Адекватна ли пространственно-временная модель релятивистским движениям материи?

Первое сообщение в теме :

 

Физическая модель считается адекватной, если она в пределах приемлемой точности вполне соответствует проявлениям материальной природы. Одной из наиболее древних моделей является модель пространства, в котором размещаются, движутся, изменяются элементы материи, и времени, как характеристики изменений и движений. За тысячелетия представления о пространственно-временной модели изменялись, уточнялись, совершенствовались методы измерения соответствующих характеристик материи. Наиболее кардинальное изменение произошло в начале XX века, когда была разработана теория относительности.
В настоящее время нет ни одного достоверного экспериментального факта, который бы противоречил общепринятой модели. Это порождает у некоторых исследователей убеждённость в окончательной завершённости её развития. Попытке стимулировать коллективные размышления об обоснованности такого мнения посвящена настоящая тема.
Пока известны лишь две непринципиальные "щербинки" на пространственно-временной модели, которые имеет смысл здесь обсудить. Может быть кто-либо из участников дискуссии найдёт и другие основания для поиска путей совершенстования моделей движения материи.

1. Несмотря на то, что теория относительности безупречно описывает любые инерционные движения материальной точки со скоростями вплоть до скорости света, как в неподвижных, так и в движущихся системах координат используются эталоны длины (метр) и времени (секунда), утверждённые международными соглашениями исключительно для измерений параметров неподвижных объектов. Может быть в следующей модели, которая когда-нибудь придёт на смену пространственно-временной модели, удастся описывать движение параметрами движения, а не параметрами неподвижности.

2. Рассмотрим мысленный эксперимент, в котором релятивистское движение можно характеризовать значениями координат, измеренными в неподвижных системах. Пусть два неподвижных относительно друг друга точечных космических объекта A и B находятся на оси x в точках x_a и x_b сопутствующей им системы координат. Пусть вдоль этой же оси равномерно движется с релятивистской скоростью третий точечный объект C .В момент пролёта им вплотную мимо объекта A происходит мгновенный обмен данными: на объекте A фиксируется значение текущего момента времени t_a на часах объекта C, а на объекте C фиксируется координата x_a.Далее, в момент пролёта объектом C вплотную мимо объекта B, после такого же обмена данными, на B фиксируется текущий момент времени t_b по часам C, а на C фиксируется координата x_b.

В ходе этого мысленного эксперимента получен результат, многократно проверенный в реальных экспериментах с короткоживущими нестабильными элементарными частицами: объект C за короткий промежуток времени (t_b - t_a) пролетел большое расстояние (x_b - x_a). Из теории относительности известно, что никакого парадокса в этом результате нет, так как промежуток времени (t_b - t_a) измеряется в системе координат, сопутствующей объекту C, а расстояние (x_b - x_a) - в системе, сопутствующей A и B. Анализировать результаты рассмотренного эксперимента следует с использованием одной инерциальной системы координат. Любой.

Последнее обстоятельство обоснованно трактуется как проявление относительности пространственно-временных отношений в материальной природе с точки зрения различных наблюдателей. По этому поводу в Физической энциклопедии написано следующее:"Они (промежутки времени и отрезки длины) относительны примерно в том же смысле, в каком относительными... являются суждения наблюдателей об угл. расстоянии, под к-рым они видят одну и ту же пару предметов" (т.2, стр. 608). Инвариантным в этом случае является метрическое расстояние между наблюдаемыми предметами в сопутствующей им системе координат. В теории относительности подобным инвариантом является лоренцев интервал, который не описывает движение точки, а характеризует его одним параметром - длиной 4-вектора в пространстве-времени Минковского. При описании самого движения, всё равно алгебраически или геометрически, получаются качественно разные модели для разных наблюдателей. Наблюдатели в системе A-B объясняют малую величину промежутка времени (t_b - t_a) замедлением хода времени в системе C, но наблюдатель в системе C обоснованно утверждает, что ход его часов не изменился, а объекты A и B с такой большой скоростью пролетели мимо него, что отрезок (x_b - x_a) претерпел лоренцево сокращение.

