Абсолют и относительность

[Che]

Вопрос о существовании абсолютной системы отсчета имеет долгую историю. Время и метрические координаты считались абсолютными вплоть до начала 20-го века, когда Эйнштейн показал необходимость существования относительного времени и расстояния. Когда же были обнаружены предсказанные теорией относительности  поперечный эффект Доплера и отклонение лучей света около Солнца, стало ясно, что формулы Галилея, использовавшиеся для преобразования координат в абсолютной системе отсчета, не верны. Из этого был сделан вывод, что верны преобразования Лоренца и теория относительности Эйнштейна, и, следовательно, абсолютной системы отсчета не существует, так как принцип относительности запретил ее существование.

Но почему этот вывод правилен? Разве было доказано, что преобразования Лоренца эквиваленты принципу относительности? Было доказано, что преобразования Лоренца следуют из принципа относительности, но в обратную сторону доказательства не существует. Запрет существования абсолютной системы отсчета также доказан не был, кроме как из принципа относительности. Отсутствие такого доказательства породило множество попыток найти компромисс между этими представлениями. Эти попытки возобновились с новой силой, когда в нашей Вселенной была  найдена выделенная система отсчета, в которой микроволновое фоновое излучение имеет однородное и изотропное распределение температуры.

Вопрос: Какие существуют теории абсолютного пространства (Абсолюта)? Какие преобразования координат они предлагают?
1. Преобразования Галилея + "баллистическая гипотеза" (можно считать теорией Абсолюта): t'=t; x'=x+Vt; y'=y; z'=z.  c'=c+V.
2. ?
... ?

[bob]

Теория Шварцшильда Полученная в частном решении эйнштейна "гравитационная воронка" в дальнейшем считается абсолютной.

[Che]

Серьезно? А как же принцип относительности, лежащий в основе этого решения? Выделенная система отсчета, привязанная к "воронке"?

[witsa]

А если посмотреть на это с точки зрения квантовой механики ? Вот возьмём стандартный опыт из квантовой механики . Если между источником фотона и его регистратором находится светонепроницаемая пластинка с двумя отверстиями, то фотон будет зарегистрирован в одной точке, а если пластинка имеет четыре отверстия, то фотон будет зарегистрирован в другой точке. Эффект стабилен и при большом количестве фотонов ( если проведёте простой опыт с обычным фонариком , сами увидете ) , и при одном фотоне. При открывании дополнительных двух отверстий , что-то не регистрируемое отклоняет фотон. Свойства этого "незарегистрированного" , подобны свойствам реального фотона , за исключением того, что он невидим. Мне так кажется, что мы скорее уходим от абсолюта . Абсолют налагает избыточные ограничения . Вот на траекторию фотона влияют два открытых отверстия . Возле Солнца траектория света тоже изменяется. Но что таким образом влияет на фотоны ?

[bob]

Серьезно? А как же принцип относительности, лежащий в основе этого решения? Выделенная система отсчета, привязанная к "воронке"?

Да. Вообще, любое решение уравнений Эйнштейна обладает этим свойством (даже модель ЧД Керра, например). Решить его можно только в случае введение ограничивающих условий (центральная симметрия, несмещаемость центра масс и т. п.). Решение становится самостоятельной теорией какого-нибудь вычурного, но уже абсолютного протранства. Прицельный лимб орудия нельзя градуировать в моллюсках Эйнштейна, если Вы вообще желаете куда-нибудь попасть, нарезать его всё же придётся в градусах.

