Попытка избавиться от мыслительного дискомфорта, вызванного неумением найти причину линейного сокращения тел, движущихся с субсветовой скоростью.
(См. 'Линейное сокращение размера движущегося тела'. 15 III 2024)
На картинке - график изменения хода времени на теле, по мере приближения его скорости к скорости света. Скорость тела даётся в процентах от 'С' - скорости света. Видно, что сильнейшее замедление хода времени происходит лишь тогда, когда скорость тела отличается от скорости света всего на пару сотен, десятков и даже единиц километров в секунду!
Напомню читателям. что в физике рассматриваются два рода величин: Векторы и скаляры.
Векторными величинами называются величины, которые характеризуются не только своим численным значением, но и НАПРАВЛЕНИЕМ В ПРОСТРАНСТВЕ,
Скаляры - это величина, характеризующиеся только своим численным значением
Примеры векторов: Движение, скорость, ускорение, сила. Это величины, всегда куда-то в пространстве направленные.
Скаляры: Время, температура, объём, плотность, влажность, давление, НО НЕ ИХ ИЗМЕНЕНИЯ, которые могут иметь направление в впространстве. Например, плотность, давление и температура воздуха в атмосфере Земли МЕНЯЕТСЯ с высотой. Такая величина называется градиентом. Но мы будем сейчас обсуждать другое, а именно: Линейное сокращение длин тел при приближении их скорости к световой.
Для наглядности возьмём атом, скажем, простейший -- атом водорода с одним электроном, вращающимся по, будем считать для простоты, по круговой орбите вокруг ядра.
Представим себе , что каким-то образом мы умеем ускорять этот атом. Будет ли изменяться его конфигурация по мере приближения его скорости к световой. По формулам Специальной Теории Относительности (СТО), он будет 'уплощаться, из некого 'шарика', или чего-то вроде этого, он будет превращаться в диск, некую монетку. плоскость которой перпендикулярна вектору скорости монетки.
И всё тот же вопрос: ПОЧЕМУ ОН СТАНОВИТСЯ ПЛОСКИМ???
Сослаться на формулы - это НЕ объяснение, ибо формула просто констатирует некий эффект, без объяснения его причин.
Сначала представим себе атом, у которого плоскость орбиты совпадает с вектором скорости. Он как бы летит 'боком'.
Что будет наблюдать ВНЕШНИЙ по отношению к нему наблюдатель?
Он увидит, что круговая орбита электрона превращается в нечто странное: то ли эллипс, то ли некий прямоугольник с округлыми краями. То есть орбита уплощается строго лишь в направлении его движения. Уплощается и ядро, но о нём 'забудем'. Главный размер атома определяется радиусами его электронных орбит. И вот, что интересно, уплощение орбиты происходит ТОЛЬКО в том же направлении, в котором атом движется. Его поперечные размеры НЕ МЕНЯЮТСЯ!!!
Как это объяснить??? ЧТО заставляет орбиту становиться плоской только в направлении вектора скорости???
В СТО сть два сопутствующих эффекта: Увеличения массы тела и замедление времени.
Увеличение массы тела не может изменить радиуса орбиты в одном направлении? Наоборот, я как раз объяснил такое увеличение массы именно уплощением тела, за счёт растущей концентрации электрического заряда, ибо объём уменьшается, а величина заряда сохраняется прежней.
Остаётся ВРЕМЯ.
Заряд ядра и электрона с ростом скорости НЕ ИЗМЕНЯЮТСЯ! Тогда допустим, что всё дело в скорости обращения электрона вокруг ядра. Ясно, что чем больше его скорость, тем больше и радиус орбиты. Чем меньше - тем ближе к ядру (Из-за требуемого равновесия силы электрического (Кулоновского) притяжения ядра и центробежной силы, удерживающей электрон на орбите).
Если время на атоме для внешнего наблюдателя замедляется, значит ДЛЯ НЕГО и электрон будет двигаться с меньшей скоростью, а кулоновское притяжение остаётся тем же, это и заставит электрон приблизиться к ядру. Уплощение орбит - значит сокращение линейных размеров тела!
