наблюдать за уже пролетевшим началом стержня, когда его конец поравняется с началом шкалы неподвижной линейки и экспериментатором, то тот увидит

l'2 = l0 /(l + v01/c)(1 + v02 /c). (13б)

 

Если же стержень и экспериментатор движутся вдоль неподвижной линейки в одном направлении, хотя и с разными скоростями v01 и v02, то для приближения и удаления стержня получится

l''1 = l0 /(1 - v01/c)(1 + v02 /c) (13в)

и l''2 = l0 /(1 + v01/c)(1 - v02 /c).

 

Столкнувшись с такой анизотропией измерений спереди и сзади от себя, которая явно вызвана запаздыванием информации, ибо, будь все эти эффекты исчезли бы, наблюдатель должен выработать некоторую гипотезу относительно свойств симметрии, характерной для физической природы используемых им измерительных приборов.

Так, для электромагнитной и, в частности, оптической природы явлений естественно предположить гармоническую симметрию наблюдаемой анизотропии измерений, поскольку именно гармоническое среднее l1 и l2 из (11а) и (11б) позволяет получить l0 без всяких искажений. Действительно

lгарм.= (2l1l2)/(l1 + l2) = l0 , (14а)

 

где среднее гармоническое lгарм. есть, как известно, обратная величина среднего арифметического (в данном случае - полусуммы) обратных усредняемым величин:

lгарм. = 1/[ (1/l1 + 1/l2)/2] , т.е. (14а). Аналогично для скорости из (12а) и (12б)

vгарм.= (2v1v2)/(v1 + v2) = v0 (14б)

 

Тогда среднее гармоническое для анизотропии измере-ний при обоюдном встречном движении (13а) и (13б) даст для длин

(15а)

а для скоростей

(15б)

 

где если - время прохождения стержня мимо экспериментатора при их обоюдном встречном дви-жении.

Обратим внимание на два фундаментальных обстоятельства. Во-первых, (15б) полностью совпадает со знаменитой формулой сложения скоростей по Эйнштейну, однако если у него она есть следствие трансцендентальной зауми с сокращением длин, замедлением времени и с прочей чепу-хой, то здесь она прозрачно вытекает из закономерных оши-бок измерений вследствие запаздывания информации, а также из способа гармонического усреднения анизотропии этих измерений.

Поэтому когда при равенстве одной из скоростей v01 или v02 скорости с света из (15б) следует то это постоянство скорости света как для неподвижного, так и для движущегося наблюдателя означает не более чем кажущееся экспериментатору явление, связанное как с выбором типа измерительных приборов, так и со способом обработки результатов.

Во-вторых, поскольку (15б) связано с гармоническим усреднением анизотропии измерений скоростей, то эта фор-мула, а следовательно, и формула Эйнштейна не является универсальной, поскольку при ином способе усреднения по-лучаются другие результаты.

Но как бы то ни было, та сторона площадки dS в (10), ко-торая параллельна вектору скорости движения заряда, сог-ласно (11а) и (11б) выглядит различной при приближении к пробному заряду (измерительному прибору) и при удалении от него. Соответственно, и сама площадка выглядит то больше, то меньше.

Но тогда согласно (10) и (2) все поле заряда кажется наблюдателю (пробному заряду) анизотропным, т.е. при приб-лижении и удалении

Е = Е0(1 ± v/с). (16)

 

Но пробный заряд не может подобно Буриданову ослу пребывать в нерешительности, на какое из двух полей (16) ему следует реагировать. Поэтому он, во-первых, реагирует на арифметически среднее поле, которое вытекает из гармонического усреднения длин (и площадей), т.е. на

Е = (Е1 + Е2)/2 = Е0(1 + v/с + 1 - v/с)/2 = Е0, (16а)

 

адекватно в конечном итоге воспринимая информацию о ве-личине заряда.

Однако, во-вторых, в отличие от статики пробный заряд ощущает на себе еще действие вращающего момента сил

(Е2 - Е1)/2 = (v ´ Е0)/с = Вс, (17)

 

где В = (v ´ Е0) /с2 - магнитная индукция, вызванная в среде движением заряда.

Все это означает, что магнитное поле - всего лишь следствие неадекватного отражения средой электрического поля Е0 движущегося заряда, в результате чего появляется ложная дополнительная информация (17), которая выступает как помеха в измерениях, проводимых пробным зарядом, и которая истолковывается им (и нами) как самостоятельное магнитное поле.

Тем не менее, плотность энергии этого поля вещь вполне реальная и составляет

(18)

если подставить (16) в (8б).

В случае одиночного движущегося точечного заряда, его электрическое поле Е0 имеет сферическую симметрию, а магнитное поле В = (v ´ E0)/c2, пропорционально синусу угла между v и E0, так что на самой линии движения оно равно нулю.

