Реферати українською » Авиация и космонавтика » Зоряна аберація проти релятивістської астрономії


Реферат Зоряна аберація проти релятивістської астрономії

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Зоряна аберація проти релятивістської астрономії

Корнєва М. В.,Кулигин В.А.,Кулигина Г.А.

(Дослідницька група АНАЛІЗ,kuligin.mylivepage)


Анотація.

Показано, що перетворенняЛоренца, що зберігає рівняння Максвелла інваріантними, оперує дійсним об'єктом та її становище у просторі і з мнимим відображенням цього об'єкта у просторі світловими променями. Це становище є основою класичною та релятивістської теорії аберації.Пространственно-временние спотворення, які бачить спостерігач, належать лише легендованому зображенню. Реальний об'єкт немає спотворень. Новий підхід явищем аберації дає змоги виявити коріння помилок СТО. Поширюючи перетворенняЛоренца попри всі без винятку, Ейнштейн «не зрозумів», що фактично він заміняє справжні об'єкти їх вдаванимиотображениями, отриманими з допомогою світлових хвиль. Він серйозно розглядав ці удавані зображення як «справжні об'єкти».


Запровадження

Щоб осягнути нову інтерпретацію перетворенняЛоренца, ми забули постулати та організаційні принципи, призначені Ейнштейном в основи Спеціальної теорії відносності. Ми повинні повернутися до 1904 рік, коли Пуанкаре першим узагальнив принцип відносності Галілея [1]. Він поширив Україні цього принципу наелектродинамику. Принцип Пуанкаре відкидав існування абсолютної системи відліку.

Рівняння Максвелла не підпорядковувалися перетворенню Галілея. Існує великий клас інших перетворень, що зберігаєинвариантность цих рівнянь у будь-якійинерциальной системі відліку [2]. ПеретворенняЛоренца є окреме питання. Нова інтерпретація відокремлює матеріальні тіла,квазистатические поля зарядів і гравітації від електромагнітних хвиль. Для хвиль використовується перетворенняЛоренца, а матеріальних тіл ми будемо використовувати перетворення Галілея. У новій інтерпретації ми зберігаємоевклидово простір і єдиний час всім інерціальних систем відліку. Тут немає протиріччя. Пізніше ми обговоримо це запитання.

У фізиці існують два виду відбиття матеріальних об'єктів у просторі.

1.  Класичне відображення. Ще школі, вирішуючи фізичні завдання механіки, ми звикли до того, що становище тіла у просторі в момент часу відображається миттєво (без жодних спотворень). Таке відображення спирається миттєву передачу інформації. Класичне відображення ніколи й ніхто не викликало підозр у некоректності, хоча ніхто й не пропонував фізичної моделі реалізації цього способу.

2.  Відображення з допомогою світлових променів. Відображення з допомогою світлових променів має особливості. Світло (електромагнітні хвилі) теж здатний терпіти й передавати інформацію. Однак це інформація на відміну миттєвого відображення може сприйматися з спотвореннями. ПеретворенняЛоренца таки описує такий спосіб.

3.  Але ці способи відображення є взаємовиключними. Вони взаємопов'язані. Завжди можна вийти з одного засобу опису до іншого, від миттєвого відображення до відображенню з допомогою світлових променів і навпаки.

Особливість перетворенняЛоренца у цьому, що його відображає механічне переміщення об'єктів із допомогою світлових променів і дає відображення, спираючись на принцип сталості швидкості світу в всіх інерціальних системах. Ця обставина накладає певні умови на інтерпретацію явищ електродинаміки.

Відображення з допомогою світлових променів (перетворенняЛоренца) просторових відрізків і інтервалів часу з однієїинерциальной системи відліку до іншої має кінематичний характер. Воно не пов'язані з реальним зміною відображуваних об'єктів.