[bob]

А если посмотреть на это с точки зрения квантовой механики ? Вот возьмём стандартный опыт из квантовой механики . Если между источником фотона и его регистратором находится светонепроницаемая пластинка с двумя отверстиями, то фотон будет зарегистрирован в одной точке, а если пластинка имеет четыре отверстия, то фотон будет зарегистрирован в другой точке. Эффект стабилен и при большом количестве фотонов ( если проведёте простой опыт с обычным фонариком , сами увидете ) , и при одном фотоне. При открывании дополнительных двух отверстий , что-то не регистрируемое отклоняет фотон. Свойства этого "незарегистрированного" , подобны свойствам реального фотона , за исключением того, что он невидим. Мне так кажется, что мы скорее уходим от абсолюта . Абсолют налагает избыточные ограничения . Вот на траекторию фотона влияют два открытых отверстия . Возле Солнца траектория света тоже изменяется. Но что таким образом влияет на фотоны ?

Квантовая механика здесь ни при чём. Достаточно обычной - я имею в виду принцип Гюйгенса, сформулированный в XVIII веке. Изменяется условие внутренней интерференции в волновом фронте - и вся недолго. Квантовость интересна только в случае электрона или протона. Точечная частица ведёт себя так же, как и фотон. Так как распространяется не она, а волна вероятности её обнаружения, аналогичная световой волне.

[witsa]

Принцип Гюйгенса не объясняет исчезновение освещённой области после открывания двух дополнительных отверстий . Я уже не говорю о варианте , когда через отверстия пропускают один единичный фотон .

[Che]

Принцип Гюйгенса не объясняет исчезновение освещённой области после открывания двух дополнительных отверстий . Я уже не говорю о варианте , когда через отверстия пропускают один единичный фотон .

Можно ссылку на описание этого опыта (с одним фотоном)?

Вов, значит, эти выводы из ОТО содержат противоречивые посылки.
А если взять обычное евклидово 3-мерное математическое пространство и добавить линейную размерность времени, мы ведь получим абсолютное 4-мерное пространство, в смысле его неподвижности (относительно себя), плоскости, нерасширяемости, однородности и изотропности.

[bob]

Вов, значит, эти выводы из ОТО содержат противоречивые посылки.
А если взять обычное евклидово 3-мерное математическое пространство и добавить линейную размерность времени, мы ведь получим абсолютное 4-мерное пространство, в смысле его неподвижности (относительно себя), плоскости, нерасширяемости, однородности и изотропности.

Нет, не содержит. Но картину глобальной кривизны приходится для получения конкретных выводов фиксировать, пришпилить, чтобы она не плавала. Наиболее универсальной в этом плане является тетрадная ОТО в подвижном ортогональном репере, которая подменяет кривизну ОТО  множеством касательных поверхностей, аналогичных метрике Минковского. То есть нелинейная ОТО заменяется суперпозицией бесконечного числа линейных ньютоновских атласов. То есть, Ньютон в чистом виде - это карта мира в меркаторовой проекции, тетрадная ОТО - глобус с мелкой сеткой

[george telezhko]

...Запрет существования абсолютной системы отсчета также доказан не был, кроме как из принципа относительности. Отсутствие такого доказательства породило множество попыток найти компромисс между этими представлениями. Эти попытки возобновились с новой силой, когда в нашей Вселенной была  найдена выделенная система отсчета, в которой микроволновое фоновое излучение имеет однородное и изотропное распределение температуры.

Вопрос: Какие существуют теории абсолютного пространства (Абсолюта)? Какие преобразования координат они предлагают?

Здравствуйте, уважаемый Che!

Таких выделенных систем отсчета, разных масштабов, - несть числа. Система, в которой покоюсь я - самая выделенная из выделенных, например. А микроволновый фон Вселенной имеет абсолютную анизотропию. Можно, конечно найти некоторое абсолютное движение, при котором эта анизотропия будет незаметна...

Смысл моего пассажа в том, что абсолютизировать можно все, что угодно - в этом смысл относительности

[Che]

Таких выделенных систем отсчета, разных масштабов, - несть числа. Система, в которой покоюсь я - самая выделенная из выделенных, например....Смысл моего пассажа в том, что абсолютизировать можно все, что угодно - в этом смысл относительности

Здравствуйте,  уважаемый Георгий!
Давайте попробуем различить выделенную СО в ТО и выделенную СО в пространстве, в котором нет принципа относительности (настоящем Абсолюте).  Чем (каким свойством) отличается выделенная СО в Абсолюте от выделенной СО в СТО, и есть ли такое отличительное свойство - это хотелось бы обсудить.

