Концепция относительного движения
Концепция относительного движения
Коль скоро мы ставим собственной целью — сконструировать акцентирование волновую концепцию относительного движения, отвечающую в большей степени волновым закономерностям, нам представляется целесообразным обратиться к простейшему случаю распространения волновых возмущений по свободной поверхности воды, чтоб освежить свои представления о физике волновых процессов. Для этого спроецируем на возмущенную поверхность воды прямоугольную систему координатных осей таким макаром, чтоб ось X — указывала направление фазовой скорости, ось У — размещалась по фронту распространения волн, а ось 2 — уходила в координатное измерение, перпендикулярное осям X и У (рис. 3).
В общем случае, распространение волновых возмущений по свободной поверхности воды сопровождается искревлени-ем двумерного зеркала в третье измерение. Наблюдение за контрольной точкой на возмущенной поверхности воды в декартовой координатной системе указывает, что движение корпускулярного толка, подразумевающее прямой перенос вещества из одной области места в другую, происходит исключительно в одном измерении. В направлении оси X перемещение массы воды совсем не отмечается, но дан-нос событие не препятствует появлению фазовой скорости бегущей волны конкретно в этом направлении.
Корпускулярное перемещение контрольной точки возмущенной поверхности воды характеризуется ее ускорением относительно размеренного зеркала с отрицательным и положительным знаками. Ускорение, на рисунке 3, протекает по указательным стрелкам и для волн «тяжести», без учета сил поверхностного натяжения, равно скорости свободного падения в данном гравитационном поле. Есть легкие рассчеты, при помощи которых, зная фазовую скорость распространения волнового возмущения по оси X и ускорения по оси Т., можно отыскать функцию плоского волнового пакета Abs, промаркированного в точках наибольшего развития относительно оси 2.
К этому можно добавить, что зная свойства плоского волнового пакета Abs, а именно, его длину, и установив гравитационный потенциал, всегда можно отыскать значение фазовой скорости распространения волнового возмущения на свободной поверхности воды.
Из приобретенной картины распространения волновых возмущений на свободной поверхности воды выделим последующие принципиальные моменты.
Во-1-х, примем во внимание, что при волновых возмущениях на поверхности воды бытует три самостоятельных высокоскоростных фактора. Эта фазовая скорость распространения волнового возмущения по оси X и ускорение по оси Т.. Третьим высокоскоростным фактором, констатация которого требует пристального внимания, является исходная скорость отрицательного и конечная положительного ускорения контрольной точки бегущей волны по оси 2. Эта скорость приходится моментом первичного импульса, обуславливающего появление волнового возмущения. Положим, моментом падения камня на размеренную поверхность воды. Конкретно тут задается некая исходная скорость, которая сначала гасится гравитационным потенциалом, а позже, пройдя нулевую отметку состояния покоя, нарастает до прежнего, в эталоне начального значения.
Во-2-х, нам следует признать, что тонкий волновой пакет Abs, возникающий при распространении волновых возмущений на свободной поверхности воды, практически выступает в роли экстремального метрического образования, согласно которому калибруется искривленная поверхность воды. Определяя тонкий волновой пакет Abs, как экстремальное метрическое образование, мы основываемся на том обстоятельстве, что категория «волна» есть величина неделимая. Математически можно условно разложить волновую функцию на отдельные куски, но эту функцию нельзя провести в реальное физическое воплощение. Какими бы утонченными тестами мы не манипулировали, нам никогда не получится получить часть волны и уж тем паче ее точку. Волна существует только, как цельное, квантовое образование, потому на возмущенной поверхности воды плоский волновой пакет Abs приходится экстремальной, не поддающейся предстоящему дроблению величиной.