Может быть, после замены пространственно-временной модели на неизвестную пока модель более высокого ранга, удастся описывать само движение материальной точки, а не то, как оно видится разным наблюдателям. По принципу соответствия результаты различных наблюдателей в этом случае представляли бы собой проекции модели более высокого ранга на системы пространственно-временных координат, сопутствующие наблюдателям. Поиск неизвестной модели более высокого ранга требуется, конечно, не для получения ещё одного описания того, что уже хорошо известно и многократно проверено, а в надежде открыть новые перспективы в изучении движений и изменений материи.

При чём здесь, на каком принебрежимо малом расстоянии пролетает объект С?
Что это меняет в построении теории?

Никакой теории в стартовом сообщении не строится, а рассказывается общеизвестный эксперимент. Понятие "пренебрежимо малое расстояние" введено в описание этого эксперимента, чтобы не учитывать время распространения света от А к С.

Вы берёте с потолка свои утверждения, например а результат эксперимента имеет два равноправных(!) объяснения: либо произошло "лоренцево сокращение" расстояния между А и В, либо произошло "лоренцево замедление" хода часов С.и ждёте, что это можно понять другому.

Это утверждение взято не "с потолка", а из общеизвестной теории преобразований Лоренца. Для начала посмотрите в Википедии популярную статью "Лоренцево сокращение". Если хотите, я могу привести общеизвестные математические выводы из преобразований Лоренца "Лоренцева сокращения" и "Лоренцева замедления". Но лучше смотреть их в учебниках.

Так вот. Не в том ПЛ. ПЛ - это координаты. А ПВ - это не сокращение ни длины, ни времени. Эфир Лорентца, основанный на сокращениях - не прошёл теста экспериментальной физической проверки.

Смысл этих слов мне остался непонятен. ПЛ - это, действительно преобразования координат, в том числе и координат концов стержня, в том числе и временных координат начала и конца промежутка времени. Отсюда все и получают сегодня(!) "Лоренцево сокращение" и "Лоренцево замедление". Непонятно, зачем Вы вспомнили старую гипотезу Лоренца об эфире. Вы бы ещё вспомнили его гипотезу о сокращении межатомных расстгяний.

Да не в том дело, что я вспомнил, а именно в том, что --- нет никаких лоренцевых сокращений. В ТО вообще нет сокращений - в том и разница воззрений.
И "не важно" (как Вы пишете) на КАКОМ расстоянии пролетает С. Вы это понимаете?

Да не в том дело, что я вспомнил, а именно в том, что --- нет никаких лоренцевых сокращений. В ТО вообще нет сокращений - в том и разница воззрений.

Если Вы имеете в виду, что ни одно материальное тело не изменяет свои размеры от того, что кто-то где-то быстро летит, то у нас с Вами нет "разницы воззрений". И материальные часы по этитм глупым причинам не замедляют свой ход. Но пикантность ситуации в том, что все релятивистские эффекты, которые следуют из преобразований Лоренца, абсолютно точно совпадают с тем, что наблюдается в реальных экспериментах. Поискам выхода из этой пикантности и посвящена данная тема.

И "не важно" (как Вы пишете) на КАКОМ расстоянии пролетает С. Вы это понимаете?

Для той математической абстракции, коей являются ПЛ, конечно не важно, на каком расстоянии от А пролетел С. А вот для физика С важно точно определить момет пролёта мимо А. Здесь пролет вплотную позволяет более точно засечь нужный момент времени. Точно так же, реальный исследователь мезонов прикладывает линейку вплотную к треку, чтобы точнее измерить его длину.

А на мой, не проверенный взгляд, всё же есть "разница воззрений":
- У Вас не изменяется размер абсолютно, а у меня не изменяется размер относительно.
- У Вас физик сечёт размер, вплотную касаясь объекта, а у меня много работ в ведущих физических журналах, где я сёк, не касаясь объекта (и другие известные физики пока с такими работами согласны).