А микроволновый фон Вселенной имеет абсолютную анизотропию. Можно, конечно найти некоторое абсолютное движение, при котором эта анизотропия будет незаметна...

То есть эта анизотропия относительна?  

[george telezhko]

Таких выделенных систем отсчета, разных масштабов, - несть числа. Система, в которой покоюсь я - самая выделенная из выделенных, например....Смысл моего пассажа в том, что абсолютизировать можно все, что угодно - в этом смысл относительности

Давайте попробуем различить выделенную СО в ТО и выделенную СО в пространстве, в котором нет принципа относительности (настоящем Абсолюте).  Чем (каким свойством) отличается выделенная СО в Абсолюте от выделенной СО в СТО, и есть ли такое отличительное свойство - это хотелось бы обсудить.

В природе вообще нет принципа относительности. Этот принцип, как и все прочие - это метафизическая основа для построения собственно физических моделей. Метафизические основы можно менять, как перчатки. Можно ввести любой абсолют - и получить непротиворечивое описание класса явлений в рамках построенной на его основе физической модели.

Если я беру в качестве абсолютной системы отсчета себя, то я получу эпи- и гипоциклические движения планет в сложном поле (поле тяготения Солнца, наложенном на вихревое поле от вращающейся Вселенной, в первом приближении).

Если возьму в качестве абсолютной системы отсчета Солнце - то получу эллиптические орбиты планет в поле центральных сил Солнца, испытывающие слабые возмущения от других планет и от слабого вихревого поля Вселенной, вращающейся вокруг Солнца. Циклоиды я получу, производя преобразования координат при исключении движения Земли.

Если я возьму в качестве абсолютной системы отсчета такую, для которой спектр микроволнового излучения изотропен, то получу новое описание Солнечной системы со спиральным движением планет, которое можно путем некоторых преобразований превратить в любое из первых двух.

Если я буду переходить из одной системы в другую, то замечаемые изменения я смогу отнести на счет изменения поля Вселенной при переходе: "скругление" циклоид из-за исчезновения вихревой компоненты поля Вселенной, превращение в спирали из-за увлечения планет и Солнца ускорением Вселенной. Эти изменения будут влиять и на меня - в виде сил инерции.

Ваш выбор!

[Che]

Вов, значит, эти выводы из ОТО содержат противоречивые посылки.

Нет, не содержит.

А что, существует доказательство непротиворечивости выводов Шредингера, или даже просто непротиворечивости принципов ОТО?  

Но картину глобальной кривизны приходится для получения конкретных выводов фиксировать, пришпилить, чтобы она не плавала.

Может ли существовать несколько "воронок"? Разве одна "воронка" не может двигаться относительно другой "воронки"?

[bob]

А что, существует доказательство непротиворечивости выводов Шредингера, или даже просто непротиворечивости принципов ОТО?  
Может ли существовать несколько "воронок"? Разве одна "воронка" не может двигаться относительно другой "воронки"?

Строгого доказательства, конечно нет и быть не может. Но в рамках обсуждаемого нами вопроса можно вести себя так, словно оно есть.
За новыми принципами - к мсье Бриллюэну и герру Логунову. Кстати задача взаимодействия нескольких воронок в движении, обрисованных в свою очередь цельными воронками, так и не решена даже приблизительно, хотя она в ОТО является основной. Народ до сих пор доволен, что герр Шварцшильд, сломав голову, за всю жизнь решил хоть это - всего навсего задачу ОДНОГО ТЕЛА (а не даже двух), в поле которого летают пробные точечные тела классической физики, не имеющие возможности ни подвинуть центральное тело, ни внести вклад в его кривизну. И решение Керра и решение Новикова, в сущности, таковы же.