Для того чтоб установить конфигурацию разыскиваемой волновой функции, в согласовании с которой реализуется относительное движение на базе волновых закономерностей, нам нужно разглядеть процесс перемещения вещественного объекта в принятом ПП-ВК, применительно к временной составляющей уравнения Минковского. Другими словами, обрисовать относительное движение, как итог распространения волнового возмущения в трехмерной координатной системе, удовлетворяющей размерности выражения . При всем этом мы будем использовать нужный опыт, вынесенный из наблюдений за волновыми возмущениями на свободной поверхности воды. Обретенный опыт уверяет, что появление плоского волнового пакета Abs, по которому калибруется волновое возмущение, сопровождается наличием 3-х высокоскоростных факторов. Естественно представить, что и появление волновой функции, согласно которой калибруется относительное движение во временном метрическом плане, также связано с действием 3-х самостоятельных высокоскоростных причин.
На рисунке 4 в трехмерной координатной системе несущей на собственных осях разметку м-сек/сек, развернута волновая функция.
Представленная на рисунке 4 координатная система состоит из двухразрядной координатной оси Х/1, отождествляемой с траекторией прохождения светового сигнала и координатной оси времени I. В положительном направлении временная ось I отвечает качеству грядущего времени, в отрицательном направлении она отвечает качеству прошедшего времени и исключительно в точке О (точка скрещения координатных осей) сосредоточено качество реального момента времени. Особенность хронометрической версии временной координатной оси I заключается в том, что заключенные в ней свойства прошедшего, реального и грядущего времени выступают, как равноправные аргументы. В том смысле, что хоть какой временной ряд, спроецированный на ось времени, будет состоять из равноправных точек, без какой-нибудь исключительности.
На рисунке отлично видно, что волновое возмущение, характеризующее перемещение вещественного объекта во временном метрическом плане принятого ПП-ВК, сопровождается ускорением контрольной точки волновой функции повдоль оси времени. Также как при волновых возмущениях на поверхности воды, данное ускорение, зависимо от направления, может принимать положительное либо отрицательное значение, но всегда приравнивается по величине скорости света в вакууме. Отметим это ускорение, как 1-ый высокоскоростной фактор, из нужного набора 3-х самостоятельных скоростей, провождающих появление волнового возмущения. Исходная скорость отрицательного и конечная — положительного ускорения, являющаяся первичным импульсом появления волнового процесса (по аналогии с моментом падения камня на размеренную поверхность), соответствует корпускулярной относительной скорости перемещения вещественного объекта в принятом ПП-ВК. Определим относительную скорость г — как 2-ой высокоскоростной фактор, обуславливающий происхождение волнового возмущения. Фазовая скорость распространения волнового возмущения повдоль оси Х/ё, всегда приравнивается скорости света в вакууме и выступает третьим высокоскоростным фактором, нужным для развития данного волнового процесса.
Тут же, на рисунке, нами выделены три точки максимума развития волновой функции по оси ё. Точки А, В и С заключают собой тонкий волновой пакет, который появляется при перемещении вещественного объекта во временном метрическом плане принятого ПП-ВК и который приходится экстремальным метрическим образованием, при данном волновом возмущении. Имея ввиду, что этот волновой пакет является квантовой величиной, не поддающейся предстоящему дроблению.
А — амплитуда плоского волнового пакета Abs, проекция его на временную ось г (расстояние Л(С) снабжена размерностью времени и определяется при помощи решения 3-х вышеозначенных скоростей.
При V = 0 решение уравнения сводится к нулю, что согласовывается с теоретической посылкой о появлении плоского волнового пакета Abs, в связи с перемещением материального объекта во временной метрическом плане принятого ПП-ВК. При V = с амплитуда волнового пакета достигает собственного наибольшего значения, равного единице. Если скорость относительного движения превосходит световую г > с, исходная скорость отрицательного ускорения по оси I, являющаяся первичным импульсом появления волнового возмущения, превзойдет скорость самого ускорения и волновое возмущение не состоится во временном метрическом плане принятого ПП-ВК. Передвигающийся вещественный объект, как-бы перескочит в принятом пространственно-временном континууме без регистрации, ибо не успеет сформироваться тонкий волновой пакет Abs, по которому калибруется волновое возмущение. Вот почему теория относительности накладывает ограничения и воспрещает наращивание относительной скорости выше световой. Очевидно, перемещение материальных объектов друг относительно друга может происходит со сколь угодно большенными скоростями. Зарегистрироваться же в определенном ПП-ВК, другими словами пройти состояние волнового возмущения в его временном метрическом плане, сумеет только тот вещественный объект, относительная скорость которого не превосходит световую.
