Теория относительности. Учебное пособие. Розман Г.А. - 63 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

124
125
ïðèçíàíèè ðåàëüíîñòè ñóùåñòâîâàíèÿ òàêèõ ÷àñòèö ÿâëÿåòñÿ
íàðóøåíèå äëÿ íèõ çàêîíà ïðè÷èííîñòè, êîòîðûé äëÿ íàøåãî äî
ñâåòîâîãî ìèðà ÿâëÿåòñÿ àáñîëþòíûì çàêîíîì ïðèðîäû. È âñå
æå ïðîáëåìà î òàõèîíàõ îáñóæäàåòñÿ è òåîðåòèêàìè, è
ýêñïåðèìåíòàòîðàìè...
Ñîçäàâ â 1905 ãîäó ñïåöèàëüíóþ òåîðèþ îòíîñèòåëüíîñòè,
À. Ýéíøòåéí ïîíèìàë, ÷òî îíà ðàáîòàåò ëèøü ñ îäíèì êëàñ-
ñîì ñèñòåì îòñ÷åòà  èíåðöèàëüíûìè ñèñòåìàìè îòñ÷åòà. Ïî-
ýòîìó ïåðåä íèì âñòàëà çàäà÷à îáîáùèòü ñâîþ òåîðèþ íà
íåèíåðöèàëüíûå ñèñòåìû îòñ÷åòà. ×òî è áûëî èì ñäåëàíî ê 1916
ãîäó.  ýòîé òåîðèè, ïîëó÷èâøåé íàçâàíèå Îáùàÿ òåîðèÿ
îòíîñèòåëüíîñòè, À. Ýéíøòåéí ïîêàçàë, ÷òî ó÷åò ãðà-
âèòàöèîííîãî ïîëÿ ïðèâîäèò ê àíèçîòðîïèè ïðîñòðàíñòâà è
íåîäíîðîäíîñòè âðåìåíè. Âñêîðå îáùàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè
áûëà ïîäòâåðæäåíà ýêñïåðèìåíòàëüíî è â íàñòîÿùåå âðåìÿ
ñ÷èòàåòñÿ ðåëÿòèâèñòñêîé òåîðèåé ïðîñòðàíñòâà, âðåìåíè è
òÿãîòåíèÿ.
Ýêñïåðèìåíò ïîêàçûâàåò, ÷òî âûâîäû ÑÒÎ îñòàþòñÿ âåð-
íûìè è â ìèêðîìèðå âïëîòü äî äîñòèãíóòûõ ðàññòîÿíèé â 10
-15
ì
è ïðîìåæóòêîâ âðåìåíè â 10
-23
ñ. Íî â ìèêðîìèðå äåéñòâóþò èíûå
çàêîíû, ÷åì â ìàêðîìèðå. Äà è ÑÒÎ íå ó÷èòûâàåò êâàíòîâûõ
ñâîéñòâ ìèêðîìèðà. Ïîýòîìó åñòåñòâåííî îæèäàòü, ÷òî íà áîëåå
ãëóáîêèõ óðîâíÿõ, ÷åì 10
-15
ì è 10
-23
ñ, ñïåöèàëüíàÿ òåîðèÿ
îòíîñèòåëüíîñòè, ìîæåò áûòü, íå áóäåò âåðíà. Íî òåîðèè
ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè ìèêðîìèðà ïîêà íå ñóùåñòâóåò. Ìèð æäåò
íîâîãî Ýéíøòåéíà. Âåäü ïðîöåññ ïîçíàíèÿ âå÷åí, ïîçíàíèå
ïðîäîëæàåòñÿ...
ÏÐÈËÎÆÅÍÈß
Ïðèëîæåíèå 1. Ê âûâîäó ôîðìóë Ëîðåíöà.