[Che]

Давайте попробуем различить выделенную СО в ТО и выделенную СО в пространстве, в котором нет принципа относительности (настоящем Абсолюте).

В природе вообще нет принципа относительности

Мысль понятная, но я бы сказал иначе:"Природе нет дела до придуманных нами принципов".

Можно ввести любой абсолют - и получить непротиворечивое описание класса явлений в рамках построенной на его основе физической модели.

Если, конечно, введение Абсолюта пройдет без противоречий    

...наложенном на вихревое поле от вращающейся Вселенной, ...

О вращающейся Вселенной - не надо!      

Если я беру в качестве абсолютной системы отсчета себя, ...
Если возьму в качестве абсолютной системы отсчета Солнце ...
Если я возьму в качестве абсолютной системы отсчета такую, для которой спектр микроволнового излучения изотропен, ...
Если я буду переходить из одной системы в другую, то замечаемые изменения я смогу отнести на счет изменения поля Вселенной при переходе: "скругление" циклоид из-за исчезновения вихревой компоненты поля Вселенной, превращение в спирали из-за увлечения планет и Солнца ускорением Вселенной. Эти изменения будут влиять и на меня - в виде сил инерции.

Ваш выбор!

Верно, выбор произволен, но  при этом  Вы рассматриваете только относительное движение.
За 100 прошедших лет мы привыкли любое движение воспринимать относительным. Но даже среди относительных движений было выделено движение мнимое, относимое к движению нематериальных, воображаемых точек (пересечение фронта волны с наклонной поверхностью, движение точки пересечения двух прямых,  перемещение тени, и т.д.), для которых нет ограничения скорости. Естественно, что остальные движения считаются реальными.
Но так ли это?
Можно ли считать реальным движение Солнца по небу? А ведь это изменение положения материального тела в Земной системе отсчета.
Поэтому для удобства дальнейших рассуждений я предлагаю переопределить эти понятия мнимого и реального движения.

DEF 2.1. Движущуюся в Абсолюте систему отсчета назовем относительной системой отсчета (ОСО).
DEF 2.2.Реальным абсолютным движением (РАД) будем считать движение материальных тел в Абсолюте.
DEF 2.3.Реальным относительным движением (РОД) будем считать движение материальных тел в движущихся (в Абсолюте)системах отсчета.
DEF 2.4.Воображаемым абсолютным движением (ВАД) будем считать движение точек в Абсолюте.
DEF 2.5.Воображаемым относительным движением (ВОД) будем считать движение точек в движущихся (в Абсолюте) системах отсчета.
DEF 2.6.Мнимым движением назовем движение тел или точек в любой системе отсчета, не подподающее под действие законов преобразования координат.
DEF 2.7.Действительным движением назовем движение, не являющееся мнимым.


Так вот в терминах этих определений проясняется отличие движений в Абсолюте и ОСО - в абсолюте движения реальны, в ОСО - воображаемы !    
 Реально неподвижное тело в ОСО будет двигаться,  возможно и обратное. Поэтому в ОСО нельзя определить такое понятие, как "масса покоя" - оно уже в определении  содержит противоречие !!!  

Определения 2.6 и 2.7 небесспорны, ибо любые реальные процессы или геометрические построения мы можем рассматривать в различных СО.

Предлагайте варианты.

[Che]

Строгого доказательства (непротиворечивости принципов ОТО) , конечно нет и быть не может.  Но в рамках обсуждаемого нами вопроса можно вести себя так, словно оно есть.

Отложим вопрос,  может ли быть доказательство непротиворечивости принципов ОТО

Кстати задача взаимодействия нескольких воронок в движении, обрисованных в свою очередь цельными воронками, так и не решена даже приблизительно, хотя она в ОТО является основной...И решение Керра и решение Новикова, в сущности, таковы же.