Представленный на рисунке 4 тонкий волновой пакет Abs, практически является геометрическим обоснованием для функционирования волновой концепции относительного движения, опирающейся на временную составляющую уравнения Минковского. В согласовании с волновой теории относительности, при равномерном и прямолинейном перемещении материального объекта в принятом индивидуальном пространственно-временном континууме, происходит волновое возмущение вещественной платформы передвигающегося объекта во временном метрическом плане принятого ПП-ВК. Это волновое возмущение калибруется в согласовании с конфигурацией плоского волнового пакета Abs, адекватного выражению. Для ускоренных видов относительного движения, конфигурация волнового пакета Abs из плоского состояния трансформируется в искривленное, но в данном контексте речьидет только об инерциалыюм движении.
Вспоминая, что категория «волна» есть величина неразделимая, мы должны рассматривать тонкий волновой пакет Abs, изображенный на рисунке 4, как неразделимый квант действия, так как он является экстремальным геометрическим образованием. Зная свойства этого кванта действия, можно определять относительную скорость перемещения материального объекта в принятом ПП-ВК. Последнее конкретно вытекает из уравнения.
Как ранее говорилось, паши представления об относительном движении, в согласовании с квантовыми закономерностями, должны удовлетворять требованиям корпускулярно-волнового дуализма. Потому, мы не можем предъявить полноцепное его описание используя одну только корпускулярную либо волновую механику относительного движения. Когда предметом наблюдения становится относительное перемещение вещественного объекта в принятом ПП-ВК, мы должны скооперировать элементы 2-ух динамических видов движения и придти к общей результирующей. Скооперировать таким макаром, чтоб относительное движение в пространственном метрическом плане реализовалось согласно корпускулярных закономерностей, во временном метрическом плане — согласно волновых. Вот такую, вроде бы осреднепную, кориускулярно-волновую характеристику относительного движения предлагает известное уравнение Германа Минковского. В согласовании с этим равенством, истинную относительную скорость перемещения вещественного объекта в принятом ПП-ВК дает разность меж длиной плоского волнового пакета, согласно которого калибруется относительное движение во временном метрическом плане, и пространственным интервалом, являющимся результатом относительного движения в пространственном метрическом плане.
Для того, чтоб полнее представить, как в действительности совмещаются волновые и корпускулярные признаки относительного движения, нам имеет смысл обратиться к известной апории Зенона с летящей стрелой. Разглядим ситуацию, когда острие летящей стрелы поочередно минует в принятом индивидуальном пространственно-временном континууме близко лежащие точки А, В и С.
С этой целью занесем линию движения полета зеноновской стрелы в двухмерную координатную систему, состояющую из одной пространственной координатной оси X и оси времени / (рис. 5). В реальности реализация полета зеноновской стрелы относительно принятого ПП-ВК происходит в шестимерном геометрическом обилии. Мы же, для наглядности собственных рассуждений, используем одну только координатную ось X, заимствованную из пространственного метрического плана, и координатную ось времени г, заимствованную из временного метрического плана принятого ПП-ВК. Все же, мы повсевременно будем подразумевать, что пред нами совмещенная пространственно-временная координатная система, в которой реализуются, как корпускулярные, так и волновые признаки движения.