Всё? Ура! Объяснили-таки?
Ничего подобного! Вляпались сразу в новые неясности и проблемы!
Первая: На график видно, что существенное замедление хода времени наблюдается лишь при крайне близких скоростях тела к скорости света. И тут встревает наш электрон, который вращается вокруг ядра со скростями сотен и тысяч километров в секунду! Получает, что, когда он движется в ту же сторону, что и вектор скорости атома, он суммарно должен превосходить скорость света, а двигаясь в обратном - сильно отличаться от этой скорости. Поскольку скорость света не может быть достигнута любым телом, обладающим массой покоя неравной нулю, то значит, снова,для внешнего наблюдателя ВРЕМЯ для движущегося вперёд электрона очень сильно замедлится! А время для летящего назад - замедлится гораздо слабей Значит орбита превратится не в монетку с округлыми краями, а в некий сектор, с острой вершиной там, где он летит вперёд и плавной дугой на противоположной стороне.
Но это ещё как-то может допустить линейное сокращение тел.
Вторая:А что будет с атомом, у которого орбита перпендикулярна вектору скорости? Ядро сплющится, а радиус электронной орбиты НЕ ИЗМЕНИТСЯ!
Но вель по нашим рассуждениям ВРЕМЯ на атоме замедлится в целом!!! Так. почему электрон, летающий в поперечной движению атома плоскости, на замедлит тоже своего движения?
Итак, мы приходим к совершенно дикой мысли, что ход времени на атоме ИМЕЕТ РАЗНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ в пространстве!
В плоскости, совпадющей с направлением движения, оно ЗАМЕДЛЯЕТСЯ в зависимости от скорости.
В плоскотси, поперечной движению, ход времени остаётся неизменным!
Следовательно, надо или отказаться от изменения хода времени как причины описанной деформации орбиты вообще и искать ДРУГУЮ причину, или признать эту дикую мысль о РАЗНОНАПРВЛЕННОМ В ПРОСТРАНСТВЕ ХОДЕ ВРЕМЕНИ!
Читатели могут выбрать любое - каждый на свой вкус!
Faciant meliora potentes.
9 VI 2024
P.S. Идея бредовая и принципиально НЕВЕРНАЯ. Ибо 'сектор' будет с огромной дуговой частью и микроскопической вершиной, посему никакого СУЩЕСТВЕННОГО сокращения линейных размеров релятивистской частицы НЕ ВЫЗОВЕТ!
Или следует допустить другой вариант, полностью оправдывающий роль замедления времени в сокращении линейных размеров, но, конечно, отбрасывающий бредовую идею времени как вектора.
Первое: При приближении к скорости света ПЛОСКОСТЬ ЛЮБОГО вращения частицы, электронов на орбите и спин любой частицы, всегда ПОВОРАЧИВАЕТСЯ и становится перпендикулярной вектору скорости.
Почему? Потому что возникает резчайшее (в пределах размеров атома или элементарной частицы) искривление пространства и изменение хода времени, такое, которое поворачивает ось механического момента в направлении вектора скорости или противонаправленно.
В пользу ЭТОГО предположения говорит известный экспериментальный факт об ориентации спинов бета-электронов и позитронов. Оба вида БЫСТРЫХ частиц, излучаемых в процессе бета-распада, имеют спин, ось которого линейно совпадает с вектором их скорости. У бета-электронов ось спина противонаправлена вектору их скорости, у бета-позитронов, она совпадет по направлени.юю с указанным вектором!
Второе: Частица не превращается просто в диск, а уменьшает и свой поперечный размер, то есть объём релятивисткой частицы в целом сильно уменьшается и при этом происходит значительная концентрация заряда, что и вызывает значительное приращение инертной массы такой частицы!
Но полного ответа на заданный вопрос пока НЕТ!
Очевидно, это связано с каким-то особым взаимодействием частицы с электромагнитным полем--пространством.