Конечно, ведь проходится делать тройной кульбит "Относительность-Абсолют-Относительность-Абсолют".
Поэтому предлагаю вернуться к Абсолюту, и в нем пока на примере ИСО обсудить некоторые простые вопросы.

Рассматрим вопросы преобразования координат между инерциальными системами отсчета в пространстве, являющемся произведением трехмерного евклидового пространства E3={x,y,z} и одномерного времени E1={t}.
DEF 1.1. Такое пространство эквивалентно четырехмерному  пространству E4={t,x,y,z}, в котором имеется метрическое подпространство E3. Пространство E4 должно быть плоским статическим для существования в нем инерциальных систем отсчета. Кроме того, пусть выполняются свойства: однородность пространства и времени, т.е. независимость свойств пространства и времени от выбора начальных точек отсчёта (начала метрических координат и начала отсчёта времени); изотропность пространства E3, т.е. все пространственные направления равноправны.

DEF 1.2.Система отсчета - это точка, называемая началом отсчета, и набор 4 единичных векторов, приложенных к этой точке, с помощью которых можно однозначно определить любую точку пространства E3 в любой момент времени.

DEF 1.3. Само пространство E3 будем считать неподвижным. Выберем в E4  любую систему отсчета, в которой все точки пространства E3  не изменяют своих координат во времени. Такую систему отсчета (СО) будем называть абсолютно неподвижной или абсолютной (АСО). DEF 1.4. Координаты любой точки в АСО называются абсолютными координатами.
DEF 1.5. Движением точки в E3 называется изменение ее метрических координат во времени.
DEF 1.6. Скорость движения любой точки в АСО называется абсолютной скоростью.
DEF 1.7. Любая система отсчета, начало метрических координат которой движется в АСО с произвольной скоростью, называется движущейся системой отсчета.
DEF 1.8. В АСО любая движущаяся система отсчета, начало метрических координат которой движется с произвольной скоростью равномерно и прямолинейно в произвольном направлении, а ее оси не меняют своего направления, называется инерциальной системой отсчета (ИСО). В частности, АСО является ИСО, так как ее можно считать системой отсчета, начало метрических координат которой имеет нулевую скорость.
DEF 1.9. Координаты любой точки в ИСО называются относительными координатами, которые также подразделяются на метрические и координату времени. DEF 1.10. Относительным движением точки в ИСО называется изменение ее метрических координат во времени.
DEF 1.11. Скорость движения любой точки в ИСО называется относительной скоростью.
Относительные координаты являются абсолютными только в случае, если ИСО является АСО. Поскольку каждое тело или точку можно рассматривать в любой СО, то движение этого тела (точки) можно рассматривать и как абсолютное, и как относительное.
( Эти математические определения абсолютности, инерциальности, относительности соответствуют аналогичным физическим определениям и не противоречат им. )

[george telezhko]

...наложенном на вихревое поле от вращающейся Вселенной, ...

О вращающейся Вселенной - не надо!      

Если я беру в качестве абсолютной системы отсчета себя, ...
Если возьму в качестве абсолютной системы отсчета Солнце ...
Если я возьму в качестве абсолютной системы отсчета такую, для которой спектр микроволнового излучения изотропен, ...

Верно, выбор произволен, но  при этом  Вы рассматриваете только относительное движение.
...Можно ли считать реальным движение Солнца по небу? А ведь это изменение положения материального тела в Земной системе отсчета.
Поэтому для удобства дальнейших рассуждений я предлагаю переопределить эти понятия мнимого и реального движения.

DEF 2.2.Реальным абсолютным движением (РАД) будем считать движение материальных тел в Абсолюте.

Предлагайте варианты.

Я рассматриваю относительное движение - то есть реальное абсолютное движение в абсолюте, в Вашей формулировке. В качестве абсолюта Вы берете что? Микроволновый фон? Пространство, в котором он изотропен? Пожалуйста!

