Vitendawili vya nadharia maalum ya uhusiano. Vitendawili vya nadharia ya uhusiano

Vitendawili vya kufikirika vya SRT. Kitendawili pacha

Bado kuna mijadala mingi juu ya kitendawili hiki kwenye fasihi na kwenye mtandao. Masuluhisho mengi (maelezo) yake yamependekezwa na yanaendelea kupendekezwa, ambayo mahitimisho yanatolewa kuhusu kutokosea kwa STR na uwongo wake. Kwa mara ya kwanza, nadharia ambayo ilitumika kama msingi wa uundaji wa kitendawili ilisemwa na Einstein katika kitabu chake. kazi ya mbegu kulingana na nadharia maalum (ya faragha) ya uhusiano "Kwenye nguvu ya umeme ya miili inayosonga" mnamo 1905:

"Ikiwa kuna saa mbili zinazoendesha kwa usawa kwenye sehemu A na tunasogeza moja kwenye mkondo uliofungwa na kasi ya mara kwa mara hadi zitakaporudi kwa A (...), basi saa hizi, zikifika A, zitabaki nyuma kwa kulinganisha na saa zilizobaki bila kutikisika...”

Baadaye nadharia hii ilipokea majina yake mwenyewe: "kitendawili cha saa", "Kitendawili cha Langevin" na "kitendawili pacha". Jina la mwisho lilikwama, na siku hizi uundaji huo haupatikani mara nyingi na saa, lakini kwa mapacha na ndege za anga: ikiwa mmoja wa mapacha anaruka kwenye meli ya nyota kwenda kwenye nyota, basi anaporudi anageuka kuwa mdogo kuliko ndugu yake ambaye. alibakia Duniani.

Inayojadiliwa sana mara kwa mara ni nadharia nyingine, iliyoundwa na Einstein katika kazi hiyo hiyo na mara baada ya ya kwanza, juu ya kudorora kwa saa kwenye ikweta kutoka kwa saa kwenye nguzo ya Dunia. Maana za nadharia zote mbili zinapatana:

“... saa iliyo na sawazisha ikweta ya dunia, inapaswa kwenda polepole kwa kiasi fulani kuliko saa ile ile iliyowekwa kwenye nguzo, lakini iwekwe katika hali zilezile.”

Kwa mtazamo wa kwanza, taarifa hii inaweza kuonekana kuwa ya ajabu, kwa sababu umbali kati ya saa ni mara kwa mara na hakuna kasi ya jamaa kati yao. Lakini kwa kweli, mabadiliko katika kasi ya saa huathiriwa na kasi ya papo hapo, ambayo, ingawa inabadilisha mwelekeo wake mara kwa mara (kasi ya tangential ya ikweta), lakini kwa jumla hutoa bakia inayotarajiwa ya saa.

Kitendawili, utata unaoonekana katika utabiri wa nadharia ya uhusiano, hutokea ikiwa pacha anayesonga anazingatiwa kuwa ndiye aliyebaki Duniani. Katika hali hii, pacha ambaye sasa ameruka angani ategemee kuwa kaka aliyebaki Duniani atakuwa mdogo kuliko yeye. Ni sawa na saa: kutoka kwa mtazamo wa saa kwenye ikweta, saa kwenye pole inapaswa kuzingatiwa kusonga. Kwa hivyo, utata unatokea: ni yupi kati ya mapacha atakuwa mdogo? Ni saa gani itaonyesha muda na kuchelewa?

Mara nyingi, maelezo rahisi kawaida hutolewa kwa kitendawili: mifumo miwili ya kumbukumbu inayozingatiwa sio sawa. Pacha aliyeruka angani hakuwa kila mara katika mfumo wa marejeleo ajizi wakati wa kuruka kwake; kwa wakati huu hawezi kutumia milinganyo ya Lorentz. Ni sawa na saa.

Kwa hivyo hitimisho linapaswa kutolewa: "kitendawili cha saa" hakiwezi kutengenezwa kwa usahihi katika STR; nadharia maalum haifanyi ubashiri mbili za kipekee. Suluhisho kamili Shida ilipatikana baada ya kuunda nadharia ya jumla ya uhusiano, ambayo ilisuluhisha shida haswa na ilionyesha kuwa, kwa kweli, katika kesi zilizoelezewa, saa zinazosonga ziko nyuma: saa ya pacha inayoondoka na saa kwenye ikweta. Kwa hivyo, "kitendawili cha mapacha" na saa ni shida ya kawaida katika nadharia ya uhusiano.

Tatizo la ucheleweshaji wa saa kwenye ikweta

Tunategemea ufafanuzi wa dhana ya "kitendawili" katika mantiki kama ukinzani unaotokana na hoja za kimantiki zilizo sahihi, na kusababisha hitimisho linalokinzana (Enciplopedic Dictionary), au kama taarifa mbili zinazopingana, kwa kila moja ambayo kuna hoja zenye kusadikisha ( Kamusi ya kimantiki) Kutoka kwa nafasi hii, "mapacha, saa, kitendawili cha Langevin" sio kitendawili, kwani hakuna utabiri wa nadharia mbili za kipekee.

Kwanza, hebu tuonyeshe kwamba nadharia katika kazi ya Einstein kuhusu saa kwenye ikweta inalingana kabisa na nadharia juu ya bakia ya saa zinazosonga. Takwimu inaonyesha kawaida (mtazamo wa juu) saa kwenye pole T1 na saa kwenye ikweta T2. Tunaona kwamba umbali kati ya saa haujabadilika, ambayo ni, kati yao, inaonekana, hakuna kasi ya jamaa ambayo inaweza kubadilishwa kuwa hesabu za Lorentz. Walakini, wacha tuongeze saa ya tatu T3. Ziko kwenye nguzo ya ISO, kama saa ya T1, na kwa hivyo huendesha nao kwa usawa. Lakini sasa tunaona kwamba saa T2 ina kasi ya jamaa kwa heshima na saa T3: mwanzoni, saa T2 iko karibu na saa T3, kisha inaondoka na inakaribia tena. Kwa hivyo, kutoka kwa mtazamo wa saa ya T3, saa ya kusonga T2 inachelewa:

Mtini.1 Saa inayosonga kwenye duara inabaki nyuma ya saa iliyoko katikati ya duara. Hii inakuwa dhahiri zaidi ikiwa unaongeza saa za stationary karibu na trajectory ya zinazosonga.

Kwa hiyo, saa T2 pia iko nyuma ya saa T1. Hebu sasa tusogeze saa T3 karibu sana na trajectory T2 kwamba wakati fulani wakati wa kuanzia Baada ya muda watakuwa karibu. Katika kesi hii, tunapata toleo la kawaida la kitendawili cha mapacha. Katika takwimu ifuatayo tunaona kwamba mwanzoni saa T2 na T3 zilikuwa kwenye hatua moja, basi saa za ikweta T2 zilianza kuondoka kutoka kwa saa T3 na baada ya muda kurudi kwenye mahali pa kuanzia pamoja na curve iliyofungwa:

Mtini.2. Saa T2 inayosonga kwenye mduara kwanza iko karibu na saa ya T3, kisha inaondoka na baada ya muda inawakaribia tena.

Hii inaendana kikamilifu na uundaji wa nadharia ya kwanza kuhusu ucheleweshaji wa saa, ambayo ilitumika kama msingi wa "kitendawili pacha." Lakini saa T1 na T3 ni sawa, kwa hivyo, saa T2 pia iko nyuma ya saa T1. Kwa hivyo, nadharia zote mbili kutoka kwa kazi ya Einstein zinaweza kutumika kwa usawa kama msingi wa uundaji wa "kitendawili pacha".

Kiasi cha lagi ya saa katika kesi hii imedhamiriwa na hesabu ya Lorentz, ambayo lazima tubadilishe kasi ya tangential ya saa inayosonga. Hakika, katika kila hatua ya trajectory, saa T2 ina kasi ambayo ni sawa kwa ukubwa, lakini tofauti katika mwelekeo:

Mtini.3 Saa inayosonga ina mwelekeo unaobadilika wa kasi.

Je, kasi hizi tofauti zinaingiaje kwenye mlinganyo? Rahisi sana. Wacha tuweke saa yetu maalum katika kila sehemu ya trajectory ya saa T2. Saa hizi zote mpya zimesawazishwa na saa T1 na T3, kwa kuwa zote ziko katika ISO iliyosawazishwa. Saa T2, kila wakati inapopita kwa saa inayolingana, hupata hali ya kuchelewa inayosababishwa na kasi ya jamaa kupita saa hizi. Wakati wa muda wa papo hapo kulingana na saa hii, saa T2 pia itabaki nyuma kwa muda mdogo papo hapo, ambao unaweza kukokotwa kwa kutumia mlinganyo wa Lorentz. Hapa na zaidi tutatumia nukuu sawa kwa saa na usomaji wake:

Ni dhahiri kwamba kikomo cha juu ujumuishaji ni usomaji wa saa T3 wakati saa T2 na T3 zinakutana tena. Kama unaweza kuona, usomaji wa saa ya T2< T3 = T1 = T. Лоренцев множитель мы выносим из-под знака интеграла, поскольку он является константой для всех часов. Введённое множество часов можно рассматривать как одни часы - «распределённые в пространстве часы». Это «пространство часов», в котором часы в каждой точке пространства идут синхронно и обязательно некоторые из них находятся рядом с движущимся объектом, с которым эти часы имеют строго определённое относительное (инерциальное) движение.

Kama tunavyoona, suluhisho limepatikana ambalo linalingana kabisa na suluhisho la thesis ya kwanza (hadi idadi ya maagizo ya nne na ya juu). Kwa sababu hii, majadiliano yafuatayo yanaweza kuzingatiwa kutumika kwa aina zote za uundaji wa "kitendawili pacha".

Tofauti juu ya mada ya "kitendawili pacha"

Kitendawili cha saa, kama ilivyoonyeshwa hapo juu, inamaanisha kuwa uhusiano maalum unaonekana kutoa utabiri mbili zinazokinzana. Hakika, kama tulivyohesabu hivi punde, saa inayozunguka mduara iko nyuma ya saa iliyo katikati ya duara. Lakini saa T2, inayosonga kwenye duara, ina kila sababu ya kudai kuwa iko katikati ya duara ambayo saa ya T1 inasonga.

Equation ya trajectory ya saa ya kusonga T2 kutoka kwa mtazamo wa saa ya stationary T1:

x, y - kuratibu za saa ya kusonga T2 katika mfumo wa kumbukumbu wa wale waliosimama;

R ni radius ya mduara iliyoelezwa na saa ya kusonga T2.

Kwa wazi, kutoka kwa mtazamo wa saa ya kusonga T2, umbali kati yake na saa ya stationary T1 pia ni sawa na R wakati wowote. Lakini inajulikana kuwa locus pointi kwa usawa kutoka kwa moja fulani ni duara. Kwa hivyo, katika sura ya marejeleo ya saa inayosonga T2, saa ya T1 inawazunguka kwa duara:

x 1 2 + y 1 2 = R 2

x 1, y 1 - kuratibu za saa ya stationary T1 katika sura ya kusonga ya kumbukumbu;

R ni radius ya duara iliyoelezewa na saa ya T1.

Mtini.4 Kutoka kwa mtazamo wa saa ya kusonga T2, saa ya stationary T1 inawazunguka kwenye mduara.

Na hii, kwa upande wake, inamaanisha kwamba kutoka kwa mtazamo wa nadharia maalum ya uhusiano, saa inapaswa kubaki katika kesi hii pia. Kwa wazi, katika kesi hii, ni kinyume chake: T2> T3 = T. Inabadilika kuwa kwa kweli nadharia maalum ya uhusiano hufanya utabiri wa kipekee wa pande zote T2> T3 na T2.< T3? И это действительно так, если не принять во внимание, что теор ия была создана для инерциальных систем отсчета. Здесь же движущиеся часы Т2 не находятся в инерциальной системе. Само по себе это не запрет, а лишь указание на необходимость учесть это обстоятельство. И это обстоятельство разъясняет общая теор ия относительности . Применять его или нет, можно определить uzoefu rahisi. Katika mfumo wa marejeleo usio na usawa, miili haifanyiwi kazi na nguvu zozote za nje. Katika mfumo usio wa inertial na kwa mujibu wa kanuni ya usawa wa nadharia ya jumla ya uhusiano, nguvu ya inertia au mvuto hufanya juu ya miili yote. Kwa hiyo, pendulum ndani yake itapotoka, miili yote huru itaelekea kuhamia mwelekeo mmoja.