Зіставляючи системи відліку рушійної спостерігача і нерухомого джерела світла, ми можемо виділити базову систему відліку. Це таку систему відліку, у якій світловий джерело нерухомий. У базової системі відліку відсутня ефект Доплера, аберація світла, і інші явища. Параметри, обмірювані у базовій системі відліку, є еталонами (стандартами), з якими ми порівнюємо самі параметри в що просувалася системі відліку.

>Наблюдаемие зміни (спотворення), які під час відображенні, коли спостерігач переходить з однієїинерциальной системи відліку до іншої, ставляться до явищам (розмову про явище та сутність див. в [3]). Наприклад, бачимо скорочення рушійної відрізка чи бачимо зміна темпу часу є явище, тобто. викривлене відображення просторового відрізка чи інтервалу часу з базової системи до системи відліку рушійної спостерігача. Зауважимо, що у СТО А. Ейнштейна такий відсутня. У ньому явища витлумачуються як б реальні зміни, ніж як кінематичні явища.

Параметри, які ми відносити виключно базової системі, ми помічати індексом «0».


1.Аберрация світла

Уявіть собі, що ви дивіться до дзеркала і предмети, розташовані позаду. Ви знаєте, що видимі у дзеркалі предмети представляють нещире зображення дійсних предметів. З вдаваними зображеннями ми зустрічаємося у шкільництві.Телескопи, мікроскопи, лупа – всі ці прилади засновані на використанні мнимого зображення.

Проте якщо з мнимим зображенням ми можемо зіштовхнутися і приладів. Вночі, розглядаючи на темному небі зірку, не усвідомлюємо, що світ неї йде до нас мільйони. Упродовж цього терміну зірка встигне зміститися, і ми бачити її нещире зображення. Сама зоря у момент спостереження невидима, тобто. перебуватиме у іншому місці простору.

Кут між напрямом на видиме становище зірки (нещире зображення) і напрямом їхньому дійсне становище називається кутом аберації. Явище зоряної аберації виникає лише за наявності відносного руху між спостерігачем і піднаглядним об'єктом. Таке відносне рух спотворює видиме (нещире) зображення руху об'єкта. Виникають інші явища, наприклад, ефект Доплера (спотворення інтервалів часу), спотворення деяких розмірів рушійної об'єкта. Спотворення видимих розмірів зумовлено зміною направленості фронту хвилі через відносного руху. Всі ці спотворення ставляться донаблюдаемому (легендованому) об'єкту. Реальний об'єкт у спостереженнях не відчуває жодних спотворень.

Нехай спостерігач N рухається щодо джерела світла P.S зі швидкістю V, як показано на рис. 1. Базова система відліку джерела P.S (x0, y0, >z0, >t0). У час випромінювання світлового імпульсу джерелом P.S спостерігач перебуватиме у точціN*. У точці N світловий імпульс і спостерігач зустрічаються. Через руху спостерігача напрям фронту світловий хвилі цей спостерігач сприйматиме спотвореним.Воспринимаемий спостерігачем фронт нічого очікувати перпендикулярний напрямку >SN.Наблюдаемий фронт буде перпендикулярний лінії >SN*. Очевидна становище P.S* будується на продовженні променів з точки N.

>Рис. 1. V – швидкість руху спостерігача щодо джерела; P.S* - нещире зображення джерела в останній момент прийому світлового сигналу; P.S – дійсне становище джерела той самий час; R – відстань, обмірюване у момент прийому сигналу;  R0 – дійсне відстань між джерелом і у момент прийому сигналу спостерігачем.

Це цікаве і найважливіший факт. Оскільки спостерігач сприймає фронт хвилі у спотвореному вигляді (повернений), він «добудовує» об'єкт з його характеристиками, продовжуючи промені перпендикулярно фронту. Не суб'єктивний, а об'єктивний факт. І це чинить і розмір, пов'язані з спостерігачем.

Отже, спостерігач оперує двома об'єктами: з дійсним об'єктом (сутність) і з його мнимим зображенням (явище). Це важливу обставину релятивісти обходять. Справжнє становище об'єкта описується з допомогою миттєвого відображення, а нещире – з допомогою добудував світлових променів.