Äëÿ îáùíîñòè, 2-ÿ è 3-ÿ ôîðìóëû ïðåîáðàçîâàíèÿ çàïèñàíû
òàê:
ó =
β
ó è z=
β
z,
ãäå â ñèëó ýêâèâàëåíòíîñòè íàïðàâëåíèé Îó è Oz ñòîèò îäèí è
òîò æå ìíîæèòåëü
β
. Ðàçðåøèì ýòè âûðàæåíèÿ îòíîñèòåëüíî íå
øòðèõîâàííûõ êîîðäèíàò:
ó=
β
1
ó è z=
β
1
z.
Èç ðàâíîïðàâèÿ ÈÑÎ L è L íåïîñðåäñòâåííî ñëåäóåò, ÷òî
êîýôôèöèåíòû
β
è
β
1
äîëæíû áûòü ðàâíû (èíà÷å îäíó ÈÑÎ
ìîæíî áûëî áû îòëè÷èòü îò äðóãîé ïî èçìåíåíèþ äëèíû
ìàñøòàáà). Íî ýòî âîçìîæíî (ïðè íàøåì âûáîðå íàïðàâëåíèé
îñåé êîîðäèíàò ÈÑÎ Îó è Îz), åñëè êîýôôèöèåíò
β
=1. Ïîýòîìó
ó=ó è z=z.
Ïðèëîæåíèå 2. Íàõîæäåíèå êîýôôèöèåíòîâ
.,,
γδα
Ðåøèì àëãåáðàè÷åñêóþ ñèñòåìó óðàâíåíèé (6.4).
1
222
=
δα
ñ
, (6.4.à)
22222
ccv =
γα
, (6.4.á) (Ï.2.1)
0
22
=+
γδα
cv
. (6.4.â)
Âûðàçèì èç ðàâåíñòâà (6.4.â) êîýôôèöèåíò
:
δ
γ
α
δ
2
2
c
v
=
(Ï.2.2)
è ïîäñòàâèì â óðàâíåíèå (6.4.à):
.1
24
224
2
=
γ
α
α
c
cv
(Ï.2.3)
ïðèçíàíèè ðåàëüíîñòè ñóùåñòâîâàíèÿ òàêèõ ÷àñòèö ÿâëÿåòñÿ                                  ÏÐÈËÎÆÅÍÈß
íàðóøåíèå äëÿ íèõ çàêîíà ïðè÷èííîñòè, êîòîðûé äëÿ íàøåãî “äî
ñâåòîâîãî” ìèðà ÿâëÿåòñÿ àáñîëþòíûì çàêîíîì ïðèðîäû. È âñå                    Ïðèëîæåíèå 1. Ê âûâîäó ôîðìóë Ëîðåíöà.
æå ïðîáëåìà î òàõèîíàõ îáñóæäàåòñÿ è òåîðåòèêàìè, è                     Äëÿ îáùíîñòè, 2-ÿ è 3-ÿ ôîðìóëû ïðåîáðàçîâàíèÿ çàïèñàíû
ýêñïåðèìåíòàòîðàìè...                                            òàê:
     Ñîçäàâ â 1905 ãîäó ñïåöèàëüíóþ òåîðèþ îòíîñèòåëüíîñòè,
À. Ýéíøòåéí ïîíèìàë, ÷òî îíà “ðàáîòàåò” ëèøü ñ îäíèì êëàñ-                              ó’ = β ó è z’= β z,
ñîì ñèñòåì îòñ÷åòà — èíåðöèàëüíûìè ñèñòåìàìè îòñ÷åòà. Ïî-        ãäå â ñèëó ýêâèâàëåíòíîñòè íàïðàâëåíèé Îó è Oz ñòîèò îäèí è
ýòîìó ïåðåä íèì âñòàëà çàäà÷à îáîáùèòü ñâîþ òåîðèþ íà            òîò æå ìíîæèòåëü β . Ðàçðåøèì ýòè âûðàæåíèÿ îòíîñèòåëüíî íå
íåèíåðöèàëüíûå ñèñòåìû îòñ÷åòà. ×òî è áûëî èì ñäåëàíî ê 1916     øòðèõîâàííûõ êîîðäèíàò:
ãîäó.  ýòîé òåîðèè, ïîëó÷èâøåé íàçâàíèå “Îáùàÿ òåîðèÿ                                           1              1
îòíîñèòåëüíîñòè”, À. Ýéíøòåéí ïîêàçàë, ÷òî ó÷åò ãðà-                               ó= β ó’ è z= β z’.