Jaribio kama hilo karibu na saa ya stationary T1 itatoa matokeo mabaya, uzani utazingatiwa. Lakini karibu na saa T2 inayosonga kwenye mduara, nguvu itachukua hatua kwa miili yote, ikijaribu kuwatupa mbali na saa ya stationary. Sisi, bila shaka, tunaamini kwamba hakuna miili mingine ya mvuto karibu. Kwa kuongeza, saa ya T2 inayotembea kwenye mduara haizunguki yenyewe, yaani, haina kusonga kwa njia sawa na Mwezi unaozunguka Dunia, ambayo daima inakabiliwa na upande mmoja. Waangalizi walio karibu na saa T1 na T2 katika fremu zao za marejeleo wataona kitu kwa ukomo kutoka kwao kila mara kwa pembe moja.

Kwa hivyo, mtazamaji anayetembea na saa T2 lazima azingatie ukweli wa kutokuwa na usawa wa sura yake ya kumbukumbu kwa mujibu wa masharti ya nadharia ya jumla ya uhusiano. Masharti haya yanasema kwamba saa katika uwanja wa mvuto au katika uwanja sawa wa inertia hupunguza kasi. Kwa hivyo, kuhusu stationary (kulingana na hali ya majaribio) saa T1, lazima akubali kwamba saa hii iko kwenye uwanja wa mvuto wa kiwango cha chini, kwa hivyo huenda haraka kuliko yake na marekebisho ya mvuto yanapaswa kuongezwa kwa usomaji wake unaotarajiwa. .

Kinyume chake, mtazamaji karibu na saa ya stationary T1 inasema kwamba saa ya kusonga T2 iko kwenye uwanja wa mvuto wa inertial, kwa hiyo huenda polepole na marekebisho ya mvuto yanapaswa kuondolewa kutoka kwa usomaji wake unaotarajiwa.

Kama tunavyoona, maoni ya waangalizi wote wawili yaliendana kabisa kwamba saa T2, ikisonga kwa maana ya asili, itabaki nyuma. Kwa hivyo, nadharia maalum ya uhusiano katika tafsiri yake "iliyopanuliwa" hufanya utabiri mbili thabiti, ambao hautoi sababu zozote za kutangaza vitendawili. Hii ni kazi ya kawaida ambayo ina kabisa suluhisho maalum. Kitendawili katika SRT hutokea tu ikiwa masharti yake yanatumika kwa kitu ambacho sio lengo la nadharia maalum ya uhusiano. Lakini, kama unavyojua, msingi usio sahihi unaweza kusababisha matokeo sahihi na ya uwongo.

Jaribio la kuthibitisha SRT

Ikumbukwe kwamba vitendawili hivi vyote vya kufikirika vinavyojadiliwa vinalingana na majaribio ya fikra kulingana na modeli ya hisabati iitwayo Nadharia Maalum ya Uhusiano. Ukweli kwamba katika mfano huu majaribio haya yana ufumbuzi uliopatikana hapo juu haimaanishi kuwa katika majaribio halisi ya kimwili matokeo sawa yatapatikana. Mfano wa hisabati wa nadharia umepita miaka mingi ya majaribio na hakuna utata uliopatikana ndani yake. Hii ina maana kwamba majaribio yote sahihi ya kimantiki yataleta matokeo ambayo yanaithibitisha.

Katika suala hili, jaribio ni la kupendeza sana, ambalo kwa ujumla linakubaliwa katika hali halisi ili kuonyesha matokeo sawa na yale yanayozingatiwa. jaribio la mawazo. Hii ina maana moja kwa moja mfano wa hisabati Nadharia kwa usahihi huonyesha na kuelezea michakato halisi ya kimwili.

Hili lilikuwa jaribio la kwanza la kujaribu kubakia kwa saa inayosonga, inayojulikana kama jaribio la Hafele-Keating, lililofanywa mnamo 1971. Saa nne zilizotengenezwa kwa viwango vya masafa ya cesium ziliwekwa kwenye ndege mbili na kusafiri kote ulimwenguni. Saa zingine zilisafiri mashariki, zingine zilizunguka Dunia ndani upande wa magharibi. Tofauti ya kasi ya wakati iliibuka kwa sababu ya kasi ya ziada ya kuzunguka kwa Dunia, na ushawishi wa uwanja wa mvuto kwenye urefu wa ndege ikilinganishwa na kiwango cha Dunia pia ulizingatiwa. Kama matokeo ya jaribio, iliwezekana kudhibitisha nadharia ya jumla ya uhusiano na kupima tofauti katika kasi ya saa kwenye bodi ya ndege mbili. Matokeo yalichapishwa kwenye jarida Sayansi mwaka 1972.

Fasihi

1. Putenikhin P.V., Makosa matatu ya kupambana na SRT [kabla ya kukosoa nadharia, inapaswa kujifunza vizuri; haiwezekani kukanusha hisabati isiyofaa ya nadharia kwa kutumia njia zake za hisabati, isipokuwa kwa kuacha kimya kimya maoni yake - lakini hii ni nadharia nyingine; utata wa majaribio unaojulikana katika SRT hautumiwi - majaribio ya Marinov na wengine - yanahitaji kurudiwa mara nyingi], 2011, URL:
http://samlib.ru/p/putenihin_p_w/antisto.shtml (imepitiwa tarehe 10/12/2015)

2. Putenikhin P.V., Kwa hiyo, kitendawili (mapacha) haipo tena! [michoro ya uhuishaji - kutatua kitendawili pacha kwa kutumia uhusiano wa jumla; suluhisho lina hitilafu kutokana na matumizi ya takriban uwezo wa equation a; mhimili wa wakati ni mlalo, mhimili wa umbali ni wima], 2014, URL:
http://samlib.ru/editors/p/putenihin_p_w/ddm4-oto.shtml (imepitiwa 10/12/2015)

3. Majaribio ya Hafele-Keating, Wikipedia, [uthibitisho wenye kusadikisha wa athari ya SRT kwenye kupungua kwa kasi ya saa inayosonga], URL:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Hafele_-_Jaribio la Keating (lilipitiwa tarehe 10/12/2015)

4. Putenikhin P.V. Vitendawili vya kufikirika vya SRT. Kitendawili pacha, [kitendawili ni cha kufikirika, kinaonekana, kwani uundaji wake unafanywa kwa mawazo potofu; utabiri sahihi wa uhusiano maalum haupingani], 2015, URL:
http://samlib.ru/p/putenihin_p_w/paradox-twins.shtml (imepitiwa 10/12/2015)

VIFAA VYA NADHARIA YA UHUSIANO

Kitendawili kikuu nadharia maalum uhusiano upo katika ukweli kwamba, kwa kiasi kikubwa, shukrani kwa nadharia hii, hatuwezi kabisa kuamua kiini cha harakati kama hivyo. Kulingana na Einstein, wazo la kuhifadhi bila masharti kanuni ya uhusiano bila kuunganisha kanuni hii na ether ilisababisha ukweli kwamba hata harakati ya fotoni haikuwa ya uhakika.

Kutuma uthabiti wa kasi ya mwanga katika utupu tayari kunaonyesha kuwepo kwa mfumo fulani wa kuratibu unaohusishwa na utupu. Kwa hiyo, taarifa kwamba kasi ya mwanga katika utupu ni thamani ya mara kwa mara, kwamba haitegemei harakati ya mfumo wowote, inapingana na nadharia ya uhusiano yenyewe. Mkanganyiko huu upo katika ukweli kwamba hata kinadharia haiwezekani kwetu kuhusisha mfumo wowote na fotoni inayosonga ikiwa tutaendelea kufikiria katika suala la nadharia maalum ya uhusiano. Katika kesi hii, ulimwengu wote utakuwa wa kawaida.

Kwa sababu hii, hapa chini tutachambua uhusiano muhimu wa nadharia maalum ya uhusiano.

Urefu wa fimbo fulani inayosonga kwa mwelekeo wa urefu wake, kulingana na hitimisho la Lorentz, iliyohalalishwa na Einstein, hupungua kama kazi ya kasi ya harakati kulingana na uhusiano.

L′ = LO √1 – v2/c2

Usemi huu hauzingatii harakati ya fimbo inayohusiana na mfumo mwingine wa kuratibu. Inabadilika kuwa harakati hii iko yenyewe, ingawa kuna urefu usio wazi wa LO. Mtu anaweza kudhani kuwa huu ni urefu wa fimbo isiyo na mwendo kabisa, lakini hatujui njia ya kuelezea hali ya kutokuwa na mwendo.

Ikiwa tutachukulia jinsi Lorentz alivyofanya (mwendo ni mwendo unaohusiana na etha isiyosonga), basi ni lazima tuchukue kuwepo kwa fimbo isiyosonga kabisa pamoja na etha isiyosonga. Inapaswa kuwa alisema kwamba Lorentz, wakati wa kuendeleza mfano wake, aliendelea na ukweli kwamba jambo ni dutu fulani ya mashamba ya umeme. Chini ya hali hizi, mabadiliko ya Lorentz kwa urefu wa fimbo fulani ya kusonga hupata maana fulani, ambayo itakuwa wazi baada ya mali kuzingatiwa. utupu wa kimwili(etha) na miundo ya sumakuumeme ya viambajengo vyote vya msingi (chembe za msingi) zinazounda maada (kitu).

Einstein alipanua mabadiliko ya Lorentz ya urefu wa fimbo inayosonga hadi misa na wakati, ambayo kimsingi ilibadilisha kiini cha mabadiliko yaliyopendekezwa ya Lorentz. Kwa hivyo kitu cha kushangaza kilitokea. Kwa kuwa (kulingana na Einstein) ether haipo, hii ina maana kwamba usemi huu unakuwa taarifa kwamba mikataba ya fimbo ya kusonga katika mwelekeo wa harakati zake.

Je, si kweli, kitendawili kimejidhihirisha vya kutosha. Hatuwezi kuelezea kwa namna fulani harakati, lakini tunasisitiza kwamba matokeo ya harakati ni kupunguzwa kwa urefu wa fimbo. Kutengwa kwa wazo la "mfumo usio na mwendo kabisa" hatimaye kulisababisha kitendawili cha kimantiki, ambacho kimsingi ni kikomo katika ukuzaji wa fikra kwa sababu ya utumiaji sahihi wa hesabu.

Hapa kuna mfano wazi wa hii.

Kwa kuwa hakuna mahitaji yaliyowekwa kwenye muundo wa fimbo katika kesi hii, tunaweza kuchukua fotoni moja kama "fimbo" inayosonga. Hebu tusahau kwa muda kwamba photon haiwezi kuwa katika hali ya stationary. Hii inakubalika kwa kuwa tunavutiwa tu na "fimbo" ya kusonga. Zaidi ya hayo, "fimbo" huenda kwa kasi ya mwanga.

Mlinganyo wa Einstein wa L′ unatupa urefu wa sufuri kabisa wa “fimbo” hii. Kwa hiyo, kwa mujibu wa nadharia maalum ya uhusiano, urefu wa photon (kwetu) unapaswa kuwa sifuri daima. Lakini hii haiwezekani kufikiria chini ya mawazo yoyote kuwaza. Huu ni upuuzi tu! Pia haiwezekani (hata kinadharia) kudhani kasi ya sifuri ya photon. Ikiwa tunafanya hivyo kwa kujiunganisha wenyewe na mfumo wa kuratibu wa photon inayohamia, tutapata kwamba urefu wa photon chini ya dhana hii inakuwa sawa na infinity. Huu nao ni upuuzi.

Wakati huo huo, mazoezi yanahitaji ufahamu wa kina wa kiini cha photon, ufahamu wazi wa utaratibu wa harakati zake, ufahamu wa busara wa wakati wa kuwepo kwake, uwezo wake wa kupitisha vitu fulani ambavyo tunaita "uwazi". Kwa hivyo, tunapaswa kukubali kwamba mifano iliyotolewa ya "upuuzi" wa hitimisho fulani kutoka kwa nadharia ya uhusiano inapaswa kutumika kama msingi kwetu kuweka kazi ya kuunda mtindo mpya wa fotoni.

Usemi ufuatao unaelezea mabadiliko ya wingi wa mwili unaosonga.

"Ili milinganyo ya mwendo wa mwili ndani mechanics ya uhusiano walikuwa tofauti kuhusiana na mabadiliko ya Lorentz, ni muhimu kuzingatia kwamba katika mfumo wa kusonga wingi wa relativistic wa mwili.

ambapo mO ni uzito wa mwili katika mfumo unaohusiana nao ambao umepumzika."

