Примерно пять лет тому назад, по просьбе моего дяди, я разместил его статью тут, в Хабре, которая содержала аргументы, вызывающие вопросы к теории относительности. Его целью было стимулировать критическое мышление в научном сообществе и получить от него конструктивный отклик или поддержку. К сожалению, комментарии заполнились большим количеством негатива, выраженного в детских высказываниях. Однако, стремясь дать второй шанс, по его же просьбе я снова опубликовал переработанную версию статьи.

Предисловие

Современная физика сделала теорию относительности, квантовую механику и ядерную физику  уделом избранных людей. Эта область науки стала недосягаемой для умов простых людей из-за сложных формулировок и математического формализма, многократно испещренных штрихами и прочими атрибутами высочайшей математики. Один их вид может напугать простого ученика и студента и заставляет восхищаться величием тех людей, которые их придумали. Начали даже поговаривать, что на свете есть только десяток людей, которые полностью знают и понимают теорию относительности!?

Популярная литература, пытающаяся объяснить широкой публике теорию относительности, ограничивается приведением примеров смехотворной простоты, где  роковая прореха закамуфлирована так, что не остается ничего, кроме как верить в правильность их суждений. Так как нет твердой уверенности, что теория относительности верна (не будем их делить ее на ОТО и СТО), релятивисты в каждом удобном случае стараются выдавать малейшие признаки соответствия физических явлений  за доказательство этой теории.  За прошлый век проделан огромный труд, но вкрадывается сомнение, что все впустую. А ведь «воз и ныне там».

Читатель может возразить: «Как же понять, ведь техника развивается, летаем в космос, давно уже пожинаем плоды ядерной энергетики, атомная бомба чудовищной силы имеется и компьютеры, наконец…».

Да, всё это верно: синхрофазотрон, адронный коллайдер, высокие технологии, космическая техника – эти сложнейшие системы - плод человеческого ума и таланта. Создавая их, человечество накопило огромный опыт, способствовавший соответствующему развитию.

Но в фундаментальных отраслях развитие физической науки остается на уровне 20-30 годов прошлого века. Развитие техники обеспечено багажом знаний, накопленных за это время в прикладной области. 

Миниатюризация электроники, обеспечивающая развитие кибернетики ушла в микроскопическую область, что позволило нам иметь маленькие микросхемы, заменяющие аппаратуру, десяток лет назад занимавшую целую комнату. 

А что дала нам теория относительности, квантовая механика и т.д.?  Пока ровным счётом ничего. Мы ещё многого не понимаем как во Вселенной, так и в заатомной областях. А всё началось с банальной ошибки.

Глава 1. Математические начала физического скандала

Наверняка вы слышали об этой теории, на первый взгляд простой и в тоже время таинственной и не всем понятной. Для многих теория относительности недосягаема, удел людей способных судить о высших материях.

Кто думает, что теория относительности – это так просто, скажет: «Ну что там, конечно всё в мире относительно, всё понятно…»

Когда начинаешь обсуждать эту тему, у многих собеседников появляется скучающий взгляд и сразу станет понятно – эта тема для них неактуальна. Не для нашего ума это дело, пусть об этом думают те, которые компетентны, если этой теории уже сто лет, то, наверняка, люди знали, о чём говорили и утверждали. Тем более это творение великого Эйнштейна!

Таким людям приходится сначала объяснить, что такое теория относительности с тем, чтобы потом опровергнуть эту теорию! Задача не из лёгких.

А мало-мальски компетентные люди и слышать не хотят, что эта теория некорректна: - Что вы, сколько учёных на планете вот уже сто лет творят под сенью этого ученья, сколько томов написано, одних нобелевских лауреатов пальцами не сосчитать! Какая там ошибка!

Относят такие суждения к бредням дилетантов. А между тем сам Эйнштейн ведь тоже был дилетантом, по крайней мере, в начале своей деятельности.

После утверждения своей теории, он до конца своей жизни занимался теорией поля, но так и не смог свести концы с концами. В итоге физическая наука превратилась в математическую головоломку, в дебрях которой путаются многие. 

Убеждать их в неправоте задача архиважная и архитрудная.

