Развернутый реферат книги об НРТПВ

РАЗВЕРНУТЫЙ РЕФЕРАТ

Новая релятивистская теория пространства-времени (НРТПВ) дает возможность:

А) Решить проблему грядущего энергетического кризиса, обусловленного исчерпанием на Земле запасов ископаемого топлива (уголь, нефть, газ).
НРТПВ предлагает коммерчески выгодный способ катализа ядерного синтеза электронами с кинетической энергией не выше 200 мегаэлектронвольт (МэВ).

Б) Дать удивительно простое (одной лишь формулой квадратичной зависимости скорости света от скорости инерциальной системы отсчета (ИСО)) объяснение целому ряду астрономических явлений: цефеидам, "новым" звездам, "сверхновым" звездам I и II типа, пульсарам, объекту SS-433, красному смещению спектров далеких звезд, "реликтовому" излучению, парадоксу Ольберса (почему ночью небо темное), вспышкам космических рентгеновских и гамма-лучей.

В) Построить очень простую картину микромира, обеспечивающую:

а) Решение проблемы мюон-электронной универсальности, (см. ниже п. 12. "Изменения в картине микромира, вытекающие из НРТПВ").

б) Доказательство отсутствия в реальной действительности целого ряда элементарных частиц, существование которых сегодня считается экспериментально доказанным (мюонов, пи-мезонов, тау-лептонов, нейтрино и т. д.) (см. ниже п. 12).
Сущность новой релятивистской теории пространства-времени (НРТПВ)

Нобелевский лауреат 1958 года по физике академик Игорь Евгеньевич Тамм на рубеже последней трети двадцатого века в статье "На пороге новой теории" ("Наука и жизнь", 1967, № 1, стр. 7 - 15) писал:
"В последнее время у физиков становится все более явным ощущение, что мы находимся накануне фундаментальной революции в теории, которая приведет к не менее серьезному пересмотру представлений и понятий, чем это было сделано теорией относительности и квантовой теорией".
Новая релятивистская теория пространства- времени (НРТПВ), предлагаемая здесь, и является такой новой фундаментальной теорией.

Сущность новой релятивистской теории пространства-времени состоит в следующем.

1. Новое определение для понятия "время события"

Вместо эйнштейновского определения [3] "Время события - это одновременное с событием показание часов, покоящихся в месте события" предлагается новое определение:

"Время события - это временной промежуток между моментом начала отсчета времени и моментом, в который это событие произошло, равный произведению одновременного с событием показания часов, которые покоятся в месте события и которые в момент начала отсчета времени имели нулевые показания, на продолжительность промежутка времени, являющегося единицей измерения времени для этих часов".

Развитие электронной техники убедительно доказало, что "показание часов", одновременное с событием, не может быть физической величиной, а является всего лишь безразмерным числом. А "время события", как и пространственные координаты события, должно быть физической величиной.

2. Исходный принцип новой релятивистской теории пространства-времени

Cпециальная теория относительности (СТО) Пуанкаре-Лоренца-Эйнштейна-Минковского-Логунова основывается на двух принципах (принципе относительности и принципе независимости скорости света от скорости источника). Исходным принципом НРТПВ является один лишь принцип - принцип относительности [3]:

"Законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от того, к которой из двух движущихся друг относительно друга инерциальных систем отсчета эти изменения состояния относятся",

Принцип независимости скорости света из СТО, гласящий "Каждый луч света движется в "покоящейся" системе координат с определенной скоростью Сo , независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом", в НРТПВ объявлен справедливым только в покоящихся инерциальных системах отсчета (ИСО), а в движущихся ИСО скорость света считается зависящей от скорости движения ИСО по формуле   Сu = (Co^2 + u^2)^1/2,  где Cu - скорость света в движущейся со скоростью  u  ИСО, Co  - скорость света в покоящейся ИСО,  u - галилеевская (изменяющаяся в пределах от нуля до бесконечности) скорость движения одной ИСО относительно другой ИСО:

Но принцип относительности НРТПВ не является в точности эйнштейновским принципом относительности из специальной теории относительности. Согласно НРТПВ все инерциальные системы отсчета (ИСО) равноправны и любую из них можно с одинаковым основанием считать или покоящейся, или движущейся и никакими опытами внутри ИСО невозможно установить, является ли она покоящейся или движущейся. Основное отличие НРТПВ от СТО состоит в том, что движущаяся ИСО не эквивалентна покоящейся ИСО.