Nukuu hii imekopwa kutoka kwa kitabu cha kumbukumbu juu ya fizikia (I. M. Dubrovsky, B. V. Egorov, K. P. Ryaboshapka "Handbook on Fizikia", AN SSR ya Kiukreni, Taasisi ya Fizikia ya Metal, Kyiv, "Naukova Dumka", 1986).

Tena tunaona ngazi ya juu uelewa wa abstract wa harakati.

Kwa mfano, katika obiti ya satelaiti ya Dunia athari ya mvuto haipatikani. Lakini hii haina maana kwamba uzito wa mwili umekoma kuwepo. Hii haina maana kwamba uzito wa mwili umebadilika kwa njia yoyote. Uzito wa mwili hautabadilika hata wakati mwili huu unaisha kwenye Mwezi, ambapo nguvu ya mvuto ni mara tano chini ya Dunia. Masharti ya mwingiliano wa raia hubadilika, lakini hakuna zaidi.

Kwa mujibu wa sheria za mechanics ya classical, wingi ni kipimo cha inertia ya mwili au mfumo wa miili. Mali hii inajidhihirisha tu wakati wa mwingiliano wa miili au wakati wa mabadiliko yoyote katika hali ya mfumo wa kuratibu unaohusishwa na mwili huu au na mfumo huu wa miili. Kwa hivyo, kuzungumza juu ya misa iliyobaki ya mwili uliopewa au mwingine wowote au mfumo wowote hauna maana kabisa.

Badala yake, tunaweza kudhani kuwa misa iliyobaki ya mwili au mfumo wa miili haipo, kwani haiwezekani kabisa kugundua au kupima misa hii. Kwa kuongeza, mfumo wa kuratibu unaohusishwa na mwili unaweza kusonga katika nafasi kuhusiana na ether, ambayo, chini ya hali fulani, inajidhihirisha katika majaribio kwa namna fulani. athari za kimwili, ikiwa ni pamoja na katika majaribio maalumu. Kwa harakati hiyo ya mfumo wa kuratibu unaohusishwa na mwili, madhara hutokea ambayo hayahusiani moja kwa moja na wingi wa mwili na / au mfumo. Lakini haya yatakuwa madhara ya mwingiliano wa dutu inayohamia jamaa na etha na etha yenyewe (utupu wa kimwili).

Madhara ya aina hii hutokea, kwa mfano, wakati wa kuanguka kwa Bubbles sumu katika kioevu kama matokeo ya cavitation uchochezi. Kuanguka kwa Bubbles hutokea kwa kasi ya juu kwamba dutu huanza kuanguka katika hali ya plasma. Hali ya mwangaza wakati wa michakato hii, iliyozingatiwa katika kesi hizi, ilianza kuitwa "sonoluminescence," ingawa michakato hii haina uhusiano wowote na aina yoyote ya luminescence. Plasma iliyotolewa wakati wa uharibifu kama huo wa dutu hupasha joto kioevu hivi kwamba ikiwa michakato hii haijazingatiwa, mgawo. hatua muhimu(thermodynamic) ni kubwa zaidi kuliko umoja. Walakini, ikiwa imeangaliwa jumla maji kwenye njia ya kuingiza na kutoka kwa mfumo, itapatikana kuwa usawa wa wingi (au sheria ya Kirchhoff ya mtiririko wa maji) haushiki katika kesi hii.

Mfumo usio na mwendo kabisa unaweza tu kuwa mfumo unaofungwa kwa etha isiyo na mwendo kabisa (utupu wa kimwili), bila ushirikishwaji ambao inakuwa haiwezekani kabisa kuelezea kwa usahihi harakati. Kwa maneno mengine, bila kuhusisha mali ya utupu wa kimwili, haiwezekani kuelewa kiini cha kimwili cha si tu wingi wa mwili kama mali fulani ya suala kwa ujumla, lakini pia jambo hasa. Kwa kuongezea, bila kuhusisha mali ya utupu wa mwili, harakati yenyewe inakuwa isiyoeleweka katika asili yake, haijalishi ni kiasi gani tunazungumza juu ya uhusiano wa harakati hii (uhusiano kwa maana ya harakati inayohusiana na miili mingine au mifumo mingine ya miili).

Tuseme tunazingatia mwendo wa mwili mkubwa unaohusiana na mfumo wa kiholela(kulingana na Einstein, hadi sasa kuondolewa kutoka kwa miili yoyote ya nje na/au umati kwamba kuwepo kwao kunaweza kupuuzwa). Kwa sababu ya kutokuwa na uwezo wetu wa kuelezea angalau harakati fulani, kuhesabu tena misa ya mwili huu, ambayo iko katika mwendo wa sare na wa mstatili katika mfumo ulioonyeshwa, inakuwa kitu zaidi ya zoezi la kihesabu na la kimantiki ambalo halionyeshi chochote katika ukweli. Aidha, kosa la kimantiki linafunuliwa mara moja. Mwili wetu "mbali kutoka kwa mifumo yoyote" iko katika mfumo wa kuratibu unaohusiana na ambayo inasonga. Kwa hiyo, mfumo umepumzika. Lakini hatuna uwezo wa kuamua au kutambua hili.

Kama mfano unaoonyesha uwongo wa mabadiliko haya ya thamani ya wingi wa mwili unaosonga, hebu tuchambue data fulani ya majaribio, ambayo (inaaminika) inathibitisha wazi uhalali wa nadharia maalum ya uhusiano. Tutazungumza juu ya utoaji wa fotoni wakati wa kuoza kwa π-mesoni zisizo na upande (πO-mesons).

Katika jaribio, πO mesons (pions), kusonga kwa kasi ya v = 0.99975 s, ambapo c ni kasi ya mwanga katika utupu, kuoza katika photons (ί-quanta), ambayo wenyewe huenda kwa kasi ya mwanga. Katika jaribio, kwa kweli hakuna nyongeza ya kasi kulingana na hesabu za fizikia ya zamani ya Newton - kasi ya pions haiongezi kasi ya fotoni. Hilo ndilo jaribio zima, linaloonekana kuthibitisha wazo la kwanza la nadharia ya uhusiano.

Kwa kuwa nina nia ya mali ya wingi wa pions, tutakumbuka thamani ya kasi ya harakati zao kabla ya kuanza kwa kuoza na kuanza uchunguzi wetu. Na tutaanza uchunguzi huu na muundo unaokubalika wa protoni.

Inakubalika kwa ujumla kuwa kupiga chembe chembe za nyuklia kwa chembechembe nyingine zenye nguvu nyingi (kwa mfano, elektroni zenye nishati nyingi) hutokeza chembe ndogo ambazo zinadaiwa kujumuishwa kama vipengele vya msingi katika muundo wa protoni (au chembe nyingine). Kwa maoni yangu, hii ni ujenzi wa mitambo ya mfano chembe za kimwili, ambayo haionyeshi hali halisi ya mambo.

Ikiwa, kwa mfano, nikichukua karatasi ya gazeti na kuivunja vipande vidogo zaidi, hakuna mtu atakayethubutu kusema kwamba chakavu hiki kinajumuisha chembe za karatasi ya gazeti, ambayo karatasi ya zamani ya gazeti inaweza "kukusanywa" tena. Kutoka kwa mabaki haya, bila shaka, inawezekana kuzalisha karatasi mpya ya gazeti kwa kutumia mchakato wa kiteknolojia wa kuchakata nyenzo zinazoweza kutumika tena. Lakini karatasi mpya ya gazeti itakuwa tofauti na karatasi ya asili. Kwa mfano, itakuwa nyeusi zaidi kutokana na kubakia kwa wino wa kuchapisha kutoka laha asili katika laha mpya. Lakini mfano huu umetolewa ili kusisitiza kutoweza kutenduliwa kwa baadhi ya mabadiliko ya kimwili.

Wacha turudi kwenye protoni.

Inaaminika kuwa kila protoni ina tatu zaidi chembe nzuri- quarks. Protoni ina mbili aina mbalimbali(au ladha mbili) za quarks: u-quarks mbili (kutoka Kiingereza kwenda juu), kila moja ikiwa na chaji ya umeme ya ⅔e (e - malipo ya elektroni), na d-quark (kutoka Kiingereza kwenda chini - down) kwa gharama ya ⅓e. Wingi wa quarks haujulikani, lakini wanaaminika kuwa zaidi ya theluthi moja ya wingi wa protoni. Hii inafafanuliwa na ukweli kwamba quarks zimefungwa kwa nguvu na kwa hiyo wengi wa wingi hulipwa kwa nishati ya kumfunga. Wakati huo huo, asili ya mwingiliano kati ya quarks haijulikani vizuri. Mwingiliano ambao "huunganisha" quarks pamoja unachukuliwa kuwa wenye nguvu sana. [Hapa nitaacha maelezo ya gluons, ambayo "gundi" hugongana pamoja].

Wanafizikia wengi wa chembe wana maoni kwamba mwingiliano kati ya quarks huongezeka kadiri umbali kati yao unavyoongezeka. Kwa sababu hii (ikiwa hii ni kweli) haiwezekani "kuvunja" uhusiano wa quark. Katika kesi hii, quarks haiwezi kuwepo kwa kutengwa, i.e. Haiwezekani kugawanya protoni katika sehemu zake tatu za sehemu (!).

Walakini (!), quarks tatu sio lazima kuchanganya. Inakubalika (!) "Kuunganisha" jozi za quarks. Miundo kama hiyo inaitwa pions (π-mesons). Kulingana na malipo waliyopewa, mesoni π+, mesoni π‾ na mesoni πО ya upande wowote hutofautishwa. Pions zisizo na upande hazina utulivu sana. Muda wa wastani wa kuwepo kwao (maisha) ni kama sekunde 10‾16. Kisha pions hizi huoza kuwa gamma quanta (photoni)…

Hapa ndipo nitapunguza safari yangu katika maoni ya kisasa juu ya muundo wa protoni. Inaonekana kwangu kwamba quarks zilizoelezwa zinawakumbusha sana chakavu cha karatasi ya gazeti, picha ambayo ilitumiwa katika mfano. Lakini "nilipata" πO mesons ili kuzingatia kitendawili kinachotokea na mbinu hii inayohusishwa na wingi wao.

Uzito wa kiini cha atomi yoyote unaweza kuhesabiwa takriban kutoka kwa thamani molekuli ya molar ya dutu hii. Katika kesi hii, kipimo cha hesabu kama hicho kitakuwa [kg]. Chaguo maalum la mwelekeo kwa wingi wa atomi inamaanisha kuwa atomi, kulingana na masharti ya nadharia maalum ya uhusiano, inaweza kuzingatiwa kama chembe isiyosimama na sifa maalum.

Vinginevyo, wingi wa pions hupimwa. Inaweza kupimwa katika [MeV] pekee. Hii ina maana kwamba pions inaweza na inapaswa kuzingatiwa kama chembe ambazo zipo tu katika mwendo. Kwa upande mwingine, inaonekana kwamba peonies ni baadhi sehemu muhimu viini vya atomiki. Kwa hivyo, haijalishi wingi wa pion hupimwa ndani, ni, kama ilivyo sehemu viini vya atomiki, masharti yote ya nadharia ya uhusiano lazima yatumike. Kwa maneno mengine, tuna haki ya kuhesabu tena misa ya pion inayosonga ndani ya misa ya pion iliyosimama kulingana na vifungu vya nadharia ya uhusiano.

Ikiwa tutafanya hesabu kama hiyo ya misa iliyobaki ya pion, basi tutapata thamani ya misa hii kama takriban ^ 0.02 ya misa iliyopimwa ya mwendo. Unaweza kufanya mazoezi na kukokotoa tena [MeV] hadi [kg] na kinyume chake. Unaweza kulinganisha thamani iliyopatikana na thamani ya wingi wa atomi ya stationary, na kadhalika. Ninaamini kwamba mahesabu haya yatatushangaza angalau.

Jambo kuu bado ni tofauti. Kwa mujibu wa nadharia ya uhusiano, ili kuharakisha mwili kwa kasi ya mwanga (au karibu nayo), nishati fulani lazima ipewe kwa mwili huu kutoka nje. Kwa hivyo, (kulingana na vifungu vya nadharia maalum ya uhusiano) maadili ya wingi wa pion katika [MeV] yaliyopatikana katika jaribio yanaonyesha 98% ya thamani ya nishati ambayo tuliwaambia wakati wa majaribio (wakati wa "kupokea" pions. ) Kwa maneno mengine, tunapima hasa wingi juhudi mwenyewe kuunda mesoni πO, na sio chembe hizi zenyewe.