Свыше ста лет назад в журнале «Annalen Der Phuzik» была опубликована статья «К электродинамике движущихся тел», тогда ещё никому не известного Альберта Эйнштейна, мелкого служащего одного из швейцарских патентных бюро. Он выдвинул сумасшедшую идею. По словам Нильса Бора: «Нет никакого сомнения в этом, что перед нами безумная теория. Вопрос состоит в том, достаточно ли она безумна, чтобы быть правильной».

Эта безумная теория называлась теорией относительности, и через некоторое время она ограничила  правила и законы физической науки, накопленные до неё. 

После выхода этой статьи физики разделились на две группы: противники этой теории оставались «классиками» или сторонниками теории эфира, а сторонники назывались релятивистами. (Релятио – относительность, итал.).

Главной опорой Эйнштейна был физик Лоренц, авторитет которого был непререкаем. Тот самый Лоренц, который залатал брешь в опыте Майкельсона и Морли своим преобразованием,  впоследствии названным его же именем. Теперь релятивистская часть физики никак не может обходиться без этого «преобразования», оно стало главным инструментом релятивистской идеологии, да, именно идеологии, так как они рьяно защищаются, не допуская ни малейшего «инакомыслия». Трудно здравомыслящему человеку согласиться с раздвоением (дуализмом), искривлением (пространства и траектории света) и другими причудами порожденными этой теорией. Неприятие этой теории они в последнее время  стали относить к проблеме психической. (Комментируя, упоминают о весенней или осенней обострениях!). Знакомый прием, не правда ли?  Оособенно для тех, кто успел жить в СССР.

Так и хочется начать разговор на эту тему с анекдота про Ходжу Насреддина.  

Однажды Ходжа Насреддин собрал людей на базарной площади и сказал: 

- Знаете ли вы, что я хочу вам сейчас сказать? 

Толпа ответила: 

- Нет, не знаем.

- Тогда и смысла нет,  вы же всё равно не знаете и знать не будете. 

На другой день Ходжа опять собрал людей и задал тот же вопрос. 

Заинтригованные люди на этот раз дружно кивали головами. 

- Знаем, знаем…

- Тогда зачем тратить слова и время, если вы знаете?! 

Когда Ходжа Насреддин третий раз созвал людей, они хотели обхитрить его и договорились: одна половина будет кричать «Нет», а другая «Да». 

На привычный вопрос Ходжи половина людей кричала «да», другая «нет». 

- Очень хорошо, тогда те, которые знают, объясните тем, кто не знает! – сказал Ходжа Насреддин.

Будем следовать мудрому Ходже Насреддину. Немного людей знающих теорию относительности, но ещё больше людей не очень знающих или только слышавших и даже не слышавших об этой теории. 

Итак, достаточно ли безумна эта теория, чтобы быть правильной? Я скажу, что слишком! Вирус  этой слишком безумной теории был культивирован в лаборатории Эйнштейна-Лоренца и на протяжении вот уже века продолжает поражать физическую науку, покрывая её тело и душу язвами и маразматическими идеями, что она на сегодняшний день не в состоянии объяснить многие явления природы Вселенной. Идея, когда-то якобы служившая развитию физической науки, сегодня стала тормозом.

Теория так обросла мифами об её величии, вознесли её так высоко, что голосов противников снизу почти не слышно. 

Более того, накануне столетия её создания стало известно, что она способна мутации. 

Приведу ответ на моё письмо господина С.Транковского, заведующего отделом физико-математических наук журнала: «Наука и жизнь»: 

- Насколько нам известно, из серьезных физиков никто не сомневается в справедливости теории относительности и квантовой механики. Другое дело, что обе они, возможно, нуждаются в уточнении, подобно тому, как СТО (специальная теория относительности авт.) уточнила механику Ньютона. Сегодня создаётся постэйнштейновая теория гравитации (Н.Рубаков), делаются попытки другой интерпретации квантовомеханических представлений и т.п. (Д.Бом). Но «отменять» их никто не собирается. 

Так что нам, «несерьезным» физикам и физической науке готовится новый удар в виде мутантов вируса СТО штаммов вида ПЭТГ (постэйнштейновая теория гравитации) и ДИКМП (другой интерпретации квантовомеханических представлении) соответственно. 

Общая теория относительности – это Парфенон физики, творение одного зодчего, ….. Но мы не сомневаемся в том, что если когда-нибудь в будущем придется (в соответствии с установленными нами правилами игры) снести этот храм и заменить его невзрачным зданием, эффективность которого окажется больше, то, несомненно, найдется немало энтузиастов совершить такую работу. ( Leon  N Cooper).