3. Уравнения преобразования координат и времени событий от одной инерциальной системы отсчета к другой

В новой релятивистской теории пространства-времени уравнения преобразований координат и времени событий имеют вид:

- Для случая, когда покоящейся считается штрихованная ИСО:

  Co t' = G (Cu t - B x),  x' = G (x - B Cu t),  y' = y,  z' = z,      (Р.1-а) 

  Cu t =  G (Co t' + B x'), x = G (x' + B Co t'), y = y',  z = z'.      (Р.1-b)

- Для случая, когда покоящейся считается нештрихованная ИСО:

    Co t = G (Cu t' + B x'),  x = G(x' + B Cu t'),  y = y',  z = z',      (Р.2-а)

    Co t' = G (Co t - B x),   x' = G(x - B Cu t),  y' = y,  z' = z,      (Р.2-b)

где x, y, z, t - декартовы координаты и время события в не штрихованной инерциальной системе отсчета; x', y', z', t' - декартовы координаты и время этого же события в штрихованной инерциальной системе отсчета, движущейся относительно не штрихованной системы отсчета со скоростью u в направлении положительных значений координаты x, причем t = t ' = 0, когда точка x' = 0 совпадает пространственно с точкой x = 0;
       G = 1/(1 - B^2)^1/2;          (Р.3)
       B = u/Cu;                               (Р.4)
       Cu = Cu (1 +u^2/co^2)^1/2;        (Р.5)

где Cu - скорость света в вакууме движущейся со скоростью  u ИСО, зависящая от скорости движения этой ИСО, Co = 299 792 458 м/с - скорость света в вакууме покоящейся ИСО,  u  - галилеевская (изменяющаяся в пределах от нуля до бесконечности) скорость движения одной ИСО относительно другой ИСО.

Новые преобразования обеспечивают инвариантность четырехмерного интервала  ds

 .  Cu^2dt^2 - dx^2 - dy^2 - dz^2  = Co^2 dt'^2 - dx'^2 - dy'^2 - dz'^2.    (Р.6)

В том, что для правой части выражения (Р.6) метрический тензор (его детерминант g' = -1) является единичным и диагональным (g'_ik = 0 при неодинаковых  i, k = 0, 1, 2, 3;  g'_oo = 1, g'_11 = g'_22 = g'_33 = -1   при одинаковых i, k), сомнений не возникает. Нет никакого сомнения и в том, что метрический тензор левой части выражения (Р.6) является диагональным: g_ik = 0  при неодинаковых i, k = 0, 1, 2, 3 и  g_11 = g_22 = g_33 = -1  при одинаковых i, k. (Р.7)

Доказывается, что для метрического тензора левой части выражения (Р.6) компонента  g_00 = 1.

4. Зависимость скорости света в  ИСО  от скорости движения ИСО

В новой релятивистской теории пространства-времени доказывается, что скорость света в движущейся ИСО  зависит  от скорости движения этой ИСО. Зависимость (Р.5) скорости света от скорости движения ИСО обладает двумя существенными особенностями:

a) При малых (по сравнению со скоростью света) скоростях движения ИСО  зависимость скорости света от скорости ИСО очень незначительная - скорость света зависит от отношения квадрата скорости движения ИСО  к   квадрату скорости света в вакууме в неподвижной ИСО.

(Например, при скорости ИСО 30 км/с скорость света увеличивается только на 1,5 м/c.)

б) Независимость скорости света от направления движения ИСО (удаляется ли ИСО от нас или приближается к нам, в обоих случаях скорость света увеличивается).


5. Нет запрета на движение со скоростью, большей скорости света в вакууме

При новых преобразованиях величина G , определяемая выражениями (Р.3), (Р.4) и (Р.5), не может стать мнимым числом ни при каких значениях скорости u, даже значительно больших скорости света. Действительно, подставляем формулу (Р.5) зависимости скорости света от скорости ИСО в выражение (Р.4). Получим выражение B = u/(Co^2 + u^2)^1/2.  В правой части этого равенства знаменатель   всегда больше числителя u и величина B  никогда не сможет стать не только большей единицы, но она никогда не сможет стать даже равной единице. Поэтому, какой бы большой ни была скорость u, величина  B  всегда остается меньшей единицы, а величина  G из  (Р.3)  всегда остается действительным положительным числом. При этом в новой релятивистской теории пространства-времени на движение со сверхсветовой скоростью нет запрета и со стороны принципа причинности.

6. Отсутствие замедления времени в движущихся ИСО

Согласно первому уравнению преобразований (Р.1-b) для часов, покоящихся в точке x' = 0  покоящейся штрихованной системы отсчета, имеем  t = t', то есть показания всех часов, находящихся во всех точках покоящейся штрихованной системы отсчета, всегда одновременно имеют одинаковые показания, совпадающие с показаниями тех часов нештрихованной системы отсчета, которые в данный момент времени штрихованной ИСО имеют в штрихованной ИСО координату x' = 0 . А это означает, что замедления времени в движущихся системах отсчета нет. Ибо анализ мысленного эксперимента по фотографированию показаний двух часов, одни из которых находятся в точке  x' = 0 штрихованной ИСО, а другие – в любой точке нештрихованной ИСО, с которой точка  x' = 0 в данный момент времени совпадает, показывает, что два одноместных события, одновременные в одной ИСО, будут одновременными и в другой ИСО.

7. Сокращение продольных размеров движущихся тел

В новой теории пространства-времени события, одновременные в одной системе отсчета, не являются одновременными в другой системе отсчета. Вследствие этого длина движущегося тела в направлении его движения при ее измерении из системы отсчета, относительно которой тело движется, оказывается меньшей, чем длина этого же тела, измеренная в системе отсчета, относительно которой тело покоится. Формула зависимости длины движущегося тела от скорости движения тела в новой релятивистской теории пространства-времени имеет вид:

    L = Lo/G = Lo/(1 + u^2/Co^2)^1/2,    (Р.8)

где Lo - длина тела при ее измерении в той системе отсчета, в которой тело покоится; L - длина тела при ее измерении из той системы отсчета, относительно которой это тело движется со скоростью u.