Hiki ndicho kitendawili cha kutumia nadharia ya uhusiano kuelezea ulimwengu mdogo. Kwa kuwa πO mesoni na chembe chembe zingine bado zinazalishwa katika hali ya maabara, mbinu zingine ambazo hazifungamani na nadharia ya uhusiano lazima zitumike kuzielezea.

Watetezi wa nadharia ya uhusiano watanipinga. Kwa maoni yao, nilipotosha kila kitu, kwani wakati wa kuchambua vigezo L na m (mtawaliwa, vigezo LO na mO), tunapaswa kuzungumza juu ya maana ya vigezo sawa wakati wa kuviunganisha na mifumo tofauti ya kuratibu.

Lakini hali hiyo haipaswi kutegemea ikiwa kuna mwangalizi katika mfumo au la. Na molekuli yangu mwenyewe katika mfumo unaohusishwa na photon inayohamia kwangu itakuwa sawa na infinity, na urefu wangu kwa photon hii utakuwa sawa na sifuri. Hakika huu ni upuuzi.

Kwa hivyo, "twist" hii kwa upande wa Einstein inamaanisha matumizi ya hesabu ya hesabu ambayo hayahusiani na fizikia ya michakato. Ikiwa tunafikiria mwendo wa fotoni kama mwendo kabisa, i.e. harakati kwa usahihi katika mazingira ya ether (utupu wa kimwili), basi hakuna hali za kupiga akili zitatokea.

Sasa tunaweza kurudi kwenye uchambuzi wa vifungu vingine vya nadharia maalum ya uhusiano.

Kigezo muhimu kinachofuata ambacho kinahitaji kuchambuliwa kwa uangalifu ni kigezo cha wakati.

"^ Mabadiliko ya wakati" kulingana na Einstein pia hutokea kwa sababu ya matumizi ya mabadiliko ya Lorentz kwa nafasi ya nne-dimensional Minkowski. Einstein, kwa mfumo wa K′ unaosogea kwenye mhimili wa x unaolingana na mhimili wa x wa mfumo wa K, alitoa uhusiano ufuatao wa wakati wa uhusiano.

T - (v/c)2x

Kwa kuwa katika kesi hii wakati kama huo huinuliwa kwa ukamilifu na kuwasilishwa kama parameter ya kimwili, iliyopo yenyewe, mtu anapaswa kuelewa kutoka kwa mtazamo wa kifalsafa semantics ya dhana hii.

Inavyoonekana, kwa pendekezo fulani kutoka kwa Einstein, katika mfumo wa kisasa wa falsafa ya kuelewa ulimwengu, wakati unaunganishwa bila usawa na dhana ya nafasi.

Katika fundisho la kisasa la falsafa, ni nafasi na wakati ambazo huonekana kama aina kuu za uwepo wa maada, kama sifa zake muhimu. Mahusiano ya anga yanajieleza utaratibu wa kijiometri kwa wakati mmoja matukio yaliyopo na uundaji wa nyenzo, na uhusiano wa wakati unaonyesha mpangilio wa matukio, muda wa michakato na matukio haya. Na kwa ujumla, hakuna mtu anayejali kwamba katika uhusiano huo, wakati upo tu kwa maana ambayo mtu huweka ndani yake.

Kukubali mtazamo huu, kwa kuzingatia masharti ya nadharia ya uhusiano, tunapata kwamba mfumo wa "wakati wa nafasi" unakuwa aina fulani ya mfumo wa "mpira", unaoweza "kutoka" kutoka kwa ubora mmoja hadi mwingine. Katika kesi hii, kila kitu kimsingi kinategemea nafasi ya mwangalizi kuhusiana na sehemu yoyote ya mfumo wa muda wa nafasi. Hii tayari husababisha maandamano fulani, kwa kuwa kwa waangalizi tofauti sheria tofauti za asili zinapatikana kuhusiana na mchakato huo.

Lakini tayari tunajua kuwa, kulingana na hatua ya nadharia ya kwanza ya uhusiano juu ya mali ya mwendo (tu inayohusiana na mfumo mwingine isipokuwa utupu wa mwili), haiwezekani kuelezea "mwendo kwa ujumla." Hii inaunda kizuizi kisichoweza kushindwa kwa maelezo ya "wakati wa nafasi".

Sasa hebu tuchambue uhusiano wa kazi kati ya nafasi na wakati. Kwa uchambuzi huo, tunagundua mara moja kwamba muda ni urefu wa mchakato fulani, mara nyingi kusahau kuhusu ushiriki wetu wa moja kwa moja katika kudhibiti muda wa mchakato huu. Kwa maada, ambayo kwa kawaida tunaita isiyo hai, wakati upo tu kwa maana ambayo mtu huweka ndani yake.

Kwa mfano, maisha ya neutroni "ya bure" (nje ya atomi) hupimwa na mtu. Na ni kama sekunde 16. Wakati wa mapinduzi ya Dunia kuzunguka Jua hupimwa tena na mwanadamu na ni siku 365. Kwa upande mwingine, neutroni katika atomi inaweza kuwepo kwa mabilioni ya miaka yetu ya kibinadamu. Katika kesi hii, wakati hauonekani kuwepo kwake. Vile vile vinaweza kusemwa kuhusu Galaxy, kuhusu Ulimwengu.

Kwa maneno mengine, haiwezekani kupanua dhana ya kawaida, ya kila siku ya "wakati" kwa michakato ambayo hutokea mara kwa mara. Lakini ikiwa, kwa mfano, iliwezekana kuthibitisha kwa namna fulani (kimantiki, hisabati au majaribio) kwamba mzunguko wa Galaxy katika nafasi ya cosmic unapungua, basi katika kesi hii tunaweza kuzungumza juu ya mwisho wa maisha ya Galaxy yetu. kwa wakati fulani wa mbali, tena kupimwa na mwanadamu.

Kwa mujibu wa sayansi ya kisasa mifano katika sehemu ya chini ya ardhi Jua linakuja mmenyuko wa thermonuclear, kulingana na ambayo maisha (kuwepo) ya mwanga ni ya mwisho. Walakini, kulingana na mfano mwingine, ambao hautajadiliwa katika kazi hii, maisha mwenyewe Jua ndani hali ya kisasa inaweza kuendelea kwa muda usiojulikana, kwa sababu kulingana na mtindo mpya Katika kina cha jua, michakato tofauti kabisa hufanyika ambayo haina uhusiano wowote na athari za nyuklia. Taratibu hizi zenyewe hutengeneza mazingira ya kuwepo kwa Jua bila kikomo.

Uwepo wa mwisho wa mwangaza wetu unaweza kuathiriwa na hali ya nje, ambayo itasumbua usawa wa raia kwenye matumbo ya Jua na kusababisha kuzaliwa kwake mpya mara tu. supernova. Katika kesi hii, baada ya muda, atazaliwa tena na mfumo wa sayari takriban katika vigezo sawa. Hii swali la kuvutia Ninaweza kutoa umakini wa kutosha katika siku zijazo.

Yote hapo juu inaturuhusu kusema kwamba wakati, kama kigezo sahihi cha Jua, haipo kwa mwangaza wetu, lakini kwa mfumo wa jua hiyo, kama kigezo fulani, inaweza kuamuliwa kutokana na hali ya kuwepo kwa ukomo wa mfumo wa jua. Na hakuna kitendawili katika hili.

Kwa hivyo, kwa asili isiyo na uhai (ingawa neno hili ni la kiholela), dhana ya "wakati" inaweza kutumika tu wakati sisi - watu - tunaweza kuzungumza juu ya ukomo wa kuwepo kwa malezi maalum ya nyenzo kwa kulinganisha na maisha ya binadamu. Wakati, kwa hiyo, ni jamaa kwa maana kamili na isiyo ya Einsteinian kabisa. Inaonyesha tu muda wa mchakato, unaopimwa na mtu, kutoka wakati mchakato huu unatokea (katika hatua fulani muhimu ya mchanganyiko wa hali, au katika hatua ya kugawanyika) hadi wakati rasilimali za mchakato huu zimeisha au hadi hatua ya pili ya mgawanyiko.

Hata hivyo, tunapoanza kuzingatia viumbe hai, maana ya wakati inakuwa maalum kabisa, imejaa kazi fulani. Wakati mmoja, niliweza kuonyesha na kueleza hitaji la utaratibu wa "kuhesabu kupita kwa wakati" ndani ya kila kiumbe hai - kutoka kwa viumbe vyenye seli moja hadi kwa wanadamu. "utaratibu" huu umechambuliwa katika kitabu changu "Psychology of the Living World," ambacho hadi sasa kipo tu katika katika muundo wa kielektroniki. Maana ya utaratibu huu wa "kuhesabu wakati" imedhamiriwa na hitaji la kila kiumbe kutatua shida ya kuishi.

Hii, kwa upande wake, inawezekana chini ya utambuzi wa kuendelea wa mazingira ya jirani. Mazingira, kwa kanuni, hayawezi kurudiwa tena, na kwa kila wakati kwa wakati hali mpya kabisa hutokea, i.e. kila kitu kina mali ya kubadilisha katika analog - kuendelea - fomu. Ili kutatua tatizo la "kutambuliwa" ni muhimu kukumbuka kila kitu kilichotokea kabla ya hii - sasa - wakati: unahitaji kumbukumbu ya matukio, matukio, michakato, pamoja na jitihada zilizofanywa kutatua tatizo la kuishi. Hii inahakikishwa sio tu na kumbukumbu hai ya kila kiumbe, lakini pia na maingiliano ya wakati wa kila kumbukumbu na wakati wa sasa.

Usawazishaji wa uhusiano, matukio na viunganisho, kwa sababu ya utaratibu wa kutambuliwa, kukumbuka hatua zilizochukuliwa hapo awali za kutatua shida ya kuishi, uundaji wa kazi mpya za kurekebisha (mitambo, kisaikolojia) kupitia utumiaji wa utaratibu wa kufikiria, ni muhimu. hali ya kutosha kuhifadhi maisha ya mtu huyu.

Katika mpango huu, ambao unahakikisha ufanisi wa utaratibu wa kufikiri, kuhesabu wakati ni muhimu kwa kazi. Walakini, kuhesabu wakati huu unafanywa kwa analog, fomu inayoendelea. Katika viumbe hai (kutoka kwa viumbe vyenye seli moja hadi kwa binadamu pamoja), "kuhesabu kupita kwa wakati" hufanywa mfululizo kwa sababu ya kuendelea. mchakato wa maisha. Hii "kuhesabu wakati" haihusiani na michakato yoyote ya mzunguko nje ya mwili. Huu ni mpango wa mchakato wa utambuzi unaofanya kazi dhidi ya msingi wa "chronos" - "counter ya wakati".

Hapa ni muhimu tu kutambua kwamba haja ya utaratibu huo ni kutokana na haja ya kutabiri sio tu maendeleo ya hali hiyo, lakini pia matokeo ya matendo ya mtu mwenyewe. Bila kuzingatia hili, haiwezekani kuelewa kiini cha utaratibu wa kufikiri. Kwa kuongezea, inahitajika kuelewa wazi kutowezekana kwa utekelezaji wa utaratibu wa kufikiria kwa kukosekana kwa "kihesabu cha wakati".

Kwa hiyo, inapaswa kusisitizwa. Tunapoanza kuzingatia viumbe hai, maana ya wakati kama sababu ya ndani ya kiumbe hai inakuwa maalum kabisa, iliyojaa kazi fulani. Kwa kuongezea, kila kiumbe huweka kwa uhuru mzunguko wake wa kibinafsi wa michakato yake ya kisaikolojia, mara nyingi huunganisha mizunguko hii na mizunguko ya mwili inayotokea katika ulimwengu wa nje. Kwa msingi wa hii, mtu alizaliwa na hisia ya wakati kama kigezo fulani cha mwili, kilichounganishwa kabisa na mizunguko ya kila siku ya "mchana-usiku" na mizunguko ya kila mwaka ya kubadilisha misimu. Lakini mtu hana uwezo wa kudhibitisha uwepo wa parameta kama hiyo ya nje.

Kwa msingi huu, kwa kiwango kikubwa cha imani na uwajibikaji, tunaweza kudai kwamba uelewa wetu wa kawaida wa wakati, kama mchakato, kama kigezo cha kimwili kilicho nje ya ufahamu wa binadamu, hautumiki kwa vitu visivyo hai. Nitasema tena. Wakati ni jambo la kibinafsi ambalo lipo tu ndani ya kiumbe maalum. Kwa hiyo, hitimisho la Einstein kuhusu uwiano wa wakati ambapo mwili unasonga kwa ujumla umepoteza maana na maudhui yake.