Я утверждаю, что я могу взять в качестве абсолюта себя - и построить непротиворечивую физику с вращающейся вокруг меня Вселенной. А также дать алгоритм пересчета к любому другому абсолюту. А Вы, вместо доказательств моей неправоты, просто ЗАПРЕЩАЕТЕ мне говорить о вращении Вселенной... Это, между прочим, свойство принципов: будучи произвольными по природе, они толкают на запреты, поскольку другого способа борьбы с другими принципами у них нет .

[Che]

Я рассматриваю относительное движение - то есть реальное абсолютное движение в абсолюте, в Вашей формулировке. В качестве абсолюта Вы берете что? Микроволновый фон? Пространство, в котором он изотропен? Пожалуйста!

Нет.  Рассматривая  относительное движение , Вы попадаете в  DEF 2.3.Реальным относительным движением (РОД) будем считать движение материальных тел в движущихся (в Абсолюте)системах отсчета.

Я согласен исходить из того, что СО, в которой МФИ однородно и изотропно, можно считать Абсолютной системой отсчета.  Но в такой системе отсчета любая движущаяся СО (в, частности, связанная с Солнцем) будет относительной.

Я утверждаю, что я могу взять в качестве абсолюта себя - и построить непротиворечивую физику с вращающейся вокруг меня Вселенной. А также дать алгоритм пересчета к любому другому абсолюту.

Эту возможность в пространстве, в котором отсутствует относительность, необходимо доказывать. Мы привыкли к ней в ТО, где она несложно доказывается.

А Вы, вместо доказательств моей неправоты, просто ЗАПРЕЩАЕТЕ мне говорить о вращении Вселенной...

Когда Вы использовали термин "вращающаяся Вселенная" ( возможно, не зная, что это означает определенную модель Вселенной), я , как оказалось, Вас не понял. Извините. Но в формулировке "вращающейся вокруг меня Вселенной" я не вижу ничего предосудительного - это обычная относительность.

[witsa]

" Можно ссылку на описание этого опыта (с одним фотоном)?"

---"   Что нам ожидать при проведении этих экспериментов только с одним фотоном? Например, предположим, что наш фонарик расположен так далеко от экрана, что за целый день на экран попадает только один фотон. Что увидит наша лягушка, наблюдающая за экраном? Если то, что каждому фотону мешают другие фотоны, — правда, то не уменьшится ли интерференция, когда фотоны будут появляться реже? Не прекратится ли она вовсе, если через аппарат за раз будет проходить только один фотон? Мы по-прежнему можем ожидать появления полутеней, т. к. фотон при прохождении через щель может отклониться от своего курса (например, ударившись о край щели). Но на экране мы точно не должны увидеть участок, подобный точке X, который получает фотоны, когда открыты две щели, и становится темным когда открывают две другие.
   Однако именно это мы и наблюдаем. Независимо от того, насколько редко появляются фотоны, картина тени остается неизменной. Даже при проведении эксперимента с появлением одного фотона за раз этот фотон не попадает в точку X. когда открыты все четыре щели. Но стоит только закрыть две щели, и вспышки в точке Х возобновляются."----
   David Deutsch
   The Fabric of Reality
   Allen lane the penguin press
   
   Д. Дойч
   Структура Реальности
   
   Перевод с английского Н.А. Зубченко
   под общей редакцией академика РАН В.А.Садовничего
   РХД — Москва-Ижевск 2001

[Che]

Спасибо.
И в сети есть эта информация под рубрикой "Психологическая литература":

"Структура Реальности."
http://bookap.by.ru/okolopsy/deutsch/gl5.shtm
"Дэвид Дойч. Структура реальности" http://lib.ru/FILOSOF/DOJCH/reality.txt

Полагаю, это отличный опыт по определению ЭМ-ЭМ взаимодействия. Экраны с двумя и четырьмя дырами  имеют различное ЭМ-поле. Это изменение и "чувствует" одинокий фотон, как представитель ЭМ-волны.