Предложенное Зеноном логическое рассуждение, по которому тогда, когда острие летящей стрелы находится в точке В, оно уже не находится в точке Л, но в точке С оно еще не находится (рис. 5), опирается на традиционные представления об обсолютностп места и времени. Древнему философу относительное движение виделось только, как корпускулярный процес. По сути, в согласовании с квантовыми закономерностями, утверждение, что в некий фиксированный момент текущего времени, острие летящей стрелы находится в точке В, лишено реального физического смысла. Исходя из корпускулярно-волновых представлений об относительном движении, в хоть какой фиксированный момент текущего времени острие стрелы находится сразу по всех волновой функции А1ВСГ выступающей в роли неразделимого кванта относительного’ движения. С той только обмолвкой, что на участке от А до В острие летящей стрелы находится в качестве прошедшего времени, на участке от В до С( в качестве грядущего времени и исключительно в точке В местопребывание острия летящей стрелы соответствует качеству реального момента текущего времени. При всем этом нужно в особенности верно понимать, что острие летящей стрелы единовременно и объективно находится по всей волновой функции А1ВС< в качестве прошедшего, реального и грядущего. Конкретно волновые закономерности воспрещают нам разрывать эти временные свойства, в силу принципной невозможности разделения волнового пакета А1ВС) на отдельные, независящие куски.
Таким макаром все парадоксы, сформулированные Зеноном в его именитых апориях, проистекают от неправильного понимания природы движения. Как мы выведем понятие «событие» за границы точки и придадим ему квантовое пространственно-временное определение, эти парадоксы разрешатся сами собой.
Надежным свидетельством в пользу того, что перемещение вещественных объектов в принятом ПП-ВК реализуется согласно корпускулярно-волновых закономерностей, выступают релятивистские эффекты. А именно, лоренцовское сокращение регистрируемой длины передвигающегося объекта. В самом деле, если положить лист газетной странички на возмущенную поверхность воды, можно удостовериться, что проекция листа бумаги на координатную ось, указывающую направление фазовой скорости распространения волнового возмущения, окажется короче, ежели длина листа в свободном состоянии. Чем больше будет фазовая скорость, тем значительнее окажется кривизна волнового возмущения и тем короче спроецирует-ся длина газетной странички. Точно также, проекция длины перемещающего в принятом ПП-ВК вещественного объекта на пространственную координатную ось указывающую направление относительной скорости, будет короче, ежели длина этого же объекта в состоянии покоя.
На рисунке 6 показана в двухмерной пространственно-временной координатной системе геометрическая зависимость ло-ренцовского сокращения длины летящей стрелы, применительно к величине амплитуды плоского волнового пакета, по которому калибруется относительное движение. Так же как в пре-дидущем опыте с летящей стрелой, для наглядности своих рассуждений, мы заимствуем из шестимерного метрического обилия, соответствуещего метрике принятого ПП-ВК, одну пространственную координатную ось X и ось времени I. В итоге получим совмещенную пронстранственно-временную координатную систему изображенную на нашем рисунке.
Пусть расстояние АС на оси X соответствует длине летящей стрелы в состоянии покоя — Ь». Ноги треугольника Abs несут на для себя все вероятные размеры, проецируемой на ось X релятивистской длины летящей стрелы, зависимо от величины относительной скорости.
Имеется в виду хоть какое расстояние А С/; параллельное АС, в спектре от основания треугольника АС до его верхушки. Это расстояние убывает по мере приближения к точке В. Регистрируемое недвижным наблюдателем значение длины летящей стрелы определяется при помощи амплитуды плоского волнового пакета, представленного на нашем рисунке малой волновой функцией. Амплитуда этого волнового пакета, расстояние 00)} как раз отмечает уровень пространственного согласования проекции длины летящей стрелы на оси X. Чем большей будет относительная скорость, тем выше по оси ^ подымется амплитуда волнового пакета, и тем короче окажется расстояние А1С1, соответствующее проецируемой длине парящем’! стрелы на ось X. К примеру, при г = с амплитуда плоского волнового пакета, по которому калибруется относительное движение, достигнет собственного наибольшего значения, равного единице. Тогда проецируемая на ось X релятивистская длина летящей стрелы, сведется к точке О, что фактически равно нулю.
В итоге проделанных вычислений мы приходим к лоренцовскому преобразованию длины летящей стрелы, которое было задействовано Эйнштейном в его теории относительности.
Борис Дмитриев