на мой, не проверенный взгляд, всё же есть "разница воззрений":

Пока в нашем разговоре видна не разница воззрений, а разница тезаурусов. Но, если у Вас есть отличные от "проверенных" взгляды на преобразования Лоренца, то лучше их обсудить в какой-нибудь другой теме. Эта тема не педагогическая, а исследовательская. В ней предлагается молодому и пытливому читателю искать новые шаги "в незнаемое", опираясь на "знаемое". Отвлекать его внимание на скучные разговоры о разныхвоззрениях нек хотелось бы.
Если Вы здесь откроете тему (или сошлётесь на уже существующую здесь тему), то я с удовольствием буду обсуждать там Ваши воззрения. Но не здесь.

Вопрос: что изменяется в преобразованиях Лорентца в зависимости от расстояния, на котором объект С пролетел относительно объекта А или В?

Вопрос: что изменяется в преобразованиях Лорентца в зависимости от расстояния, на котором объект С пролетел относительно объекта А или В?

Ничего не изменяется.

__________
2 Хворост
У Вас была стёрта квадратная скобка. Поправил.
Зарегистрировались бы? А? Выступаете довольно часто.
В. Привалов.

У Вас была стёрта квадратная скобка. Поправил.
Зарегистрировались бы? А? Выступаете довольно часто.
В. Привалов.

Спасибо за помощь, которую Вы мне оказываете не первый и не второй раз. Ошибки эти я делаю из-за плохого зрения.Регистрация на форуме зрения мне не добавит. Приобрёл бы только возможность самостоятельно исправлять свои ошибки, но регистрации на форумах я по возможности избегаю по причине острой идисинкразии к различногог рода правилам и обязательствам. Регистриуюсь лишь в случаях острой нужды, как это было в Портал ЕН и Астрофоруме.
На вашем форуме такой нужды нет. Постараюсь в дальнейшем (если не буду забывать) проверять теги цитирования с лупой.

А почему тогда такой вывод (?):

В ходе этого мысленного эксперимента получен результат, многократно проверенный в реальных экспериментах с короткоживущими нестабильными элементарными частицами: объект C за короткий промежуток времени (tb - ta) пролетел большое расстояние (xb - xa). Из теории относительности известно, что никакого парадокса в этом результате нет, так как промежуток времени (tb - ta) измеряется в системе координат, сопутствующей объекту C, а расстояние (xb - xa) - в системе, сопутствующей A и B. Анализировать результаты рассмотренного эксперимента следует с использованием одной инерциальной системы координат. Любой.

Кстати, вывод этот противоречит ПЛ. Время и координаты по ПЛ - только свои в своей ИСО и не равны времени и координатам в другой ИСО,

А почему тогда такой вывод (?):
В ходе этого мысленного эксперимента получен результат, многократно проверенный в реальных экспериментах с короткоживущими нестабильными элементарными частицами: объект C за короткий промежуток времени (tb - ta) пролетел большое расстояние (xb - xa). Из теории относительности известно, что никакого парадокса в этом результате нет, так как промежуток времени (tb - ta) измеряется в системе координат, сопутствующей объекту C, а расстояние (xb - xa) - в системе, сопутствующей A и B. Анализировать результаты рассмотренного эксперимента следует с использованием одной инерциальной системы координат. Любой.

Не понял, в чём смысл Вашего недоумения? Вы считаете, что приведнная цитата из моего первого сообщения чему-то противоречит? Объясните.

Кстати, вывод этот противоречит ПЛ.

Никак он не может противоречить ПЛ, т.к. он строго математически выводится из ПЛ.

Время и координаты по ПЛ - только свои в своей ИСО и не равны времени и координатам в другой ИСО,

Преобразования Лоренца потому и называются преобразованиями, что они преобразуют координаты одной ИСО в координаты другой ИСО, конечно в общем случае не равные координатам первой ИСО. Вопреки Вашему утверждению в преобразованиях Лоренца всегда наличествуют штрихованные и нештрихованные координаты, т.е. координаты двух ИСО, а не только своей.

