Рис. 19
На рис. 19 показана фотография солнечного затмения 31 июля 1981 г., Новосибирская область. На снимке хорошо наблюдается окружающая Солнце корона.
6.3. Рост массы в зависимости от скорости
Представление зависимости массы от скорости занимает особое положение в современной физике. История формирования соотношения между массой и энергией изложена В. В. Чешевым в работе [1], где, в частности, сказано: «Представление о возрастании массы электрона было отчасти инициировано гипотезой эфира. В 1881 году Дж. Дж. Томсон, исходя из теоретических соображений, указал, что «электрически заряженное тело из-за магнитного поля, которое оно вызывает, согласно теории Максвелла, так должно вести себя, как будто его масса увеличивается на некоторую величину, зависящую от его заряда и формы». В дальнейшем Томсон показал, что масса движущегося заряда должна возрастать с возрастанием его движения. Опыты Кауфмана закрепили представление о возрастании массы движущегося электрона» [1, c.117].
Первоначальное, неуверенное предположение Томсона о наблюдаемом «как будто» бы росте массы в настоящее время переросло в уверенность эквивалентности между массой и энергией, закрепленной в известной формуле Е = mc2, где Е — энергия, m — масса. Для нашего же случая существенным является следующее замечание из цитируемой работы: «Результаты экспериментов Кауфмана наводят на мысль, что действие, оказываемое со стороны поля на движущийся заряд, отличается от его же действия на заряд покоящийся» [1, с. 117].
Это явление как будто проявляется при эксплуатации ускорителей заряженных частиц. Но в ускорителях заряженных частиц наблюдается не изменение массы частиц в зависимости от скорости (это наблюдать невозможно), а необъяснимое в современных физических представлениях изменение ускорения заряженных частиц при контролируемых электрическом и магнитном полях.
Из второго закона Ньютона a = F/m, где а — ускорение, F — сила, m — масса, видно, что ускорение зависит и от силы, и от массы. Поэтому более логичным представляется объяснение наблюдаемого ускорения не ростом массы, а результатом изменения сил взаимодействия электрического и магнитного полей с заряженными частицами, движущимися в этих полях.
Изменение сил взаимодействия определяется конечной скоростью распространения возмущения (изменения) напряженности полей. Неизменность сил взаимодействия при движении взаимодействующих тел возможна только в том случае, если скорость распространения возмущения бесконечна.
Рис. 20
Как бы быстро ни был перемещен заряд q в точку К электрического поля напряженностью Е (рис. 20), созданного заряженными пластинами В и Д, положение, показанное на рис. 21, может иметь место только через конечный интервал времени, определяемый скоростью распространения возмущения в поле Е.
Рис. 21
Полагаем, что взаимодействие поля с заряженной частицей в вакууме происходит со скоростью с, скоростью распространения электромагнитного поля, при этом сохраняется равенство импульса силы моменту количества движения. Тогда сила взаимодействия F (v) электрического поля напряженностью Е и частицы, имеющий заряд q и двигающийся в этом поле со скоростью v, будет равна:
где α — угол между векторами напряженности Е и скорости v.
Под воздействием ускоряющего поля возрастает скорость, а вместе с ней кинетическая энергия частицы. При этом происходит определенное изменение конфигурации ускоряющего поля и собственного поля ускоряемой частицы, которое приводит к увеличению ее потенциальной энергии, т. е. переходу потенциальной энергии ускоряющего поля в кинетическую энергию и потенциальную энергию ускоряемого заряда. Полная энергия частицы А, равная qU (U — пройденная разность потенциалов), слагается из ее кинетической энергии — Ek и потенциальной — Еp
Кинетическая энергия ускоряемой частицы ограничена пределом
потенциальная же энергия ускоряемой частицы, возможно предела не имеет, пока не виден. Поэтому полная энергия ускоряемой частицы, несмотря на ограничение скорости, продолжает расти и определяется только пройденной разностью потенциалов. Данный процесс обратим, при взаимодействии разогнанной частицы с тормозящим полем происходит освобождение запасенной энергии.