По словам Л.Купера все-таки можно, допускается снос этого храма, но оговорка о «Правилах игры» всё же дает нам знать, что они (релятивисты) уверены в правильности СТО, и надо полагать, что постэйнштейновая теория гравитации не выйдет за рамки этих правил. 

Давайте попытаемся теперь выяснить, что же эта за теория относительности, какие же правила игры были установлены ими. 

Всё началось с того, что люди ещё в древние времена начали понимать, что земля круглая, блуждающие звёзды это планеты, и все эти тела вращаются вокруг неведомой точки по небосводу и какая-то сила удерживает их. Позже стало понятно, что движение планет подчиняется законам небесной механики. Открытые Ньютоном законы механики, всемирного тяготения, законы Кеплера и др. широко известны читателю.

И все-таки через что передаются усилия в мировом пространстве? Мы знаем, что механические воздействия передаются через материальные тела (звуковые колебания, механическая вибрация и т.д.).

Опыты Магдебургского губернатора Отто фон-Герике  доказали, что в вакууме звук не распространяется, но он пропускает свет и другие электромагнитные явления. Стоял вопрос: - Посредством чего проходит свет? Тут вспомнили об  эфире, который пронизывает всё на свете. 

Считалось, что к концу XIX века почти все законы физики были открыты. Неподвижный, вездесущий эфир стал точкой опоры всего. Однако всех смущал один опыт - неудачная попытка экспериментальным путем обнаружить эфир. Наука потеряла привычную почву под ногами. Этот опыт проводил американец Майкельсон в содружестве с Морли. К тому времени по астрономическим наблюдениям было известно кроме суточного вращения земли вокруг своей оси, скорость вращения вокруг солнца около 30 км /сек, скорость движения солнечной системы вокруг центра нашей галактики 250 км/сек, а сама галактика тоже движется куда-то с некоторой скоростью.

Майкельсон и Морли собрали установку с интерферометром, устройство и принцип её действия описаны во многих учебниках. Точность измерений и безупречность учета всех побочных явлений были учтены с особой скрупулезностью. Схема интерфеометра и принцип работы взяты из книги Р. Фейнмана, Р. Лэйтона и М.Сэндс «Фейнмановские лекции по физике».

Но обратим внимание на особенности математического аппарата обеспечивающего вычисления. Механизм вычисления очень прост, не выходит за рамки обычной алгебры.

Путь параллельно к движению:

Путь обратный:

Общее же время равно:

Путь перпендикулярно к движению:

с учетом движения туда и обратно:

Нетрудно заметить, сравнивая формулы (1) и (2), что возникает разность во времени: меньше .Остается только точно измерить эту разницу.

Но опыт не дал никакого результата, скорость движения Земли сквозь эфир оказалось невозможно обнаружить!

Результатами опыта были ошарашены все, им казалось, что природа вступила в заговор против человека. Предложенное Лоренцем сокращение длины предметов вдоль направления движения выражаемое формулой казалось фантастическим, но другого решения не было. Эфир не существует, и с этим все смирились. Преобразование Лоренца вошло в науку как основополагающее выражение при релятивистских вычислениях массы, времени, пути и т.д.

Шумиха вокруг результатов этого опыта продолжается до сих пор. Сторонники существования эфира спорят о том, что релятивисты не уделили внимания на факт появления интерференционных колец меньшего смещения от ожидаемого и объясняют это частичным увлечением эфира Землей.

Через 18 лет после проведения опыта в 1905 году появляется статья Эйнштейна, положившая начало новой эры в физике. Хотя биографы Эйнштейна в своих трудах пишут, что опыт Майкельсона и Морли незначительно влиял на его труд, но в это верится с трудом. Я возьму мои слова о его дилетантстве обратно, если его сторонники признают, что Эйнштейн все-таки был знаком с результатами опыта Майкельсона и Морли. Только дилетант мог не знать об этом опыте, ведь в ту пору в среде ученых-физиков эта тема обсуждалась очень широко. Доказательство  теории относительности Эйнштейна не обходится без трактовки результатов этого опыта.

Давайте внимательно проанализируем математическую часть опыта.

