Парадокс близнецов ⇧
Пожалуй самый известный парадокс специальной теории относительности (СТО) – парадокс Близнецов. Суть парадокса в том, что, с одной стороны, все инерциальные системы отсчета в СТО равноправные, с другой, вроде как, путешествующий близнец остается молодым, в том время как оставшийся на земле стареет.
Но в действительности это всего лишь “вроде как”. СТО, вообще говоря, не говорит о том, что время замедляется, она говорит о том, что в разным инерциальных системах в разных местах время идет по разному.
Область применения СТО ⇧
Но давайте запустим близнеца не с Земли, а с некой “пустой” точки пространства. С точки зрения каждого близнеца другой близнец движется и его время “замедляется”. То есть. как и говорит теория все системы идентичны, и симметричны.
Выяснить кто же из близнецов быстрее состарится путем их новой встречи, в рамках СТО не представляется возможным – нужно чтобы или один близнец вернулся назад, или чтобы другой его догнал. Но ни того, ни другого нельзя сделать оставаясь в рамках СТО, так как процесс ускорения или торможения не описывается в рамках СТО, а значит она не может применена не только для повторной встречи, но даже для запуска одно из близнецов – запуск будет с ускорением, а это, еще раз, не входит в область СТО.
Если перейти в систему центра масс близнецов, попутно корректно исключить этапы ускорения, то явным образом все становится на свои места.
Парадоксы – признак ограниченности теории ⇧
Но даже если парадокс возникает в строгом соответствии с областью применения теории, это скорее всего означает только то, что в отличии от декларируемого принципа теория не действует глобально или в ее математический аппарат необходимо внести изменения.
Я это уже описывал в статье “Корни физических теорий” – не все решения, которые предлагает теория всегда могут применяться впрямую или вообще иметь физический смысл. Теория это всегда как натягивание совы на глобус – натягивание наших текущих знаний на необъективную реальность. Кое-где теория очень сильно не соответствует действительности и “сова” рвется. На самом деле, когда обнаруживается такое несоответствие, это всегда ведет к прогрессу – появляется новая теория или уточняется старая. В каком то смысле это праздник на улице физиков. Вот только это несоответствие должно быть реальным, а не умозрительным.
СТО реально решается несколько задач с практическими следствиями:
- объясняет опыты Майкельсона — Морли;
- делает уравнения электродинамики (уравнения Максвелла) инвариантными в разных инерциальных системах отсчета;
- объясняет величину видимого параллакса звезд;
- объясняет рост энергии частиц, без роста скорости в ускорителях;
- объясняет увеличение времени жизни нестабильных частиц при около световых скоростях в нашей системе отсчета.
Более подробно “Теории относительности для чайников: требования к альтернативным теориям“.
Можно ли попытаться сформулировать другую теорию, которая объяснит все эти эффекты? Возможно. Но зачем, если она не будет давать каких-то новых предсказаний, которые можно будет проверить на опыте, а не только мысленно? То, что она упростит расчеты – также очень сомнительно.
Общая теория относительности ⇧
Тоже самое с ОТО.
Есть ряд измеряемых эффектов, величину которых ОТО предсказывает точнее, чем другие теории. Но не более того. Все остальное – черные и белые дыры и различные эффекты, которые должны сопровождать эти объекты – не более, чем “мысленные эксперименты”.
Черных дыр (ЧД) никто не видел и не обнаруживал. Обнаружили компактные области, которые не излучают или излучают очень мало, но создают значительное гравитационное притяжение. Верхние границы размеров этих областей пока на порядки больше, чем соответствующий их массе радиус черной дыры. То есть, даже если черные дыры реально существуют, вовсе не факт, что это именно они.
Так что все остальное – горизонт событий, замедление времени и так далее, может оказаться не более чем “мысленные эксперименты” в областях, где теория реально не работает, хотя и создавалась, вроде, как раз именно для этих областей.
Да в самой ОТО есть противоречия:
- прежде всего это то, что в ней не соблюдается святая святых физики – закон сохранения энергии.
- ЧД не является черной, так как должны излучать (Излучение Хокинга)
- И тут же время достижения ЧД при свободной падении на нее – бесконечно. То есть ничто не может попасть в черную дыру.
- Падающие заряженные частицы должны излучать, так как падают с ускорением. И излучать бесконечно много. А сами также, при этом, приобретают бесконечную кинетическую энергию, которую уносят с собой внутрь ЧД. То есть маленькая область вокруг XL должна светиться, что опять таки, делает ЧД видимой.
- в падающем лифте заряженные частицы должны излучать, хотя в поле гравитации этого не происходит. Нарушается основной декларируемый ОТО принцип эквивалентности.
Подводя итог, можно сказать, что парадоксы теорий относительности не существуют. Часть из них лежит вне области СТО, и все они не более чем непонятные корни не идеально соответствующих реальному миру теорий.