Если смотреть на эту картину сбоку, а также сверху или снизу, то изменение Н в зависимости от угла между Е и v выглядит следующим образом (рис.1). где

 

Вся объединенная совокупность линий постоянной напряженности представляет при этом совокупность тороидальных поверхностей.

Из сказанного следует между прочим, что электрическое поле Е0 по сторонам летящего с релятивистскими скоростями электрона не только не обращается в бесконечность, но и вовсе не изменяется (16а) вопреки тому, что наговорили по этому поводу теоретики релятивизма [ 5] и что было подмечено еще в [ 1] .

Обратимся теперь к информационным искажениям ширины (высоты) движущихся с постоянной скоростью тел.

Рассмотрим тело шириной l0, приближающееся к наблю-дателю со скоростью v вдоль оси x .В тот момент, когда те-ло ближним краем достигает наблюдателя, дальний край из-за запаздывания информации покажется ему не достигшим оси y на величину vl/с, где l - расстояние дальнего края тела от наблюдателя l/с тому назад.

Тогда l 2 = l02 + v2l2 /с2, откуда или в символической форме l = l0 /(1 - jv/с). Отсюда с учетом (10) имеем для вектора смещения и напряженности продольного движению поля по разные стороны от наблюдателя

D'1,2 = D0 (1 ± jv/c) и Е'1,2 = Е0 (1 ± jv/c). (19)

 

Усредняя (19) арифметически, наблюдатель получит, во-первых, Е = Е0, т.е. что продольное поле заряда при его дви-жении не изменяется при любой скорости, хотя релятивисты утверждают [ 5] , что оно при скорости света равно ну-лю.

Однако, во-вторых, пробный заряд при движении будет сжиматься с боков под действием сил (Е1 - Е2)/2 = jЕ0v/с.

Если же движутся со скоростями v1 и v2 как источник информации, так и ее приемник (пробный заряд), то, как отмечалось, информация искажается дважды, т.е. сначала движением источника, а затем движением приемника.

Е''1,2 = Е'1,2 (1 ± jv2 /с) = Е0 (1 ± jv1/с)(1 ± jv2/с). (20)

 

В среднем это дает, во-первых, Е''1,2 = Е0 (1 - v1v2 /с2). А, во-вторых, полуразность (20) указывает на то, что наблюдатель испытывает боковое сжатие силой Е0 (v1 - v2)/с, которое не влияет на траекторию его движения, а в случае равенства скоростей оно равно нулю и не может служить индикатором абсолютного движения.

Таким образом движение заряда отражается в среде не только в форме векторного поля В, но и в форме скалярного поля.

Т = vЕ /с2 (21)

 

которое мы будем именовать стрикционным.

Согласно (21) стрикционное поле движущегося точечно-го заряда должно иметь форму, показанную на рис.2, где изоб-ражено изменение Т в зависи-мости от угла между Е и v : причем самое сильное поле оказывается вдоль линии скорости.

При этом линии Т спереди и сзади заряда образуют пары сферических поверхностей.

Плотность энергии стрикционного поля, если подставить (19) в (8б), составляет

(22)

 

что вместе с (18) дает плотность суммарной кинетической энергии поля движения

(23)

 

Интегрируя (23) по всему объему пространства поля, получим кинетическую энергию движущегося электрона

(24)

откуда количество движения электрона составляет

.т.е. что в отличие от классики вполне совпадает с (7).

Это значит, во-первых, что масса электрона все же имеет чисто электрическое происхождение и, во-вторых, что стрикционное поле действительно сводит в электродинами-ке все концы с концами.

Действительно, исходя из стрикционных сил, нетрудно продемонстрировать электрическое происхождение гравитации [ 2] .

Так, для двух стрикционно взаимодействующих на расстоянии r друг от друга движущихся в одном направлении зарядов согласно (20)

тогда как их ньютоновское взаимодействие FН = - Gm1m2/r2, где G - гравитационная постоян-ная. Сравнивая эти силы легко придти к выводу, что FД и FН одно и то же, если только

 

(25)

 

Cогласно (20), если заряды одного знака и скорости согласны, то FД - отрицательна. Если же заряды разных знаков, то для (25) и скорости их должны быть встречны. В противном случае (25)не выполняется.

Вполне вероятно, однако, что совершая какие-то свои медленные движения (дрожания), элементарные частицы одного знака движутся согласно, а частицы разных знаков - встречно, так что для них всегда выполняется (25). Другое дело, что природа этих движений не вполне ясна. Возможно это резонансная прецессия или что-то в этом роде.

Конечно, (25) справедливо и для нейтральных тел, если в качестве q использовать суммарный заряд всех частиц од-ного знака каждого тела.

Теперь, если сравнить (25) и (7) можно выразить G через механические параметры электрона

G = r0v02/m0,

 

а v через квантово-механические параметры

 

где - постоянная Планка, = 137 - постоян-ная тонкой структуры.