Сила Лоренца — F (v), действующая на движущийся в магнитном поле заряд, определяется аналогичным образом:
где В — индукция, α — угол между направлениями скорости и индукции. Сила Лоренца направлена перпендикулярно к плоскости, в которой лежат векторы B и v.
6.4. Об инвариантности уравнений Максвелла
Требование инвариантности (неизменности) уравнений Максвелла при описании распространения электромагнитного излучения в системе, относительно которой источник движется с некоторой скоростью, является математической формой выражения постулата с = const.
Уравнения Максвелла, описывающие распространение электромагнитного излучения в инерциально движущихся одна относительно другой системах, при учете закона сложения скоростей для света, в системе, относительно которой источник движется, и в системе, где он покоится, имеют разный вид. Но эти уравнения инвариантны относительно преобразований Галилея, и в таком математическом описании все инерциальные системы отсчета остаются равноправными [17, с. 176-195 (Приложение 1)].
6.5. Ядерная энергетика
Наиболее нелепой легендой о теории относительности является легенда о том, что секретами ядерной энергии человечество не овладело бы без теории относительности.
Чтобы найти здесь истину, напомним основные вехи на пути к цели.
1896 год — открытие А. Беккерелем радиоактивности, самопроизвольного распада ядер.
Пьер и Мари Кюри во Франции, Э. Резерфорд и Ф. Содди в Англии детально изучают радиоактивность и уже к 1903 году находят, что процесс самопроизвольного превращения одних ядер в другие идет с выделением огромного количества энергии.
1932 год — ученик Резерфорда Д. Чадвик открывает нейтрон.
1938 год — О. Ган и Ф. Штрассман осуществляют деление ядер урана под действием бомбардировки нейтронами.
На следующий год Ф. Жолио-Кюри определяет среднее число вылетающих при распаде ядер урана нейтронов и находит принципиальную возможность цепной реакции.
Завершающий этап — запуск ядерного реактора Э. Ферми в 1942 году.
Быть может в данный перечень необходимо включить искусственное превращение ядер, осуществленное в 1919 году Э. Резерфордом, открытие искусственной радиоактивности супругами Ирен и Фредериком Жолио-Кюри в 1934 году и некоторое другое. В нем нет также имен тысяч и тысяч инженеров и технологов, рабочих и рабов урановых рудников и химических перерабатывающих заводов, создававших и базу, и сами ядерные реакторы.
Но в этом перечне нет места Эйнштейну с его теорией — на овладение ядерной энергией они не оказали никакого влияния. Применение в расчетах формулы эквивалентности массы и энергии — не более чем досужие математические упражнения.
Приведенный анализ показывает, что постулаты, заложенные в основу теории относительности, противоречат опытным данным. Парадоксальные же следствия этой теории имеют простое объяснение в понятиях классической физики. Все это обязывает сделать вывод, что теория относительности не является естественно научной теорией.
7. Методологические основы теории относительности
«Следить за вопросами, которые выдвигает новейшая революция в области естествознания, — это задача, без решения которой воинствующий материализм не может быть ни в коем случае ни воинствующим, ни материализмом».
В. И. ЛенинКак отмечалось выше, первый постулат теории относительности не имеет самостоятельного значения, он является логическим следствием второго постулата, при обсуждении методологических оснований которого наиболее существенное значение приобретает сопоставление понятий «абсолютное» и «относительное» движение. А они, в свою очередь, связаны с различными концепциями пространства и времени. Если в классической науке признается объективность пространства и времени, их независимость от познавательных действий наблюдателя, то в релятивистике свойства пространства и времени оказываются зависимыми от позиций наблюдателя. С одной стороны, движение по своей сути и по определению является относительным, т. е. обнаруживает себя в изменении относительного расположения тел во времени. В таком смысле идею относительного движения принимала классическая физика, её методология основывалась на материалистически понятой идее познания объективной реальности. В то же время И. Ньютон использовал представление об абсолютном движении, которое отвергается теорией относительности. Абсолютное движение, как движение относительно абсолютно покоящейся системы отсчета, не обнаружимо из-за отсутствия такой системы. Однако в понятии «абсолютное движение» Ньютона закладывается другое значение. Оно заключается в том, что через понятие абсолютного движения выражается идея объективности движения как природного процесса [1].