Перейдемо до системи відліку спостерігача (рис. 2). Тут ми також маємо працювати з явищем аберації. Світло джерела P.S*, що йде з точки до осі x, поширюватиметься до спостерігачеві кінцеве час. Протягом часу цього поширення джерело переміститься зі швидкістю V до нового становище P.S. Отже, в останній момент прийому світлового сигналу джерело перебуватиме в іншому місці за відношення донаблюдаемому дослідником становищу. Наглядач, приймаючи світловий сигнал у точці N, «добудовує» світловий промінь в точку P.S*. Він бачитиме нещире зображення P.S*.

>Рис. 2 Явища, які у системі відліку спостерігача.

Отже, є еквівалентних пояснення явища аберації, але обидва спираються існувати реального об'єкту і його мнимого відображення.

2. Кількісні висловлювання для явищ

Не відкидаємо математичний формалізм перетворенняЛоренца і даємо їй один нову інтерпретацію. Тому не будемо тут доводити відомі співвідношення. Вони є у будь-якому підручнику. Нова інтерпретація спирається на класичні уявлення щодо простору і часу. Простір є загальним всім інерціальних систем відліку, а час їм єдиним. Світло сприймається як переносник інформації, який передає цю інформацію з спотвореннями. Відразу ж таки відзначимо, що «парадокс близнюків» зникає. Темп життя близнюків залежить від вибору системи відліку і однаковий (час об'єднані!).Кажущееся «уповільнення» темпу життя рушійної близнюка наслідком ефекту Доплера.

Подібно перетворенню Галілея, перетворенняЛоренца описує кінематичні явища, тобто. явища, зумовлені відносним рухом спостерігача і об'єкта спостереження. ПеретворенняЛоренца показує, як відбиваються з допомогою світлових променів лінійні відтинки, просторові інтервали тощо. з базової системи відліку до системи відліку спостерігача. Усе це відображена інформація належить до легендованому об'єкту. вона є об'єктивної.

Через відносного руху спостерігача і джерела перетворенняЛоренца відображає просторові відтинки і тимчасові інтервали з спотвореннями.

Нині ми можемо обговорювати явища, які з перетворенняЛоренца. Оскільки ми змінюємо математичного формалізму перетворенняЛоренца, ми не маємо необхідності виводити відомі співвідношення. Нижче ми наведемо їх, забезпечивши їх короткими коментарями.

1.Наблюдаемая швидкість руху об'єкта (явище). Нехай джерело випромінювання почиває базової системі відліку До0, а спостерігач в що просувалася системі До. У роботі [2] дано висновок висловлювання для що спостерігається швидкості v руху мнимого джерела в До. Ця швидкість залежить від кута спостереження . Швидкість v>лор це швидкість, що входить у перетворенняЛоренца як відносної швидкості інерціальних систем відліку.Наблюдаемая швидкість дорівнює

   (2.1)

Вона може перевищувати швидкість світла у вакуумі.

>Рис. 3

Отриманий результат має цікаві слідства. Коли вдаваний джерело світла видно спостерігачеві з точки  = 90про, маємо v>набл = v>лор. Тут що спостерігається швидкість збігаються з швидкістю, що входить у перетворенняЛоренца. Але але це означає, що швидкість v>лор є справжньою швидкістю відносного руху. Вона викривлена ефектом Доплера.

2. Критичний кут спостереження. У перетворенняЛоренца тут існують критичний кут спостереження, у якому відсутня ефект Доплера. Цей кут дорівнює

        (2.2)

Цікаво зазначити таке.

a. По-перше, що з критичному вугіллі спостереження відсутні спотворення при відображенні інтервалів часу й довжин відрізків (немає явищ «уповільнення» часу й «стискування» масштабуx =x0;y =y0;>z =>z0;>t =>t0). 

b. По-друге, існування критичного кута дозволяє завжди здійснювати «синхронізацію годин» двох інерціальних систем (одне з проблем СТО), якщо посилати сигнали синхронізації під цим кутом.