âèòàöèîííîãî ïîëÿ ïðèâîäèò ê àíèçîòðîïèè ïðîñòðàíñòâà è
íåîäíîðîäíîñòè âðåìåíè. Âñêîðå îáùàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè      Èç ðàâíîïðàâèÿ ÈÑÎ L è L’ íåïîñðåäñòâåííî ñëåäóåò, ÷òî
áûëà ïîäòâåðæäåíà ýêñïåðèìåíòàëüíî è â íàñòîÿùåå âðåìÿ                                     1
ñ÷èòàåòñÿ ðåëÿòèâèñòñêîé òåîðèåé ïðîñòðàíñòâà, âðåìåíè è         êîýôôèöèåíòû β è β äîëæíû áûòü ðàâíû (èíà÷å îäíó ÈÑÎ
òÿãîòåíèÿ.                                                       ìîæíî áûëî áû îòëè÷èòü îò äðóãîé ïî èçìåíåíèþ äëèíû
     Ýêñïåðèìåíò ïîêàçûâàåò, ÷òî âûâîäû ÑÒÎ îñòàþòñÿ âåð-        ìàñøòàáà). Íî ýòî âîçìîæíî (ïðè íàøåì âûáîðå íàïðàâëåíèé
íûìè è â ìèêðîìèðå âïëîòü äî äîñòèãíóòûõ ðàññòîÿíèé â 10-15 ì
                                                                 îñåé êîîðäèíàò ÈÑÎ Îó’ è Îz’), åñëè êîýôôèöèåíò β =1. Ïîýòîìó
è ïðîìåæóòêîâ âðåìåíè â 10-23 ñ. Íî â ìèêðîìèðå äåéñòâóþò èíûå
çàêîíû, ÷åì â ìàêðîìèðå. Äà è ÑÒÎ íå ó÷èòûâàåò êâàíòîâûõ                                  ó’=ó è z’=z.
ñâîéñòâ ìèêðîìèðà. Ïîýòîìó åñòåñòâåííî îæèäàòü, ÷òî íà áîëåå
ãëóáîêèõ óðîâíÿõ, ÷åì 10-15 ì è 10 -23 ñ, ñïåöèàëüíàÿ òåîðèÿ             Ïðèëîæåíèå 2. Íàõîæäåíèå êîýôôèöèåíòîâ α , δ , γ .
îòíîñèòåëüíîñòè, ìîæåò áûòü, íå áóäåò âåðíà. Íî òåîðèè                    Ðåøèì àëãåáðàè÷åñêóþ ñèñòåìó óðàâíåíèé (6.4).
ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè ìèêðîìèðà ïîêà íå ñóùåñòâóåò. Ìèð æäåò
íîâîãî Ýéíøòåéíà. Âåäü ïðîöåññ ïîçíàíèÿ âå÷åí, ïîçíàíèå                            α 2 − ñ 2δ 2 = 1 ,                  (6.4.à)
ïðîäîëæàåòñÿ...                                                                    α 2 v 2 − c 2γ 2 = − c 2 ,          (6.4.á) (Ï.2.1)
                                                                                    − α 2 v + c 2γδ = 0 .              (6.4.â)
                                                                        Âûðàçèì èç ðàâåíñòâà (6.4.â) êîýôôèöèåíò δ :
                                                                                          α 2v
                                                                                    δ =                                (Ï.2.2)
                                                                                          c 2γ
                                                                 è ïîäñòàâèì â óðàâíåíèå (6.4.à):
                                                                                           α 4v 2c 2
                                                                                   α2 −              = 1.              (Ï.2.3)
                                                                                            c 4γ 2

124                                                                                                                               125