Udhahiri wa kile kilichosemwa unathibitishwa na ukweli kwamba mwanadamu (na kiumbe chochote kilicho hai) amerekebisha marudio ya mzunguko wa michakato ya nje ya mwili (pamoja na kupima maendeleo ya michakato hii) ili kutatua shida zake za ndani, za kibaolojia, ambazo pia ni. kutatuliwa kwa mzunguko. Mtu, baada ya kukamilisha utaratibu kama huo wa "kurekebisha" ulimwengu wa nje kwa hali ya ndani ya mwili, alipanua mtazamo wake wa michakato ya mzunguko wa nje kwa wengine. ulimwengu wa kimwili. Aliteua utaratibu wa uhamisho huu kama wakati. Tunaweza pia kusema hivi: baada ya kufanya uingizwaji kama huo, mtu alikosea athari kwa sababu ya asili ya jambo hilo.

Kwa hivyo, haiwezekani "kuchagua" kimwili kwa namna fulani parameter ya wakati kutokana na kutokuwepo kwake kimwili. Ningependa kutambua kwa kupita kwamba harakati ya kiumbe hai kwa kasi ya mwanga (au zaidi, ambayo inawezekana kwa kanuni) itaathiri mwendo wa michakato ya kisaikolojia ndani ya kiumbe hiki. Hii (nje) itaharakisha mchakato wa kuzeeka mara nyingi zaidi - kwa uwiano wa kijiometri na kipimo cha kuzidi kasi ya mwanga, lakini hii bado haitakuwa na uhusiano wowote na paramu ya "wakati".

Hitimisho la kipingamizi lililopewa kuhusu semantiki ya parameta ya "wakati", hata hivyo, ndiyo pekee sahihi. Ikiwa msimamo huu haukubaliwa, basi hatuwezi kamwe kuelewa kiini cha mchakato wa maisha ya viumbe, hatuwezi kamwe kuelewa sheria za kufikiri, sheria za maendeleo ya akili, na kadhalika.

Kwa hiyo, hitimisho la A. Einstein kuhusu mabadiliko ya relativistic kwa wakati wakati wa harakati ya (miili) sio tu kosa, lakini udanganyifu ambao ulisababisha sayansi kwenye njia mbaya ya maendeleo. Aidha, naweza kudhani kwamba hii ilifanyika kwa makusudi kabisa, i.e. nadharia ya uhusiano ni hoax tu.

Hata hivyo, kuna mifano ya majaribio ya kimwili ambayo, kwa mujibu wa watafiti, inawezekana kurekodi mabadiliko katika kasi ya taratibu ambazo kwa kawaida tunahusisha na kupita kwa muda. Nitanukuu na kuzingatia baadhi ya majaribio ya aina hii ambayo athari ya uwiano wa wakati ilidhihirika (kwa nje).

Saa ya atomiki iliwekwa na kuanza kwenye ndege, i.e. saa ambayo mzunguko wa oscillations katika kiwango cha atomiki hurekodiwa na utoaji wa y-quanta. Wakati huo huo, saa yenye kanuni sawa ya uendeshaji ilizinduliwa duniani. Ndege ilipaa na baada ya muda ilirejea. Saa zilizowekwa kwenye ndege (yaani, zile zilizochukua ndege) zilikuwa nyuma ya zile zilizobaki chini.

"Tunaweza (na, kwa njia, hili limefanywa) kuinua saa ya atomiki angani na, baada ya kurudi kwa ndege, kulinganisha wakati ambao saa inayoruka itaonyesha na ile inayoonyeshwa na saa ile ile iliyobaki. ardhi. Uzoefu unasema kwamba saa ambayo imefanya safari daima iko nyuma. Kwa hivyo tunapaswa kufanya nini na kanuni ya uhusiano: kwa njia fulani itengeneze au itupe kabisa baharini, kama wapinzani wake wenye bidii wanapendekeza? (Ninaona kwamba mzozo kuhusu uhusiano katika kesi hii uliibuka kwa sababu ya ulinganifu wa hali hiyo. O. Yu.). Sio moja wala nyingine!

Mahesabu ya kuchelewa kwa saa ya ndege kutoka kwa mtazamo wa mwangalizi chini ni halali mradi tu ndege inasonga sawasawa (yaani kwa mstari ulionyooka na bila breki), lakini lazima irekebishwe ikiwa, kama ilivyo kweli, lazima ifanye. zamu ya kurudi Turin. Wakati wa zamu tu, saa ya saa itaongezeka zaidi, ulinganifu ambao ulijadiliwa utavunjika, na kitendawili kinachoonekana kitatoweka" (T. Regge "Studies on the Universe", M. "Mir", 1985, pp. 15-16).

Pingamizi la kwanza, muhimu zaidi kwa tafsiri ya matokeo ya jaribio lililofafanuliwa ni kwamba "wakati" unarejelea hali ya kawaida ya marudio ya mzunguko wa mchakato - mitetemo ya kimiani ya atomiki. Kwa mafanikio sawa tunapaswa kuteua michakato ya mzunguko wa aina yoyote - kutoka kwa oscillations ya pendulum ya mitambo (uzito mdogo tu kwenye kamba), hadi kuzunguka kwa Dunia kuzunguka Jua, na kadhalika.

Mwendo wa Dunia katika anga ya nje ni ngumu, kulingana na kiasi kikubwa sababu. Huu sio tu mzunguko wa Dunia kuzunguka mhimili wake. Na sio tu harakati zake kuzunguka Jua. Pia ni harakati pamoja na mfumo wa jua na kadhalika. Kwa hiyo, kwa mujibu wa mantiki iliyoelezwa, katika kila kesi wakati haipo tu kwa fomu tofauti, lakini pia kwa kasi tofauti. Kwa hivyo, katika kila moja ya mifumo katika harakati ambayo Dunia "inashiriki," kulingana na nadharia ya uhusiano, inapita. wakati wa mtu binafsi, kwa kuwa kila mfumo una michakato yake ya mzunguko.

Tunapaswa kwa namna fulani kuhisi "polyphony" hii ya wakati. Kwa mfano, saa zetu zinaweza kukimbia kwa njia tofauti ikiwa tulikuwa tunasonga kwenye uso wa Dunia kwenye meridians ikilinganishwa na wakati ikiwa tulikuwa tukienda sambamba. Lakini hakuna hata moja ya hii iliyopo, na haiwezi kuwepo, kwani kile tunachotafuta - parameter ya kimwili ya wakati - haiwezi kuwepo.

Upinzani wa pili kwa tafsiri ya matokeo ya majaribio ni kuhusiana na ukweli kwamba wakati, kama parameter ya kimwili, ikiwa iko katika uwezo huu, haipaswi kutegemea mbinu za kipimo. Sisi, kwa kupima michakato fulani ya mzunguko kwa mbinu yoyote, kwa namna fulani tunailinganisha na michakato mingine ya mzunguko. Lakini uwepo wa michakato yoyote ya mzunguko (ya asili au ya mwanadamu) bado haithibitishi uwepo (uwepo) wa wakati. Kutoka kwa nafasi hii inafuata kwamba ushawishi wa nje juu ya michakato ya mzunguko iliyozingatiwa, ambayo bado haijulikani kwetu, haiwezi kwa njia yoyote kuthibitisha mabadiliko ya wakati, pamoja na uwepo wa wakati yenyewe.

Uwezekano mkubwa zaidi, tunalazimika kudhani kitu tofauti kabisa. Ikiwa kuna hali wakati kasi ya michakato ya kawaida na ya awali ya mzunguko inabadilika, basi, kwa hiyo, tunakabiliwa na hali ambayo baadhi ya mali ya ulimwengu unaozunguka yanaonekana, ambayo hapo awali hatukuzingatia. Katika suala hili, jaribio la saa "zinazoruka" zilizoelezwa hapo juu ni sawa na jaribio la saa zilizowekwa kwa urefu tofauti kuhusiana na uso wa Dunia.

Kulingana na Einstein, majaribio yote mawili yanaelezewa na sababu tofauti. Ya kwanza ni kupitia kitendo cha nadharia maalum ya uhusiano - kwa sababu ya mabadiliko ya uhusiano katika mwendo wa wakati. Ya pili ni kitendo cha nadharia ya jumla ya uhusiano - ushawishi wa mvuto. Kwa maoni yangu, katika hali zote mbili athari ya "upepo wa ethereal" inaonekana, i.e. ambayo Michelson na Morley walishindwa kugundua. Kweli, upepo wa etheric unajidhihirisha kwa njia tofauti katika majaribio haya.

Katika kesi ya kwanza, mabadiliko katika mzunguko wa saa ya atomiki ni kwa sababu ya aina maalum ya msisimko wa utupu wa mwili, ambayo kwa kuongeza hutokea wakati wa kusonga katika mfumo unaohusishwa na mfumo wa Dunia. Saa zilizowekwa kwa urefu tofauti kuhusiana na Dunia ziko katika hali inayojulikana na aina nyingine ya msisimko wa utupu unaohusishwa na mvuto, ambao hutofautiana kwa thamani katika urefu tofauti kuhusiana na uso wa Dunia.

Katika visa vilivyoelezewa (mifano), mabadiliko katika mwendo wa saa haimaanishi mabadiliko ya kupita kwa wakati, lakini ni mabadiliko tu katika mzunguko wa msisimko wa atomi au mabadiliko katika vibration nyingine, ambayo ni kwa ajili yetu. kiwango katika kupima vipindi fulani kati ya matukio. Ni hayo tu.

Lakini katika kesi hizi (kama ilivyo kwa wengine wote) unapaswa kusahau tu kuhusu Einstein.

VIFAA VYA NADHARIA MAALUM YA UHUSIANO. Katika kesi hii, neno "paradoksia" linamaanisha hitimisho kutoka kwa SRT ambayo, ingawa ni sahihi kabisa kwa asili na kuthibitishwa na majaribio, hata hivyo inapingana na maoni ya angavu kulingana na fizikia ya zamani.

Hitimisho mbili kutoka kwa machapisho ya SRT (kwa njia, yaliyothibitishwa kwa majaribio) kila wakati yameamsha shauku maalum, ingawa katika mazoezi karibu mtu huwa hajawahi kukutana nayo kwa uwazi (athari hizi zimo katika fomula yoyote ya uhusiano).

Jambo ni kwamba hitimisho hizi, kwa mtazamo wa kwanza, haziwezi kabisa kuendana na ukweli.

1. Maarufu zaidi - kitendawili pacha kawaida hutengenezwa kama ifuatavyo. Acha kaka pacha A aende kwenye ndege ya anga hadi kwa nyota X, iko umbali wa, sema, miaka 20 ya mwanga kutoka kwetu. Kasi ya nyota iko karibu na kasi ya mwanga: v = 0,9Na. Baada ya kufikia nyota katika miaka 22.3 (kulingana na saa yake), meli inageuka na kurudi nyuma. Kwa hivyo, kulingana na saa ya kaka A, ambaye alifanya safari hii ya ndege, takriban T= miaka 44.6. Pacha wa pili B alikuwa akisubiri kurudi kwa kaka A Duniani. Katika njia panda ya nyota, Ndugu A alikutana na mzee aliyedhoofika ambaye alilazimika kungoja mkutano kwa zaidi ya miaka 100.

Kwa kweli, hakuna kitendawili hapa bado. Hakika, wakati wa kusonga kwa kasi v = 0,9c kipengele cha Lorentz ni sawa na g » 2.3 na kutokana na athari ya upanuzi wa muda, wakati sawa na g umepita kulingana na saa ya mwangalizi wa duniani. T"miaka 103.

Kitendawili hutokea wakati wa kujaribu kubadili hoja. Baada ya yote, kutoka kwa mtazamo wa ndugu A (mtazamaji wa stationary), ndugu B anasonga, na muda zaidi unapita kwenye saa yake. Lakini kwa mtazamo wa kaka B, kaka A anasonga, na kulingana na saa yake muda zaidi unapaswa kupita. Hivyo, Ndugu A lazima arudi akiwa mzee. Inaweza kuonekana kuwa fomula za SRT ni za ulinganifu kwa heshima na uingizwaji v juu ya - v. Kuna nini?