з. По-третє, можна знайти справжню швидкість відносного руху інерціальних систем відліку. І тому звернімося рис. 3, де наведено графік що спостерігається швидкості.

Насправді ж швидкість відносного руху інерціальних систем спостерігається лише за критичному вугіллі спостереження. Тільки за такої вугіллі спостереження відсутні спотворення відрізків і інтервалів часу:x =x0;y =y0;>z =>z0;>t =>t0. Насправді ж швидкість відносного руху залежить від кута спостереження (на відміну що спостерігається швидкості), постійна і дорівнює

        (2.3)

Висловлюючи у перетворенні цієїЛоренца швидкість v>лор через V, можна записати модифіковане перетворення, що має вид [3]

        (2.4)

Швидкість V, що входить у перетворення, це справжня швидкість відносного руху двох об'єктів: спостерігача і об'єкта спостереження. Вона обчислюється по класичному правилу складання швидкостей (правило паралелограма). Через це не потрібно використовувати формули складання швидкостей Ейнштейна і використовувати групові властивості перетворенняЛоренца. Не треба в послідовному використанні цього перетворення під час переходу з однієї системи відліку до іншої.

>Наблюдаемая швидкість і критичний кут,виражение через швидкість V, мають вигляд:

                 

Це модифіковане перетворення.

Ілюстрація. Запровадження дійсною швидкості відносного руху дозволяє вдихнути нове інтерпретацію релятивістським явищам, наприклад, «збільшення часу життя» мезонів, хіба що «підтверджуючому» СТО. Відстань, прохіднемезонами, одно

Ми можемо цієї формули інтерпретувати інакше. Час життя мезонів залежить від виборуинерциальной системи відліку, які справжня швидкість відносного руху залежить від кута спостереження та може перевищувати швидкість світла.

3. Спотворення спостережуваного відстані (явище). Відстань R0 це дійсне відстань між спостерігачем і становищем джерела світла момент прийому (миттєве відображення), а R – видиме відстань момент прийому (рис. 2).

                   (2.5)

 

4. Закон «заломлення». Вислів (2.5) нагадує законСнелиуса, коли світло проходить з однієї середовища до іншої. Тож за аналогії величину відносини синусів ми назвемо законом «заломлення» і введемо «показник заломлення» n>лор. Цей параметр ми зможемо часто зустрічатися надалі.

       (2.6)

 

5. Спотворене відображення швидкості світла (явище). Звернімося для вираження (2.5). Тут є цікава ситуація.

a. Світло у будь-якійинерциальной системі відліку має те саму швидкість з.

b. Час T0 = R0/з , витрачене на проходження відстані R0, має бути і системі відліку спостерігача і джерела (час об'єднані!).

з. Через те, що відстань R відрізняється від R0, ми повинні визнати, що (нещире) відстань R світло відбувається з інший (мнимої) швидкістю.

Наглядач може сказати, що світло пройшов відстань R (P.S*N) під час T0. Отже, світ мало було б поширюватися зі швидкістю (рис. 2), до того ж час спостерігач реально буде вимірювати у системі швидкість з. Ця «трансформація» швидкості виникла через відносного руху.

Запишемо вираз з цією швидкості

           (2.7)

Зауважимо, що хвилеве число >k0 для розповсюдження вздовж >SN і вздовж P.S*N у системі відліку спостерігача не зазнає змін. Змінюється лише напрям вектора >k0.

4. Ефект Доплера (явище).  Вислів для ефекту Доплера можна було одержати стандартним способом, але не можемо скористатися тим, що хвилеве число >k0 зберігає свою величину у системі відліку спостерігача й у базової системі відліку.

    чи (2.8)

5.Аберрация світла

Страница 1 из 3 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація