Имитация замедления времени и других релятивистских эффектов на примерах с плавающими кораблями

ИМИТАЦИЯ ЗАМЕДЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ И ДРУГИХ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЭФФЕКТОВ НА ПРИМЕРАХ С ПЛАВАЮЩИМИ КОРАБЛЯМИ

Рассмотрим поведение объектов, которые, будучи тихоходными, ведут себя, тем не менее, по законам специальной теории относительности.

Представим себе плоскодонный водоем поверхности плоскодонного водоема глубиной h, заполненный стоячей водой. На поверхности водоема находится корабль, снабженный маятниковыми часами и работающими от сигналов, генерируемых этими часами (в такт с этими часами) приборами. Функцию маятника часов выполняет скоростной челнок, совершающий непрерывное движение по отвесной (по отношению к данной барже) линии между баржей и дном. Каждый рейс челнока ко дну и обратно требует времени Дt= 2h/V_Z

где V_Z — скорость погружения и всплытия подводного челнока, и сопровождается сменой показания часов. Челнок движется с постоянной скоростью V относительно воды, и в случае, если корабль покоится, челнок движется перпендикулярно ко дну, и его скорость V_Z погружения и всплытия челнока равна V. Время Дt рейса челнока ко дну и обратно равно 2h/V. Скорость V превышает скорость кораблей v, т. е. выполняется условие v < V.

Если корабль идет со скоростью v, скорость тиканья часов и быстродействие приборов на баржах уменьшается. Это происходит из-за того, что при движении корабля со скоростью v скорость V_Z погружения и всплытия челнока, курсирующего в воде между кораблем и дном водоема по гипотенузам прямоугольных треугольников, оказывается равной. Время на движущемся корабле, которое можно назвать сымитированным временем t', течет медленнее времени t на покоящемся корабле также в раз. Таким образом, чем быстрее идет по воде корабль, тем реже «качается» маятник и тем замедленнее выполняются действия размещенных на этом корабле приборов, быстродействие которых пропорционально частоте челночного маятника.

С помощью таких кораблей легко сымитировать замедления времени.

Пусть на поверхности воды на удалении друг от друга находятся два покоящихся корабля. Представим себе, что корабли оснащены скоростными лодками, которые, как и челноки, плавают со скоростью V, но только по поверхности воды. Пусть приборы кораблей синхронизируют эти часы, используя для передачи информации скоростную лодку, которая плавает от одного корабля к другому и обратно. Если приборы обладают информацией, что скорости лодки относительно кораблей в противоположных направлениях равны, то, используя лодку, приборы синхронизируют часы, как это делается с помощью светового сигнала в специальной теории относительности.

Синхронизировав часы, приборы на покоящихся кораблях могут сравнить ход своих часов с ходом часов корабля, который проплывает мимо них вдоль соединяющей их линии. Снимая показания часов движущегося корабля в местах расположения покоящихся кораблей и сравнивая эти показания с показаниями синхронизированных часов на своих кораблях, приборы фиксируют замедление времени на плывущем корабле в раз.

А теперь представьте теперь два плывущих друг за другом со скоростью v корабля. Пусть в некоторый момент времени первый корабль проплыл мимо покоящегося корабля, а спустя некоторое время мимо покоящегося корабля проплыл и второй корабль. Сравнив показания часов покоящегося корабля с показаниями предварительно синхронизированных часов своих кораблей, приборы движущихся кораблей обнаружат разность хода своих часов и часов покоящегося корабля. Результат сравнения часов покоящегося корабля и часов движущихся кораблей зависит от метода синхронизации часов.

Если приборы на движущихся кораблях могут измерить скорость v своих кораблей или обладают информацией о том, что их корабли движется со скоростью v, то они, синхронизируя свои часы с помощью плавающей между их кораблями лодки, учтут неодинаковость скорости используемой ими скоростной лодки относительно своих кораблей по ходу и против хода их движения. Синхронизировав таким образом часы, они получат верный результат, согласно которому время на покоящемся корабле течет в раз быстрее их собственного времени. Однако этот результат может быть прямо противоположным, если у приборов на движущихся кораблях нет информации о движении своих кораблей и нет иных средств общения между кораблей, кроме как скоростных лодок. Дело в том, что, посылая с баржи на баржу лодку, переносящую необходимую информацию, приборы могут зарегистрировать только факт относительного движения барж друг относительно друга. Элементарные расчеты показывают, что приборы не в состоянии определить, какие из кораблей движутся, а какие покоятся относительно воды. Если приборы используют ложную информацию о покое своих кораблей, то, принимая свои движущиеся относительно воды корабли за покоящиеся, они принимают за движущийся относительно них покоящийся в воде корабль. При этом они используют ложное условие равенства скорости лодки относительно своих кораблей по ходу их движения и против него. В этом случае, синхронизировав часы методом Эйнштейна, приборы на движущихся кораблях, как это ни странно выглядит, зафиксируют ложное замедление времени на покоящемся в воде корабле, которые согласно их предположениям движется относительно них.

В процессе работы над имитацией авторами книги была обнаружена закономерность, послужившая основой работы, результаты которой представлены в статье «Why the velocities of material bodies cannot achieve the speed of light in a vacuum». В статье показана причина конечности скорости света и ограниченности скорости материальных объектов скоростью света. Причина состоит в присутствии, как в пространстве, так и внутри материальных тел безмассовых сигналов, которые, находясь внутри материальных тел, инициируют в них свершение микропроцессов (событий), ответственных за физическое изменение этих тел.

Предположение на математическом уровне увеличения скорости безмассовых сигналов приводит к пропорциональному росту скорости изменения материальных тел, являющейся по сути дела скоростью течения времени. Предположительный рост скорости сигналов внутри материальных тел и обусловленного им пропорционального роста скорости течения времени приводит к неизменности конечной физической скорости безмассовых сигналов. относительность синхронизация скорость тело.

• 1. В. Н. Матвеев, О. В. Матвеев. Занимательная имитация специальной теории относительности средствами классической физики. 2012, М., Книжный дом «Либроком»
• 2. V.N. Matveev, O.V. Matvejev. Simulation of Kinematics of Special Theory of Relativity. http://arxiv.org/abs/1201.1828