Kitendawili hiki kinatatuliwa kama ifuatavyo. Ukweli ni kwamba mistari ya ulimwengu ya ndugu A na B ni tofauti. Mmoja wao (B) amepumzika, mwingine (A) huenda kwa kasi ya mara kwa mara, ambayo kwa wakati fulani inabadilika kinyume chake, ambayo inawezekana tu wakati wa kuvunja na kuongeza kasi inayofuata. chombo cha anga(ambayo inalingana na mwendo katika fremu isiyo ya inertial ya marejeleo). Kwa hivyo, kaka A huhama kutoka Duniani na kwenda Duniani, akiwa amepumzika kwanza kuhusiana na mfumo mmoja wa inertial, na kisha jamaa na mwingine, na njiani hupita kwa muda mfupi katika mfumo usio wa inertial. Wakati huo huo, kaka B amepumzika kuhusiana na sura ile ile ya inertial. Inaweza kuonekana kuwa A na B wako katika hali tofauti za kimwili, na hii hutatua kitendawili. Hesabu sahihi inaonyesha kwamba kutoka kwa mtazamo wa ndugu yeyote, yule ambaye hana mwendo wa jamaa na Dunia atazeeka zaidi.

Katika vichapuzi, chembe za muda mfupi zinazosonga kwa kasi karibu na kasi ya mwanga "kuishi" kwa muda mrefu zaidi kuliko "kupumzika" kwa chembe.

2. Athari nyingine ni upunguzaji wa urefu wa Lorentz na vitendawili vinavyohusishwa nayo.

Wacha kuwe na viunzi viwili vya kumbukumbu - S"Na S. Katika mfumo S"Urefu wa fimbo ngumu D x"hupumzika kwenye mhimili x na unahitaji kuamua urefu wake katika mfumo S, jamaa ambayo fimbo huenda kwa kasi v. Ili kupima urefu wa fimbo katika sura yoyote ya inertial ambayo fimbo inakwenda kando ya mhimili wa longitudinal, mtu lazima aangalie mwisho wake wakati huo huo. Hili ni jambo muhimu, ukosefu wa ufahamu ambao wakati mwingine husababisha utata.

Katika SRT ni muhimu kutofautisha kile mtazamaji anaona kutoka kwa kile anachojua, kana kwamba baada ya ukweli. Kile mtazamaji anaona au kupiga picha wakati wowote kwa wakati huitwa picha ya ulimwengu wakati huo. Dhana hii ni kivitendo si muhimu sana, lakini kinadharia ni vigumu sana, kwa sababu kile mtazamaji anaona wakati huu, ni mchanganyiko wa matukio yaliyotokea zaidi na zaidi huko nyuma na zaidi na zaidi katika anga.Ukitazama anga la usiku lililojaa nyota, basi umbali wa nyota hizi huanzia kadhaa hadi mamia ya maelfu ya miaka ya nuru. miaka, kwa hiyo, mwangalizi huona nuru kutoka kwa nyota hizi ikitolewa ndani wakati tofauti na wakati huo huo kufikia jicho lake, yaani, yeye. huona matukio kwa nyakati tofauti.

Wazo la ramani ya ulimwengu ni muhimu zaidi. Inaweza kuwakilishwa kama ramani ya matukio katika sehemu ya nafasi ya Minkowski yenye 4-dimensional na ndege ya muda usiobadilika. t = t 0. Ramani ya dunia ni kama picha ya ukubwa wa maisha ya pande tatu ya papo hapo iliyopigwa kwa wakati mmoja kila mahali, muda ulioganda kwenye mfumo wa marejeleo ya anga wa mwangalizi. Ramani kama hiyo ya ulimwengu inaweza kupatikana kwa picha za pamoja zilizopigwa na waangalizi wasaidizi walio kwenye nodi za kimiani za anga katika mfumo fulani wa inertial, kila mmoja akipiga picha mazingira yake kwa wakati uliopangwa kimbele. t = t 0, na kisha picha zimeunganishwa pamoja.

Wakati wanasema kwamba urefu wa mwili katika mfumo S sawa na thamani fulani, tunazungumzia kuhusu ramani ya dunia, i.e. juu ya urekebishaji wa wakati huo huo wa nafasi za mwisho wa fimbo kwa wakati fulani kwa wakati. Nini jicho linaona wakati wa kuchunguza mwili unaosonga ni swali tofauti kabisa na sio muhimu sana.

Ili kupata fomula ya kupunguza urefu wa mabadiliko ya Lorentz kutoka kwa mfumo S kwa mfumo S" zimeandikwa kwa nyongeza za kuratibu:

D xў0 = g(D x 0 – v D x 1), D xў1 = g(D x 1 – v D x 0).

Katika fomula ya pili unahitaji kuweka D x 0 = 0 (urekebishaji wa wakati huo huo wa ncha za fimbo kwenye mfumo S!). Kisha D x• 1 = gD x 1. Ikiwa tunaashiria D x• 1 = L 0, na D x 1 = L, Hiyo

L = L 0/g

(g - sababu ya Lorentz).

Vitendawili vyote vya contraction ya urefu vinahusishwa, bila shaka, na ulinganifu wa athari: ikiwa mwangalizi yuko ndani. S anaona kupunguzwa kwa urefu, kisha mwangalizi ndani S"lazima tuone jambo lile lile. Kutoka kwa "vitendawili" vya STR, hitimisho muhimu linaweza kutolewa: matokeo yoyote yanayopatikana kwa hoja sahihi katika mfumo fulani wa marejeleo wa inertial, ni kweli katika mfumo mwingine wowote wa marejeleo wa inertial.

Inapotumiwa kwa usahihi, SRT hairuhusu "paradoksia" zozote.

Baadhi ya mambo yanayoonekana dhahiri yanageuka kuwa si dhahiri ndani ya mfumo wa SRT. Kwa mfano, inaweza kuonekana kuwa ikiwa iko kwenye mhimili x nzi mchemraba wa saizi fulani, basi, kwa sababu ya contraction ya Lorentz, lazima mfumo wa maabara kuangalia flattened katika mwelekeo wa harakati, na kugeuka katika parallelepiped. Hesabu ya kina inaonyesha, hata hivyo, kwamba hii sivyo: mchemraba unaoonekana haubadili ukubwa wake na huzunguka tu kwa pembe fulani kuhusiana na mhimili. x. Matokeo haya ("kutoonekana kwa contraction ya Lorentz") ilipatikana miaka hamsini tu baada ya kuundwa kwa STR.

Alexander Berkov

Kwa mtazamo wa kwanza, ofisi ya hataza haikuwa ya kuahidi zaidi
mahali ambapo mapinduzi makubwa zaidi tangu Newton yangeweza kuanza

elimu katika fizikia. Lakini huduma hii pia ilikuwa na faida zake. Haraka
baada ya kushughulika na maombi ya hataza yakiwa yamebeba dawati lake,
Einstein aliegemea kiti chake na kuzama katika kumbukumbu za utotoni.
nia. Katika ujana wake alisoma "Vitabu vya Sayansi ya Asili kwa Watu"
Aaron Bernstein, "kazi niliyoisoma kwa kupumua"
Albert alikumbuka. Bernstein aliuliza msomaji kufikiria hilo
inafuata sambamba na mshtuko wa umeme inapopitishwa
kwa waya. Katika umri wa miaka 16, Einstein alijiuliza swali: angekuwaje?
Je, miale ya mwanga inaonekanaje ikiwa unaweza kuikamata? Alikumbuka:
"Kanuni hii ilizaliwa kutokana na kitendawili ambacho nilikutana nacho
Umri wa miaka 16: nikifukuza mwangaza kwa kasi c (kasi ya mwanga
katika utupu), lazima niangalie miale ya mwanga kama ya anga
uwanja wa sumakuumeme unaozunguka ukiwa umepumzika. Hata hivyo,
inaonekana kwamba kitu kama hicho hakiwezi kuwepo - uzoefu unasema hivyo, na
Hivyo ndivyo milinganyo ya Maxwell inavyosema." Akiwa mtoto, Einstein aliamini hivyo
ikiwa unasonga sambamba na mwanga wa mwanga kwa kasi ya mwanga, basi mwanga
itaonekana iliyoganda, kama wimbi lililogandishwa. Hata hivyo, hakuna mtu
Sikuona mwanga ulioganda, kwa hivyo ni wazi kuna kitu kilikuwa kibaya.

Mwanzoni mwa karne mpya, kulikuwa na nguzo mbili katika fizikia, ambayo juu yake
kila kitu kilitegemea kila kitu: nadharia ya Newton ya mechanics na mvuto na
Nadharia ya Maxwell ya mwanga. Katika miaka ya 1860, mwanafizikia wa Scotland James
Clark Maxwell alithibitisha kuwa mwanga unajumuisha umeme wa kusukuma
mashamba ya tric na magnetic, daima kubadilisha ndani ya kila mmoja.
Einstein alipaswa kugundua, kwa mshtuko wake mkubwa, kwamba
nguzo hizi mbili zinapingana, na mmoja wao ilibidi
kuanguka.

Katika milinganyo ya Maxwell aligundua suluhu ya kitendawili hicho
walimfuata kwa miaka 10. Einstein alipata kitu ndani yao
kile Maxwell mwenyewe alikosa: milinganyo ilithibitisha kuwa nuru ilipitishwa
hutembea kwa kasi ya mara kwa mara, wakati hakuna kabisa
cha muhimu ni jinsi ulivyojaribu haraka kumpata. Kasi ya mwanga
s ilikuwa sawa kwa wote mifumo ya inertial kumbukumbu (hiyo ni
mifumo ya kumbukumbu inayotembea kwa kasi ya mara kwa mara). alisimama
iwe uko papo hapo, unasafiri kwa treni au umeketi kwenye mwendo wa kasi
comet, bila shaka ungeona mwangaza wa nuru ukienda mbio mbele yako
kwa kasi ya mara kwa mara. Haijalishi umesonga kwa kasi gani
Ikiwa ulifanya hivyo mwenyewe, hutaweza kukimbia mwanga.

Hali hii ya mambo ilisababisha haraka kuibuka kwa washiriki wengi.
radoksi. Hebu fikiria kwa muda mwanaanga akijaribu kupata boriti
Sveta. Mwanaanga anapaa juu ya chombo cha anga, na sasa kinakimbia
kichwa kichwa na mwanga wa mwanga. Mtazamaji Duniani aliyeshuhudia
mwili wa baada ya hii dhahania, bila kudai kwamba mwanaanga na ray
taa husogea upande kwa upande. Walakini, mwanaanga angesema kitu tofauti, na
yaani: miale ya mwanga ilibebwa mbele kutoka kwake, kana kwamba ni cosmic
meli ilikuwa imepumzika.

Swali ambalo Einstein alikabili lilikuwa:
Je, watu wawili wanawezaje kuwa na tafsiri tofauti hivyo?
tukio sawa? Kulingana na nadharia ya Newton, miale ya mwanga inaweza daima
lakini kukamata; katika ulimwengu wa Maxwell hii ilikuwa haiwezekani. Einstein
ghafla ilinijia kwamba tayari katika kanuni za kimsingi za fizikia
Kulikuwa na kasoro ya msingi. Einstein alikumbuka kwamba katika chemchemi
1905 “dhoruba ilizuka katika kichwa changu.” Hatimaye alipata
suluhisho: wakati unasonga na kasi tofauti kulingana na
kasi ya harakati. Kimsingi, jinsi unavyoenda haraka, ndivyo unavyoenda polepole.
wakati unasonga. Wakati sio kamili, kama Newton aliamini hapo awali.
Kulingana na Newton, wakati ni sawa katika Ulimwengu wote na muda
sekunde moja duniani itakuwa sawa na sekunde moja kwenye Jupita
au Mars. Saa imesawazishwa kabisa na Ulimwengu mzima.
Hata hivyo, kulingana na Einstein, saa tofauti katika Ulimwengu hukimbia kwa viwango tofauti.
kasi ya juu.

Nyumbani > Hati

"Vitendawili"

uhusiano wa jumla

Kama ilivyo katika nadharia maalum ya uhusiano, kwa ujumla uhusiano "paradoksia" huruhusu sio tu kukataa hoja kulingana na kile kinachojulikana kama " akili ya kawaida"(uzoefu wa kawaida, wa kila siku), lakini pia kutoa maelezo sahihi, ya kisayansi ya "kitendawili", ambacho, kama sheria, ni dhihirisho la uelewa wa kina wa maumbile. Na ufahamu huu mpya unatolewa. nadharia mpya, hasa, uhusiano wa jumla.