Объясняю.

промежуток времени (tb - ta) измеряется в системе координат, сопутствующей объекту C, а расстояние (xb - xa) - в системе, сопутствующей A и B.

Это противоречит ПЛ

Объясняю. промежуток времени (tb - ta) измеряется в системе координат, сопутствующей объекту C, а расстояние (xb - xa) - в системе, сопутствующей A и B.Это противоречит ПЛ

Прихожу к выводу, что мы третью неделю впустую толчём воду в ступе не только из-за различия тезаурусов, но и из-за неконкретности разговора. Давайте попробуем быть более конкретными.
В процитированной моей фразе только констатируется, что С измерил одно, а А и В - совсем другое и в совсем другой системе координат. Это просто констатация факта. Никто из них не собирался ничего преобразовывать или анализировать. Конкретизируйте, как экспериментальные факты могут противоречить ПЛ? А если бы они просто в носу ковырялись, это бы тоже противоречило ПЛ?
Далее, за процитированной Вами моей фразой в стартовом сообщении идёт следующая фраза:"Анализировать результаты рассмотренного эксперимента следует с использование одной инерцциальной системы координат" Конкретизирую эту фразу. Преобразования Лоренца представляют собой два алгебраических соотношения:
ct` = (ct - xv/c)/sqrt(1 - v<sup>2</sup>/c<sup>2</sup>)
x` = (x - vt)/sqrt(1 - v²/c²).
Они могли бы быть применены к анализу описанного эксперимента. если бы была известна скорость v. Но эту скорость никто не измерял, поэтому соотношения ПЛ к анализу описанного эксперимента не применимы. Конкретизирую: не противоречат, а неприменимы. Даже если бы эта скорость была известна, то из-за отсутствия пространственных измерений в системе координат, сопутствующей объекту С, можно было бы использовать только первое соотношение для преобразования измеренных координат оси времени в систему координат, сопутстсвующую объектам А-В:
ct`<sub>a</sub> = (ct<sub>a</sub> - xv/c)/sqrt(1 - v<sup>2</sup>/c<sup>2</sup>)
ct`_b = (ct_b - xv/c)/sqrt(1 - v²/c²).
Если часы у С в обоих измерениях находились в одной точке сопутствующей ему системе координат, то
c(t`<sub>b</sub> - t`_a) = c(t_b - t_a)/sqrt(1 - v²/c²) .
Величины (t`<sub>b</sub> - t`_a) и (x_b - x_a) отнсятся к одной и тойже системе координат, что позволяет их совместно анализировать. Это конкретно и имелось в виду в процитированной фразе.

Конкретизирую эту фразу. Преобразования Лоренца представляют собой два алгебраических соотношения:
ct` = (ct - xv/c)/sqrt(1 - v2/c2)
x` = (x - vt)/sqrt(1 - v2/c2).
Они могли бы быть применены к анализу описанного эксперимента. если бы была известна скорость v. Но эту скорость никто не измерял, поэтому соотношения ПЛ к анализу описанного эксперимента не применимы.

Конкретезирую. ПЛ - это не есть эти два равенства. Если не известна скорость, то ПЛ не применимы. НО ПЛ применяют именно при известной скорости штрихованной ИСО относительно нештрихованной ИСО

Конкретезирую. ПЛ - это не есть эти два равенства.

Я для того и привёл "эти два равенства", чтобы конкретно сопоставить тезаурусы. Приведите те равенства, которые считаете ПЛ.

Если не известна скорость, то ПЛ не применимы. НО ПЛ применяют именно при известной скорости штрихованной ИСО относительно нештрихованной ИСО

Именно это и написано в процитированной Вами моей фразе: в описанном в стартовом сообщении эксперименте преобразования Лоренца не применимы.Вы от своего утверждения, что

Это противоречит ПЛ

высказанного в сообщении от 09.07.11 10:05, теперь отказались. Тогда в нашем взаимопонимании намечается какой-то прогресс.