Бросается в глаза некорректное использование, вернее отсутствие принципа сложения скоростей. Хотя источник света движется вместе с платформой, не учтена скорость u (скорость системы    источник света - прибор). Ведь им была известна хотя бы скорость движения Земли вокруг Солнца, не говоря об остальных скоростях! Не имея этой скорости вначале, откуда этот луч приобретает её после отражения и прохождения через полупрозрачное зеркало! Законы физики незыблемы, в том числе и закон сложения скоростей.

Поэтому, вернемся к вычислениям Майкельсона и Морли, так как источник света движется вместе с платформой, к скорости света с  мы должны прибавить скорость системы u, иначе нельзя будет объяснить некоторый уклон луча в перпендикулярном направлении.

Путь луча параллельно к движению:

По направлению движения

путь обратный:

время, затраченное лучом туда и обратно:

Время прохождения луча в перпендикулярном направлении:

тогда туда и обратно:

Сравним формулы (3) и (4)

Во времени разницы нет, что и было доказано опытом Майкельсона и Морли.

Зато налицо разница пройденных путей. В перпендикулярном направлении путь луча  длиннее, чем в параллельном: это можно увидеть и по графическому построению.

Для того, чтобы определить, на какую величину путь в перпендикулярном направлении больше, обратимся к вычислениям.

Время прохождения лучей в перпендикулярном и параллельном направлениях:

Так как опыт показал, что времена равны:

Поэтому:

После некоторых преобразовании находим, что:

Это выражение является преобразованием Лоренца. Но он его использовал как сокращение расстояния параллельно к движению в виде:

Но не лучше ли использовать его как удлинение пути в перпендикулярном направлении, которое налицо, чем неправдоподобное сокращение длин движущихся тел. Но напор релятивистов и авторитет Лоренца сделали свое дело. Не учитывать вначале одну из слагаемых уравнения и прикрывать брешь этим преобразованием, а затем на основе этого увести важнейшую науку по кривой, и упорствовать в заблуждении, по крайней мере, безответственно.

Возможно, в свое время Майкельсон и Морли верили в безошибочность своих вычислений, но последующие физики, мне кажется, почувствовали подвох, но поезд, как говорится, ушел, признаваться в ошибке как-то неудобно, да и правильность этой теории трудно проверить. Куда там до световых скоростей!

После Майкельсона и Морли этот опыт был проделан много раз. Видимо, из-за замечания, что источник света движется вместе с прибором, опыт повторили, используя солнечный луч.

Но этот прибор не способен определить скорость Земли в любом раскладе, если даже люди найдут неподвижный источник света!

Предположим, что из такого источника к нам направляется луч со скоростью c , земля удаляется от источника со скоростью u, тогда разница в скоростях составит  c-u.

Повторим вычисления.

В параллельном направлении:

По направлению

Обратно:

В сумме:

В перпендикулярном направлении:

В сумме туда и обратно:

Сравним две времени, по формулам (7) и (8) , они равны.

Значит, прибор был изначально обречен на неудачу.

Но неудача ли это?!

Майкельсон и Морли классическим методом хотели обнаружить эфир. Это было, несомненно, попыткой найти точку опоры. Её обнаружить не удалось. Этим воспользовались релятивисты и вот уже почти век, опыт Майкельсона и Морли служит доказательством правоты теории относительности. Эйнштейн постулировал, что скорость света наивысшая скорость, больше которой не может быть скорости, что свет распространяется одинаковой скоростью во всех координатных системах, независимо от того движется источник света или нет.

Майкельсон и Морли в свое время не обратили внимания на тот факт, что скорость света они изначально приняли не зависящей от того, движется объект или нет, и в результате получили то, из чего начали.

                                  Рис. 2

Хотите разыграть первоклассника. Есть такой незатейливый фокус- задайте ребенку вопрос:

-Сколько будет, если я два раза сосчитаю пальцы на одной руке?

-Десять,- с уверенностью скажет он.

Вы сосчитайте, как указано на рисунке, получится девять.

Если он сообразительный, заметит, что вы мизинца коснулись только один раз, если нет, то будет очень удивлен.

Трактовка опыта Майкельсона и Морли во многом напоминает мне этот фокус.

Неверная трактовка результатов опыта с, несомненно, ошибочным математическим аппаратом привела к тому, что последнее столетие прошло в поисках несуществующих черных дыр, антимиров состоящих из антивеществ и т.д. Странное искривление пространства, попытка навязать время как четвертую координату, вера в существование параллельных миров стали так привычными, что написаны на эту тему много фантастических романов и сняты фильмы.