"The Twin Paradox"

Wakati wa kusoma SRT, imebainika kuwa "kitendawili pacha" hakiwezi kuelezewa ndani ya mfumo wa nadharia hii. Wacha tukumbuke kiini cha "kitendawili" hiki. Mmoja wa ndugu mapacha anaruka kwenye chombo cha anga na, akimaliza safari, anarudi Duniani. Kulingana na ukubwa wa kasi ambayo mwanaanga atapata wakati wa kuruka, kugeuka na kutua, saa yake inaweza kubaki nyuma sana. saa za dunia. Inawezekana pia kwamba hatapata Duniani ndugu yake au kizazi alichokiacha Duniani mwanzoni mwa kukimbia kwake, kwani zaidi ya miaka kumi (mamia) itapita Duniani. Kitendawili hiki hakiwezi kutatuliwa ndani ya mfumo wa STR, kwa kuwa FR zinazozingatiwa si sawa katika haki (kama inavyotakiwa katika STR): chombo cha angani hakiwezi kuchukuliwa kuwa ISO, kwa kuwa kinasonga mbele. maeneo tofauti trajectories ni kutofautiana.

Ni ndani ya mfumo wa uhusiano wa jumla tu ndipo tunaweza kuelewa na kuelezea "kitendawili pacha" kwa njia ya asili, kwa kuzingatia masharti ya uhusiano wa jumla. Tatizo hili ni kutokana na kasi ndogo ya saa katika kusonga

CO (au katika uwanja sawa wa mvuto).

Wacha waangalizi wawili wa "mapacha" wawepo Duniani, ambayo tutazingatia kuwa CO isiyo na nguvu. Acha mwangalizi "A" abaki Duniani, na mwangalizi wa "pacha" wa pili "B" azindua kwenye meli ya anga, huruka kwenye anga isiyojulikana ya Nafasi, anageuza meli yake na kurudi Duniani. Ikiwa harakati katika Nafasi hutokea kwa usawa, basi wakati wa kuondoka, kugeuka na kutua, mapacha "B" hupata mizigo kupita kiasi, kwani inasonga kwa kasi. Harakati hizi zisizo sawa za mwanaanga "B" zinaweza kulinganishwa na hali yake katika uwanja fulani wa mvuto unaolingana. Lakini chini ya hali hizi (katika ISO bila uwanja wa mvuto au katika uwanja sawa wa mvuto), kushuka kwa kiwango cha saa ya kimwili (na sio kinematic, kama katika SRT) hutokea. Katika Uhusiano wa Jumla, fomula ilipatikana ambayo ilipokea usemi maalum kupitia uwezo wa mvuto:

ambayo inaonekana wazi kwamba kiwango cha saa kinapungua katika uwanja wa mvuto na uwezo (hiyo ni kweli kwa CO sawa na kasi ya kusonga mbele, ambayo katika shida yetu ni spaceship na "mapacha" "B").

Kwa hivyo, saa ya Duniani itaonyesha muda mrefu zaidi kuliko saa kwenye chombo hicho kitakaporudi duniani. Tunaweza kuzingatia toleo lingine la shida, kwa kuzingatia "mapacha" "B" bila kusonga, basi "mapacha" "A", pamoja na Dunia, itaondoka na kumkaribia "mapacha" "B". Hesabu ya uchambuzi katika kesi hii pia inaongoza kwa matokeo yaliyopatikana hapo juu, ingawa inaonekana kwamba hii haikupaswa kutokea. Lakini ukweli ni kwamba ili kuweka "spaceship" bila mwendo, ni muhimu kuanzisha mashamba ya kushikilia, uwepo wa ambayo itasababisha matokeo yanayotarajiwa kuwakilishwa na formula (1).

Wacha turudie tena kwamba "kitendawili pacha" hakina maelezo katika nadharia maalum ya uhusiano, ambayo hutumia marejeleo sawa ya inertial. Kulingana na SRT, "mapacha" "B" lazima aondoke kwa usawa na kwa usawa kutoka kwa mwangalizi "A". Katika fasihi maarufu, mara nyingi hupita wakati "wa papo hapo" katika kuelezea kitendawili, na kuchukua nafasi ya zamu ya kudumu ya chombo "kurudi Duniani" na zamu yake ya papo hapo, ambayo haiwezekani. Lakini kwa "ujanja huu wa udanganyifu" katika kusababu wanaondoa harakati ya kasi meli inageuka na kisha SO zote mbili ("Dunia" na "Meli") zinageuka kuwa sawa na zisizo na usawa, ambapo masharti ya SRT yanaweza kutumika. Lakini mbinu kama hiyo haiwezi kuzingatiwa kisayansi.

Kwa kumalizia, ni lazima ieleweke kwamba "kitendawili pacha" kimsingi ni tofauti ya athari inayoitwa mabadiliko ya mzunguko wa mionzi katika uwanja wa mvuto (kipindi. mchakato wa oscillatory kinyume na uwiano wa mzunguko; ikiwa kipindi kinabadilika, mzunguko pia hubadilika)

Mkengeuko wa miale ya mwanga inayopita karibu na Jua

Kwa hivyo, matokeo ya msafara wetu yanaacha shaka kidogo kwamba miale ya mwanga hupotoshwa karibu na Jua na kwamba kupotoka, ikiwa kunahusishwa na hatua ya uwanja wa mvuto wa Jua, inalingana kwa ukubwa na mahitaji ya nadharia ya jumla ya Einstein ya uhusiano.

F. Dyson, A. Eddington, K. Davidson 1920

Hayo hapo juu ni nukuu kutoka kwa ripoti ya wanasayansi ambao waliona kupatwa kwa jua kwa jumla mnamo Mei 9, 1919 ili kugundua athari ya kupotoshwa kwa miale ya mwanga iliyotabiriwa na uhusiano wa jumla ilipokuwa ikipita karibu na miili ya mvuto. Lakini hebu tuguse historia kidogo ya suala hili. Kama inavyojulikana, shukrani kwa mamlaka isiyopingika ya Newton mkuu, katika karne ya 18. fundisho lake la asili ya nuru lilishinda: tofauti na mwanafizikia wa kisasa na maarufu wa Uholanzi Huygens, ambaye alizingatia mwanga kama mchakato wa mawimbi, Newton aliendelea kutoka kwa mfano wa mwili, kulingana na ambayo chembe za mwanga, kama nyenzo (nyenzo) huingiliana. mazingira ambayo miili hutembea na kuvutiwa kulingana na sheria za mvuto, zilizojengwa na Newton mwenyewe. Kwa hivyo, corpuscles nyepesi lazima zikengeuke kutoka kwa mwendo wao wa mstari karibu na miili ya uvutano.

Tatizo la Newton lilitatuliwa kinadharia mwaka wa 1801 na mwanasayansi wa Ujerumani Seldner. Hesabu ya kiasi ilitabiri pembe ya mchepuko wa miale ya mwanga inapopita karibu na Jua kwa thamani ya 0.87".

Kwa ujumla uhusiano athari sawa pia alitabiri, lakini asili yake ni kudhani kuwa tofauti. Tayari na SRT, chembe za mwanga - fotoni - ni chembe zisizo na wingi, kwa hivyo maelezo ya Newton katika kesi hii haifai kabisa. Einstein alishughulikia tatizo hili kutokana na wazo la jumla kwamba mwili unaovutia hubadilisha jiometri ya nafasi inayozunguka, na kuifanya isiyo ya Euclidean. Katika muda wa nafasi uliopinda harakati za bure(ambayo ni mwendo wa mwanga) hutokea kwenye mistari ya kijiografia, ambayo haitakuwa sawa kwa maana ya Euclidean, lakini itakuwa. mistari mifupi zaidi katika muda wa nafasi uliopinda. Hesabu za kinadharia zilitoa matokeo mara mbili ya yale yaliyopatikana kulingana na nadharia ya Newton. Hivyo uchunguzi wa majaribio kupotoka kwa miale ya mwanga karibu na uso wa Jua kunaweza kutatua suala la kuegemea kimwili kwa uhusiano mzima wa jumla.

Athari ya uhusiano wa jumla inaweza kuangaliwa kwa kupotoka kwa miale ya mwanga na uwanja wa mvuto tu katika kesi wakati mwanga kutoka kwa nyota unapita karibu na uso wa Jua, ambapo uwanja huu una nguvu ya kutosha kuathiri kwa kiasi kikubwa jiometri ya muda wa nafasi. . Lakini chini ya hali ya kawaida, haiwezekani kutazama nyota karibu na diski ya jua kwa sababu ya mwanga mkali kutoka kwa Jua. Ndio maana wanasayansi walitumia tukio la kupatwa kwa jua kwa jumla, wakati diski ya Jua inafunikwa na diski ya Mwezi. Einshtein alipendekeza kupiga picha kwenye nafasi ya mzunguko wa jua wakati wa dakika za kupatwa kwa jua kwa jumla. Kisha piga picha sehemu hiyo hiyo ya anga tena wakati Jua liko mbali nalo. Kulinganisha picha zote mbili kutaonyesha mabadiliko katika nafasi ya nyota. Nadharia ya Einstein inatoa usemi ufuatao wa ukubwa wa pembe hii:

, (2)

Wapi M- wingi wa Jua. R- radius ya Jua, G-mvuto mara kwa mara, NA- kasi ya mwanga.

Tayari uchunguzi wa kwanza wa athari hii (1919) ulitoa matokeo ya kuridhisha kabisa: kwa kosa la 20%, pembe iligeuka kuwa 1.75". Bado ilikuwa muhimu kuongeza usahihi wa matokeo. Lakini kupatwa kwa jua kwa jumla hakuwezi. irudiwe tunapotaka.Pamoja na ukweli kwamba kupatwa kwa jua hutokea mara kadhaa kwa mwaka, lakini si mara zote ambapo kuna masharti ya uchunguzi, na hali ya hewa (mawingu) haikuwa nzuri kila wakati kwa wanasayansi.Aidha, usahihi wa uchunguzi uliathiriwa. kwa mgawanyiko wa mwanga, ambao ulipotosha picha ya nyota.Na bado iliwezekana kuongeza usahihi na kupunguza kosa hadi asilimia 10. Hali ilibadilika sana wakati interferometers za redio ziliundwa, kutokana na matumizi ambayo makosa ya uchunguzi. ilipungua hadi 0.01 "(yaani 0.5 % ya 1.75").

Katika miaka ya 70 Kupotoka kwa mionzi ya redio kutoka kwa quasars (maundo ya nyota, asili ambayo haijasomwa vya kutosha) ZS273 na ZS279 ilipimwa.

Vipimo vilitoa maadili ya 1,82±0",26 na 1",77±0",20, ambayo yanahusiana vyema na utabiri wa uhusiano wa jumla.

Kwa hivyo, uchunguzi wa kupotoka kwa mawimbi ya mwanga (umeme) kutoka kwa unyoofu (kwa maana ya jiometri ya Euclidean) wakati wa kupita karibu na miili mikubwa ya mbinguni inaonyesha wazi kuegemea kwa mwili kwa uhusiano wa jumla.

Mzunguko wa perihelion ya Mercury

A. Einstein, alipokuwa akiendeleza Uhusiano Mkuu, alitabiri athari tatu, maelezo ambayo na makadirio yao ya kiasi hayakupatana na kile ambacho kingeweza kupatikana kwa msingi wa nadharia ya Newton ya uvutano. Mbili ya athari hizi (kuhama nyekundu ya mistari ya spectral iliyotolewa na nyota kubwa na kupotoka kwa miale ya mwanga wakati wa kupita karibu na uso wa Jua na miili mingine ya mbinguni) imejadiliwa hapo juu. Hebu fikiria ya tatu iliyotabiriwa na Einstein athari ya mvuto- mzunguko wa perihelion ya sayari za mfumo wa jua. Kulingana na uchunguzi wa sheria za Tycho Brahe na Kepler, Newton alithibitisha kwamba sayari huzunguka Jua katika mizunguko ya duaradufu. Nadharia ya Einstein ilifanya iwezekane kugundua athari ya hila zaidi - mzunguko wa duaradufu ya obiti kwenye ndege yao.

Bila kwenda kwenye mahesabu madhubuti ya hesabu, tutaonyesha jinsi unaweza kukadiria maadili yanayotarajiwa ya mzunguko wa obiti. Ili kufanya hivyo, tunatumia njia inayoitwa dimensional. Kwa njia hii, kwa kuzingatia masuala ya kinadharia au data ya majaribio, kiasi ambacho huamua mchakato unaozingatiwa huanzishwa. Kutoka kwa idadi hii imeundwa usemi wa algebra, kuwa na mwelekeo wa kiasi kinachohitajika, ambacho mwisho huo ni sawa. Katika shida yetu, tunachagua kama kufafanua idadi:

1) Kinachojulikana kama radius ya mvuto wa Jua, ambayo kwa Jua (na miili mingine ya mbinguni) imehesabiwa na formula.