Именно зависимостью (Р.8) длины движущегося тела от скорости его движения физически и обусловлена зависимость (Р.5) скорости света в вакууме от скорости движения ИСО. Ведь именно вследствие зависимости (Р.8) длины тела от его скорости связь между объемами тел в двух движущихся друг относительно друга системах отсчета, определяется формулой:

 W = Wo/G = Wo/(1 + u^2/Co^2)^1/2,       (Р.9)

где Wo - объем тела в той системе отсчета, относительно которой тело покоится;  W - объем тела в той системе отсчета, относительно которой тело движется со скоростью u.

Одна и та же область вакуума вокруг движущегося тела занимает меньший объем в той системе отсчета, относительно которой тело движется, чем в той системе отсчета, относительно которой тело покоится. Вакуум вокруг движущегося тела "уплотняется". А в более плотном вакууме скорость распространения колебаний увеличивается. Этим также объясняется независимость скорости света от того, приближается ли к нам движущаяся ИСО или удаляется от нас, а также зависимость заряда от скорости.

8. Зависимость заряда от скорости - самое парадоксальное следствие НРТПВ

Самым парадоксальным следствием НРТПВ является зависимость величины движущегося заряда от скорости движения заряда (чем с большей скоростью движется заряд, тем меньше величина заряда)

 .   Q = Qo/G = Qo/(1 + u^2/Co^2)^1/2,        (Р.10)

где  Q - величина движущегося заряда; Qo  - величина покоящегося  заряда; u - скорость движения заряда.

Зависимость (Р.10) вытекает из инвариантности уравнений Максвелла относительно новых преобразований координат и времени, из которых получены следующие уравнения преобразования 4-мерного тока (из преобразований (Р.1-а)-(Р.1-b))

Cu Ro = G (Co Ro' + B Jx'),  Jx = G (Jx' + B Co Ro'), Jy = Jy', Jz = Jz',         (Р.11)

где Cu = Co (1 + u^2/Co^2)^1/2;  G = (1 - B^2)^-1/2; B = u/Cu; Ro  и Ro'  - это плотности заряда в нештрихованной (движущейся) и штрихованной (покоящейся) системах отсчета соответственно; Jx, Jy, Jz  и  Jx', Jy', Jz' - это составляющие плотности тока в нештрихованной (движущейся) и штрихованной (покоящейся)  ИСО соответственно (в покоящейся ИСО скорость света равна  Co). Из первого уравнения системы (Р.11) следует, что если в штрихованной ИСО плотность тока равна нулю (если Jx' = 0 ), то плотности зарядов в обеих ИСО одинаковы (Ro = Ro'). Но плотность заряда равна величине заряда, деленной на занимаемый зарядом  объем (Ro = Q/W  и Ro' = Q'/W' , где Q , Q'  - полные заряды  в нештрихованной и штрихованной ИСО соответственно), а объем зависит от скорости по формуле W =Wo/G = Wo/(1 + u^2/Co^2)^1/2 , Wo - объем тела в той системе отсчета, относительно которой тело покоится; W  - объем тела в той системе отсчета, относительно которой тело движется со скоростью u. Вследствие этого мы и имеем формулу (Р.10) зависимости величины заряда от скорости движения ИСО.

9. НРТПВ и экспериментальные факты

В настоящее время считается, что СТО Пуанкаре-Лоренца-Эйнштейна-Минковского-Логунова экспериментально подтверждена и что не существует ни одного эксперимента, противоречащего этой СТО. Поэтому основная трудность при популяризации НТПВ состоит в отыскании таких экспериментальных фактов, которые противоречат СТО и подтверждают НТПВ. В этом направлении можно попытаться найти такие экспериментальные факты, которые фальсифицированы в пользу СТО, а на самом деле они опровергают СТО.

В книге также доказывается:

1) Что ни один из экспериментов по проверке справедливости второго постулата СТО (закона независимости скорости света от скорости источника) не опровергает существования в природе квадратичной зависимости (Р.5).

2) Что астрономические наблюдения подтверждают существование в природе квадратичной зависимости скорости света от скорости ИСО вида (Р.5) (это подтверждается компьютерным моделированием).

3) Что электроны с кинетической энергией, большей 0,22 МэВ, и протоны с кинетической энергией, большей 395 МэВ, движутся со скоростью, большей скорости света в вакууме (частица движется со сверхсветовой скоростью, если ее кинетическая энергия превышает 42% от её энергии покоя). Если это предсказание НРТПВ будет подтверждено экспериментом, то этим же экспериментом СТО будет опровергнута.

4) Что так называемая кратность ускорения ускорителя показывает, во сколько раз скорость частиц, инжектированных в ускоритель элементарных частиц, превышает скорость света в вакууме.