Copyright (C) В.Скоробогатов, 2007
Дополнение. О некоторых понятиях СТО.
При сравнении полученных результатов с теми, что дает нам
теория относительности, вначале попытаемся выяснить, чему
соответствует такое понятие, как событие, в предложенной
модели.
Под событием можно понимать набор параметров (r,t),
необходимых для локализации какого-то объекта в пространстве
и во времени. Здесь r - координаты этого объекта в каком-то
базисе обычного 3-х мерного пространства, которому в модели
соответствует гиперповерхность 4-х мерного ограниченного
многообразия в 4-х мерном евклидовом пространстве. Здесь
предполагается, что это многообразие заполняет все
полупространство z > 0 так, что и его гиперповерхность также
эвклидова. С определением координат на ней проблем нет.
Но как быть со временем? Можем ли мы его измерять, если на этой
гиперповерхности ничего не происходит? Конечно, нет. Должно быть
что-то движущееся. Если это так, то пусть это будет какое-нибудь
тело в том виде, котором предложено выше. Иными словами, пусть
вдоль гиперповерхности ("в мире") движется струна (или нить,
вихрь,линия), касаясь ее только в одной точке, положение которой
r можно определять. Тогда расстояние, которое проходит такое тело,
можно откалибровать и использовать в качестве единиц времени.
При этом удобно использовать часы - устройство, в котором
движение какой-то его детали происходит циклически.
При этом необходимо учесть наклон движущегося тела к
гиперповерхности. Поскольку мы не можем "заглянуть" в 4-е
измерение, можно, конечно, только предположить такой наклон.
Но, если вдоль струны, как это показано выше, бежит световая
волна, то равны треугольники ABC и BCD и, следовательно, наклон
струны равен углу
α = arcsin (V/c).
Такая струна может служить как мерило времени. Поэтому, если мы
захотим ввести в систему координат временную ось, то ее следует
направить не под прямым углом к гиперповерхности, а именно под
углом α в сторону "видимого" движения струны. Проще говоря,
эта ось (нормированная умножением на скорость света c, чтобы
иметь размерность длины) должна быть выбрана вдоль самой струны.
Она не совпадает с осью декартовой системы z. Тогда время,
измеренное по пройденному телом расстоянию вдоль оси x, с помощью
простых действий можно отмерять вдоль этой оси. Это время t,
которое имманентно присутствует с неподвижной системе отсчета при
наличии, конечно, в ней пробного тела.
Соответственно этому, если мы выбираем декартову систему отсчета,
связанную с этой струной, то неизбежно возникает то вращение,
которое опиcано выше. При этом временная ось этой системы ct'
становится направленной нормально к гиперповерхности, т.е идущей
вдоль четвертой оси z. Она также как и в неподвижной системе
направлена под углом α к своей оси x', но уже в обратную
сторону, соответствующей видимому направлению движения.
Именно такая ориентация предполагается для неподвижной струны,
по положению которой подвижный наблюлатель сможет измерять свое
время t'.
Таким образом, можно обосновать появление в ур.(12,13) выражений
типа z - ct' и z'- ct. Мгновенное положение обеих систем отсчета
показано на рис.2. Символом d обозначено сохраняющееся расстояние
при переходе от одной системы к другой. Оно равняется
d = √(x² + (ct')² = √(x'² + (ct)²)
Именно оно соответствует событию СТО. Из его инвариантности
следует инвариантность интервала СТО
s = √((ct)² - x²) = √(ct')² - x'²).
Из сравнения этих величин видно, что действительному интервалу s
("времениподобному") соответствует d, находящиеся ближе к оси ct,
чем к оси x, а мнимому интервалу ("пространственноподобному") -
наоборот. "Световой конус" - это нулевое значение интервала. Его
сечение с плоскостью xz показано на рис.2 точечными линиями. Это
биссектрисы углов между осями x и ct. Угол раствора конуса -
прямой. Для d, лежащих на световом конусе x = ct, т.е. луч света
достигает положения выбранной точки x на гиперплоскости за
время t.
В результате мы имеем простую геометрическую картину, в которой
все величины действительны. "Мнимыми" являются измерения,
проведенные в движущейся системе, поскольку эта система "выпадает"
из того многообразия, которое мы называем средой или эфиром.
Расстояние x' - это расстояние, которое кажется подвижному
наблюдателю, а время t' - время, которое он бы мог измерить, если
бы его система соответствовала положению среды.
Поэтому как это следует из вышесказанного, введение временной оси,
не является необходимым для описания системы отсчета. Во-первых,
ее положение из-за наклона не соответствует декартовой системе
координат. Во-вторых, время здесь рассматривается как независимый
параметр для описания световых волн, распространяющихся вдоль
гиперповерхности среды, и годится лишь для частичного описания
движения физических тел, которым здесь ставится в соответствие
струна, двумерный объект. "Видимое" движение тела в разных
системах отсчета в соответствии с преобразованиями Лоренца
различно.
При этом, конечно, надо сделать существенную оговорку. Поскольку
сам неподвижный наблюдатель на самом деле не может знать (разве
что не используя, может быть, какие-то специальные средства вроде
интерферометра Майкельсона-Морли) движется он или нет относительно
среды, его система отсчета также может не соответствовать
"абсолютной" системе, связанной со средой. Поэтому и его оценки
расстояний и времен могут оказаться "мнимыми", не соответствующими
"истинным" расстояниям и временам, измеренным относительно среды.
При таких измерениях возникает ошибка, подобная той которая
существует при сбивке нуля в измерительных приборах. При малых
скоростях V относительно среды она пропорциональна второй
степени отношения V/c. Например, для скорости Земли вокруг Солнца
40 км/сек, она составит 10-8. Именно такой точностью
должен обладать прибор, чтобы зафиксировать это движение.
Постулаты СТО о инвариантности скорости света и законов механики
во всех инерциальных системах отсчета, как мы видим, для модели
4D-эфира сводятся к постоянству скорости света только в системе
отсчета, связанной со средой, с "эфиром". Можно предположить, что
это постоянство является следствием свойств самой среды.