2) Umbali wa wastani wa sayari hadi Jua

(kwa Mercury ni 0.58
)

3) Kasi ya wastani ya angular ya mapinduzi ya sayari kuzunguka Jua

Kwa kutumia njia ya dimensional, tutaunda thamani ifuatayo (ikumbukwe kwamba njia ya dimensional inahitaji intuition ya mtafiti, ufahamu mzuri fizikia, ambayo, kama sheria, hupatikana kwa mafunzo ya mara kwa mara na kutatua shida zinazofanana):

Wapi
inafafanua kasi ya angular harakati ya perihelion ya mzunguko wa sayari.

Kwa Mercury
(kwa Ardhi
) Ili kufikiria angle ya mzunguko wa perihelion ya sayari, kumbuka kwamba sekunde ya arc ni pembe ambayo sarafu ya senti "inaonekana" kutoka umbali wa kilomita 2!

Mwendo wa mzunguko wa sayari ya Mercury ulionekana kwa mara ya kwanza muda mrefu kabla ya kuundwa kwa General Relativity na mtaalamu wa nyota wa Kifaransa Le Verrier (karne ya 19), lakini nadharia ya Einstein pekee ilitoa maelezo thabiti kwa athari hii. Inashangaza, wanasayansi waliweza "kuzalisha" jambo hili la mbinguni kwa kuchunguza harakati za satelaiti za bandia za Dunia. Kwa kuwa pembe ya mzunguko wa perihelion ni sawia na mhimili wa nusu-kubwa wa obiti ya satelaiti, usawa wake, na kinyume chake na kipindi cha mzunguko wa satelaiti, basi, kwa kuchagua maadili sahihi ya kiasi hiki, mtu anaweza kufanya = 1500 "katika miaka 100, na hii ni zaidi ya mara 30 ya mzunguko wa pembe ya obiti kwa Mercury. Hata hivyo, kazi inakuwa ngumu zaidi, kwa kuwa harakati ya satelaiti ya bandia inathiriwa na upinzani wa hewa, sura isiyo ya spherical na heterogeneity ya Dunia, kivutio kwa Mwezi, nk Na bado, uchunguzi wa maelfu ya satelaiti bandia, iliyozinduliwa katika nafasi ya karibu ya Dunia zaidi ya miaka 30 iliyopita, inathibitisha wazi utabiri wa Uhusiano Mkuu.

Uhesabuji wa "radius" ya Ulimwengu

Miongoni mwa mifano mbalimbali ya Ulimwengu inayozingatiwa katika Uhusiano wa Jumla, kuna kinachojulikana kama mfano wa Ulimwengu uliosimama, uliozingatiwa kwanza na A. Einstein mwenyewe. Ulimwengu unageuka kuwa wa mwisho (lakini usio na kikomo!), Inaweza kuwakilishwa kwa namna ya mpira (uso wa mpira hauna mpaka!). Halafu inakuwa inawezekana kuamua "radius" ya Ulimwengu kama huo. Ili kufanya hivyo, hebu tuchukulie kwamba nishati kamili ya Ulimwengu wa duara inatokana na mwingiliano wa mvuto wa chembe, atomi, nyota, galaksi na muundo wa nyota. Kulingana na STR, jumla ya nishati ya mwili uliosimama ni sawa na
, Wapi M- umati wa Ulimwengu, ambao unaweza kuhusishwa na "radius" yake
, - msongamano wa wastani wa maada unaosambazwa sawasawa katika ujazo wa Ulimwengu. Nishati ya mvuto mwili wa spherical eneo inaweza kuhesabiwa msingi na sawa na:

Kwa kupuuza mgawo wa nambari za mpangilio wa umoja, tunasawazisha misemo yote miwili kwa nishati, na tunapata kwa "radius" ya Ulimwengu. usemi unaofuata:

Kukubali (ambayo inalingana na uchunguzi)

tunapata kwa "radius" ya Dunia thamani inayofuata:

Thamani hii huamua "upeo" unaoonekana wa Dunia. Nje ya nyanja hii hakuna jambo na hakuna uwanja wa sumakuumeme. Lakini matatizo mapya hutokea mara moja: vipi kuhusu nafasi na wakati, je, zipo nje ya nyanja? Maswali haya yote hayajatatuliwa; sayansi haijui jibu dhahiri kwa maswali kama haya.

"Ukomo" wa Ulimwengu katika mfano unaozingatiwa huondoa kinachojulikana kama "kitendawili cha picha": anga ya usiku haiwezi kuwa mkali (kama inavyopaswa kuwa ikiwa Ulimwengu hauna mwisho na idadi ya nyota pia haina mwisho), kwani idadi ya nyota (kulingana na mfano unaozingatiwa)) bila shaka kwa sababu ya ujazo wa mwisho wa Ulimwengu, na kwa sababu ya kunyonya kwa nishati ya mawimbi ya sumakuumeme ndani. nafasi ya nyota Mwangaza wa anga unakuwa mdogo.

Mfano wa Ulimwengu uliosimama ndio mfano wa kwanza kabisa wa Ulimwengu, kama ilivyotajwa hapo juu, uliopendekezwa na muundaji wa General Relativity mwenyewe. Walakini, tayari mwanzoni mwa miaka ya 20. Mwanafizikia wa Kisovieti na mwanahisabati A.A. Friedman alitoa suluhisho tofauti kwa hesabu za Einstein kwa uhusiano wa jumla na akapokea chaguzi mbili za maendeleo kwa ulimwengu unaojulikana kama ulimwengu usio na msimamo. Miaka michache baadaye, mwanasayansi wa Marekani Hubble alithibitisha maamuzi ya Friedman kwa kugundua upanuzi wa Ulimwengu. Kulingana na Friedman, kulingana na msongamano wa wastani wa vitu katika Ulimwengu, upanuzi unaoonekana sasa utaendelea milele, au baada ya malezi ya galaksi kupungua na kuacha, mchakato wa kukandamiza Ulimwengu utaanza. Ndani ya mfumo wa kitabu hiki, hatuwezi kujadili mada hii zaidi na kuwarejelea wasomaji wadadisi fasihi ya ziada. Tuligusia suala hili kwa sababu kielelezo cha Ulimwengu unaopanuka huturuhusu kuondoa kitendawili cha picha kilichojadiliwa hapo juu, huku tukitegemea misingi mingine. Kwa sababu ya upanuzi wa Ulimwengu na kuondolewa kwa nyota kutoka kwa Dunia, athari ya Doppler inapaswa kuzingatiwa (katika kesi hii, kupungua kwa mzunguko wa mwanga unaoingia) - kinachojulikana kama mabadiliko nyekundu ya mzunguko wa mwanga (sio). kuchanganyikiwa na athari sawa inayohusishwa sio na harakati ya chanzo cha mwanga, lakini kwa uwanja wake wa mvuto). Kama matokeo ya athari ya Doppler, nishati ya flux nyepesi imedhoofika sana na mchango wa nyota ziko zaidi ya umbali fulani kutoka kwa Dunia ni sawa na sifuri. Kwa sasa, inakubaliwa kwa ujumla kuwa Ulimwengu hauwezi kusimama, lakini tulitumia mfano kama huo kwa sababu ya "unyenyekevu" wake, na "radius" ya Dunia haipingani na uchunguzi wa kisasa.

"Mashimo meusi"

Wacha tuseme mara moja kwamba "mashimo meusi" bado hayajagunduliwa kwa majaribio katika Ulimwengu, ingawa kuna "wagombea" kadhaa wa jina hili. Hii ni kutokana na ukweli kwamba nyota ambayo imegeuka kuwa "shimo nyeusi" haiwezi kugunduliwa na mionzi yake (kwa hiyo jina "shimo nyeusi"), kwa kuwa, kuwa na uwanja mkubwa wa mvuto, haitoi yoyote. chembe za msingi, wala mawimbi ya sumakuumeme acha uso wako. Masomo mengi ya kinadharia yameandikwa kwenye "shimo nyeusi"; fizikia yao inaweza kuelezewa tu kwa msingi wa uhusiano wa jumla. Vitu vile vinaweza kutokea katika hatua ya mwisho ya mageuzi ya nyota, wakati (kwa wingi fulani, angalau 2-3 raia wa jua) shinikizo la mwanga wa mionzi haiwezi kukabiliana na ukandamizaji wa mvuto na uzoefu wa nyota "kuanguka," i.e. inageuka kuwa kitu cha kigeni - "shimo nyeusi". Wacha tuhesabu radius ya chini ya nyota, kuanzia ambayo "kuanguka" kwake kunawezekana. Ili mwili wa nyenzo uondoke kwenye uso wa nyota, lazima ushinde mvuto wake. Hii inawezekana ikiwa nishati ya mwili mwenyewe (nishati ya kupumzika) inazidi nishati inayowezekana mvuto, ambayo inahitajika na sheria ya uhifadhi jumla ya nishati. Unaweza kuunda usawa:

Kulingana na kanuni ya usawa, misa sawa ya mwili imesimama upande wa kushoto na kulia. Kwa hivyo, kwa usahihi kwa sababu ya mara kwa mara, tunapata radius ya nyota ambayo inaweza kugeuka kuwa "shimo nyeusi":

Thamani hii ilihesabiwa kwanza na mwanafizikia wa Ujerumani Schwarzschild nyuma mwaka wa 1916, kwa heshima yake thamani hii inaitwa radius ya Schwarzschild, au radius ya mvuto. Jua linaweza kugeuka kuwa "shimo nyeusi" na molekuli sawa, kuwa na eneo la kilomita 3 tu; Kwa mwili wa mbinguni, sawa kwa wingi na Dunia, radius hii ni 0.44 cm tu.

Kwa kuwa katika formula ya
, kasi ya mwanga huingia, basi kitu hiki cha mbinguni kina asili ya relativistic tu. Hasa, kwa kuwa General Relativity inaeleza kupungua kwa kasi kwa saa za kimwili katika uwanja wenye nguvu wa uvutano, athari hii inapaswa kuonekana hasa karibu na "shimo jeusi." Kwa hivyo, kwa mwangalizi aliye nje ya uwanja wa mvuto wa "shimo nyeusi", jiwe linaloanguka kwa uhuru kwenye "shimo nyeusi" litafikia nyanja ya Schwarzschild kwa muda mrefu sana. Wakati saa ya "mtazamaji" inayoanguka pamoja na jiwe bado inaonyesha wakati wa mwisho (sahihi). Mahesabu kulingana na vifungu vya Uhusiano wa Jumla husababisha ukweli kwamba uwanja wa mvuto wa "shimo nyeusi" sio tu uwezo wa kupiga njia ya mwanga, lakini pia kukamata flux ya mwanga na kuilazimisha kuzunguka " shimo nyeusi" (hii inawezekana ikiwa boriti ya mwanga itapita kwa umbali wa karibu 1.5, lakini harakati kama hiyo haina msimamo).

Ikiwa nyota iliyoanguka ilikuwa nayo kasi ya angular, i.e. kuzungushwa, basi "shimo nyeusi" linapaswa kuhifadhi wakati huu wa mzunguko. Lakini basi uwanja wa mvuto unaozunguka nyota hii unapaswa kuwa na tabia ya vortex, ambayo itajidhihirisha katika mali ya pekee ya muda wa nafasi. Athari hii inaweza kufanya iwezekanavyo kugundua "shimo nyeusi".

Katika miaka ya hivi karibuni, uwezekano wa "uvukizi" wa "mashimo nyeusi" umejadiliwa. Hii ni kwa sababu ya mwingiliano wa uwanja wa mvuto wa nyota kama hiyo na utupu wa mwili. Katika mchakato huu, athari za quantum zinapaswa kuonekana tayari, i.e. Uhusiano wa jumla unageuka kuunganishwa na fizikia ya ulimwengu mdogo. Kama tunavyoona, kitu cha kigeni kilichotabiriwa na General Relativity - "shimo nyeusi" - inageuka kuwa kiunga cha kuunganisha kati ya vitu vinavyoonekana kuwa mbali - microcosm na Ulimwengu.

Fasihi kwa usomaji zaidi

1.Braginsky V.B., Polnarev A.G. Mvuto wa kushangaza M., Mir, 1972.