Отношение СТО и эфира

[sergey zhukov]

Нашел речь А. Эйнштейна от 5 мая 1920 по поводу его избрания почетным профессором Лейденского университета. Здесь Эйнштейн дважды повторяет следующее:

Цитата:

Между тем ближайшее рассмотрение показывает, что специальная теория относительности не требует безусловного отрицания эфира. Можно принять существование эфира; не следует только заботиться о том, чтобы приписывать ему определенное состояние движения.

Цитата:

Специальная теория относительности запрещает считать эфир состоящим из частиц, поведение которых во времени можно наблюдать, но гипотеза о существовании эфира не противоречит специальной теории относительности. Не следует только приписывать эфиру состояние движения.

Я часто слышал, что СТО именно не запрещает или отвергает эфир, а "упраздняет его" или "делает его ненужным". В чем здесь разница?

Представим себе, что мы придерживаемся гипотезы эфира, с котором скорость света постоянна. При помощи двух синхронных часов $A$ и $B$ мы измеряем скорость света $A \to B$ при любой ориентации $A$ и $B$ и убеждаемся, что эта скорость всегда одинакова. Такое не исключено, если часы неподвижны в эфире. Чтобы это проверить, мы берем две пары синхронных часов $A,B$ и $C,D$. Пара $A,B$ остается на Земле, а пара $C,D$ помещается на летящей ракете. Теперь очевидно, что по крайней мере в одном случае часы должны иметь движение относительно эфира. Но мы получаем, что скорость света во всех случаях одинакова и для $A,B$ и для $C,D$ для любой скорости ракеты и любой ориентации часов.

Мы замечаем, что все это можно обьяснить, если предположить только, что часы замедляют ход при движении через эфир по известной зависимости. Но это предположение ведет к другой проблеме: тогда мы больше не знаем, как получить пару синхронных часов.

Для проведения опыта по измерению скорости света нам нужна пара синхронных часов, разнесенных на некотрое расстояние. Если мы принимаем, что скорость хода часов зависит от их скорости относительно эфира, то легко показать, что у нас нет метода их синхронизации, который не зависел бы от скорости часов в эфире. Чтобы получить пару синхронных часов, нам нужно знать их скорость в эфире в процессе синхронизации, а чтобы измерить скорость часов относительно эфира, нам нужны синхронные часы. Получается замкнутый круг, из которого, кажется, нет выхода.

СТО замечает, что этот замкнутый круг мнимый, потому что он включает величину, точное значение которой кажется необходимым, а на самом деле ее можно взять любой. Сделаем так: на этапе синхронизации часов предположим произвольное направление и величину их скорости в эфире $U<C$. Далее синхронизируем часы с учетом этого $U$ и получаем при измерениях такими часами одну и ту же скорость света во всех ситуациях (учитывая гипотезу их замедления при движении в эфире). И этот результат получается при любом значении $U$. Это значит, что параметр $U$ хотя и включен в наши вычисления, но ни на что не влияет. Очевидно, теорию можно сформулировать так, чтобы $U$ вообще там не было, т.е. сразу предположить скорость света постоянной. На что же влияет произвольный выбор $U$? Только на процедуру синхронизации часов, т.е. на то, какие события мы будем считать одновременными.

СТО сформулирована без упоминания $U$, но вообще ничто не мешает нам взять произвольную $U$ и рассмотреть поведение системы, погруженной в поток эфира со скоростью $U$. В этом потоке свет распространяется с постоянной скоростью относительно эфира, а часы замедляются при движении относительно эфира. СТО просто гарантирует, что результат не зависит от $U$, но не запрещает нам для наглядности рассмотреть ситуацию при какой-нибудь конкретной $U$.

[rascas]

Так и есть, от этого эфира ничего не зависит с точки зрения наблюдателя. Поэтому эфир это лишняя сущность, её и отбросили. Эфир нам пока никак не обнаружить.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Беседы на околонаучные темы» в форум «Пургаторий (Ф)»
Причина переноса: фактическое возобновление темы из Пургатория.

-- 24.10.2019, 13:51 --

sergey zhukov, окружающие уже успели потратить достаточно сил на то, чтобы объяснить вам что-то в этой области. Поскольку, как оказалось, это бесполезно, соответствующая тематика для вас закрыта. Предупреждение за возобновление темы из Пургатория.