с центром в точке О1. Таким образом, в один и тот же момент времени t = t1 фронт распространения света достигнет различных точек пространства, что лишено смысла.
Создавшееся противоречие Эйнштейн решает отказом от понятий абсолютного, истинного, пространства и абсолютного, истинного, времени Ньютона и введением сформулированных А. Пуанкаре и Г. Лоренцем понятий относительного пространства и относительности одновременности. Этим нововведением производится замена принципа относительности Галилея совсем другим принципом, согласно которому в инерциальных системах отсчета, движущихся относительно наблюдателя, процессы природы протекают уже иначе. Преобразование координат и времени принципа относительности Эйнштейна, записанные в виде уравнений, описывающих координаты и время одного и того же точечного тела в системах, движущихся одна относительно другой со скоростью v по оси Ох, имеют вид:
Здесь в движущейся системе отрезок прямой
а интервал времени
где ? = v/с. Эти уравнения носят название преобразований координат и времени Лоренца. Сокращение ?x1 в
и увеличение интервала времени на обратную величину в движущейся системе называются соответственно лоренцевым сокращением пространства и лоренцевым замедлением времени. Инвариантом в этих преобразованиях является
Согласно преобразованиям Лоренца, пример, изображенный выше на рис. 14 при тех же условиях приобретает вид, что изображен на рис. 17.
Фронт распространения света в системе О имеет форму шара радиуса r = сt с центром в точке О, а в системе О1, тот же фронт распространения света имеет форму шара радиуса r1=сt1, но с центром в точке О1. Таким образом, имеем один и тот же фронт распространения света формы шара с двумя не совмещенными центрами(!).
Первый постулат теории относительности, или принцип относительности Эйнштейна, в переводе с языка математики на разговорный имеет следующую формулировку:
Согласно теории относительности для наблюдателя А, находящегося в неподвижной системе «
Наблюдатель В находится в движущейся системе
Возникает вопрос: «Есть ли вообще предсказываемые изменения?».
Отвечая на него, Эйнштейн писал так:
К сожалению, он не указал физические средства, с помощью которых может быть разрешен этот парадокс. Не указал по простой причине, — нет физических средств, с помощью которых можно экспериментально проверить предсказываемые изменения. Если принцип относительности Галилея является результатом обобщения наблюдений и экспериментов, то принцип относительности Эйнштейна опытной проверки не имеет и иметь не может.
Действительно, всякое физическое измерение состоит из двух частей: первая — выбор эталона, меры измерения величины, вторая — проведение измерения по определенной методике (процедура измерения). Внутри инерциально движущейся системы, а скорость системы нами может быть принята любой, согласно релятивистским представлениям сокращается (пространство) или увеличивается (время, масса) всё — и измеряемый объект, и эталон. Поэтому проверить предполагаемые изменения объективно, опытом, независимо от наших суждений, невозможно.
Принцип относительности Эйнштейна, в котором сформулирована сущность теории относительности, самостоятельного значения не имеет. Он является логическим следствием постулата
Противоречит реальности и общая теория относительности (ОТО), поскольку в её основе находится всё тот же постулат постоянства скорости света. К нему в общей теории добавлен ещё один, произвольный, непонятно откуда взятый постулат:
Не являются обоснованными и утверждения о том, что некоторые явления природы находят свое объяснение только как следствия теории относительности, и тем самым доказывают ее правильность и оправдывают необходимость. Напротив, все явления природы, кроме мысленных экспериментов типа «парадокса близнецов», логически непротиворечиво и просто описываются в понятиях классической физики. В качестве примера рассмотрим некоторые из них.
6. Следствия теории относительности
6.1. Время жизни
Рассмотрим изменение времени жизни элементарных частиц, например, космических ?-мезонов, возникающих в результате взаимодействия космических лучей с атмосферой Земли.