Нет сомнения, что опыт Майкельсона и Морли является блестящим подтверждением отсутствия эфира, но одновременно он доказал, что скорость света зависит от движения источника. Более того на примере этого же опыта доказано, что скорость луча в перпендикулярном направлении реально превышал скорость света относительно начальной системы координат на величину:

Приведем два постулата Эйнштейна:

1. Никакой эксперимент не может обнаружить абсолютный покой или равномерное движение.

2. Независимо от движения источника свет всегда движется через пустое пространство с одной и той же скоростью с.

Первый постулат, несомненно, верен, он подтверждается опытом Майкельсона и Морли. А что касается второго постулата, можно поспорить, что вернее, воображаемое сокращение пути или вполне наблюдаемое удлинение пути и в связи с этим вполне объяснимое увеличение скорости на вертикальном участке!

Релятивисты проводят прямую аналогию между механическими и электромагнитными волнами. Да, по свойствам волн они аналогичны, но по характеру скоростей распространения они существенно разнятся.

Мы знакомы со шкалой электромагнитных волн еще со школы. Начиная с механических колебаний, все виды электромагнитных волн разложены по шкале по порядку, в зависимости возрастания частот и длин волн.

Все верно, но давайте, разложим волны по скоростям распространения. 

Скорость распространения механических волн характеризуется по формуле:

Где   k - модуль объёмной упругости, p - плотность вещества.

Функция такого рода всегда стремится к бесконечности. Это подтверждается данными таблиц по скорости распространения механических волн. Чем вещество упруже и плотнее, тем выше в нём скорость механических волн.

А скорость распространения электромагнитных волн характеризуется следующей формулой:

где - диэлектрическая и - магнитная проницаемости среды.

Нетрудно заметить, что скорость электромагнитных волн обратно пропорциональна к свойствам среды, что также подтверждается таблицами скорости распространения.

График этой функции характеризуется как стремящийся к бесконечности. Трудно себе представить, что скорость электромагнитных волн не подчинится этой зависимости и оборвется где- то в районе 300000 км/с! Заставить её поступить так может только вирус Лоренца- Эйнштейна.

Скорость электромагнитных волн изначально бесконечна, ограничивает её только присутствие коэффициента запаздывания в виде

Механические волны распространяются в среде вещества посредством передачи воздействия из атомов к атомам, и скорость её распространения зависит от того, как плотно они упакованы и как жестко связаны между собой.

Схематично можно представить эту передачу в виде рисунка (верхняя часть).

По сути дела механические и электромагнитные волны имеют одну природу: механические волны это передача воздействия в микромире, электромагнитные волны это когда воздействуют между собой макротела.

 Ньютон считал, что воздействие сил всемирного тяготения (гравитация) мгновенно, по сути дела так и есть, но необходимо учитывать коэффициент упругости или запаздывания. 

Вся материя во Вселенной имеет между собой связь с момента сотворения Всевышним, и если верен закон сохранения материи, в их ряду нет, и не может быть «новичков».  Таким образом, вся материя  пронизана гравитационной связью повсеместно через иерархию скоплений, и распознано всеми без исключения, и эта связь является первичной, чем любые возмущения. В этом-то свойстве электромагнитных волн и заключается вся особенность, которая не была учтена всеми физиками до сего времени. Скорость электромагнитных волн в среде необходимо рассматривать от обратного, т.е. от бесконечно большой скорости (мгновенной) к самой малой. Полной аналогии с механическими волнами нет, электромагнитные волны- волны другого, высшего порядка.

В спорах с некоторые релятивисты приводят примеры о том, что волна в любой среде имеет постоянную скорость, и подгонять, торопить её никак нельзя. Но простите, вы же сами утверждаете, что эфира нет, его и на самом деле нет, о какой среде тогда идет речь?! 

Возвращаясь к началу разговора необходимо отметить, что опыт поистине замечательный, хотя первоначальной своей цели он не достиг, но положил начало замечательным «открытиям» и правдоподобным «доказательствам». Вот уже век не утихают споры вокруг него, и не уверен, что они скоро закончатся. Слишком много наломано дров…

Ученых физиков, которые тогда отмечали отсутствие здравого смысла, обезоружили, задав тот же вопрос им же. Здравый смысл по-релятивистски - это полное его отсутствие!