Нерелятивистское объяснение замедления времени

[Alexroma]

Предлагаю нерелятивистское объяснение замедления времени исходя из различий во времени наблюдения объекта, который приближается к наблюдателю или, альтернативно, удаляется от наблюдателя. Это объяснение основано на следующем мысленном эксперименте:

Представьте себе ракету, летящую к земному наблюдателю с планеты X, расположенной на расстоянии $L$ от Земли, со скоростью $V$. Общее время, в течение которого ракету можно наблюдать с Земли, равно $t - t_c$, где $t$ обозначает время движения (полета) ракеты от планеты Х к Земле, равное $\frac {L}{V}, а $t_c$ обозначает время, которое требуется свету, чтобы дойти до Земли с планеты X. (Пояснение: общее время наблюдения в данном случае равно $t - t_c$ в силу того, что ракета, образно говоря, пытается догнать собственный свет, который, естественно, «финиширует» первым).

Теперь рассмотрим альтернативный случай: та же ракета возвращается с Земли на планету X, совершая полет с той же скоростью. В этом случае общее время, в течение которого ракету можно наблюдать с Земли, равно $t + t_c$. (Пояснение: общее время наблюдения в данном случае равно $t + t_c$ в силу того, что ракета летит к планете X на протяжении времени $t$, равного $\frac {L}{V}$, и в добавление к этому свету нужно время $t_c$ для того, чтобы донести до земного наблюдателя изображение «при-Х-ляющейся» ракеты).

Итак, мы имеем два различных времени наблюдения для объекта, проходящего одно и то же расстояние с одинаковой скоростью. В целях сглаживания расхождений между этими двумя наблюдениями рассчитываем среднее время наблюдения ($t_m$) как среднее геометрическое:

$t_m = \sqrt { (t - t_c) (t + t_c) } = \sqrt { t^{2} - t_c^2}$ (1)

Чтобы рассчитать фактор замедления времени ($\varepsilon$), мы делим среднее время наблюдения на время движения $t$, равное $\frac {L}{V}$:

$\varepsilon = \frac {t_m}{t} = \sqrt { 1 - t_c^{2}/t^2 }= \sqrt { 1 - \frac {V^2}{C^2}$ (2)

Таким образом, в результате мы получаем тот же фактор замедления времени, что и фактор, используемый в специальной теории относительности, то есть фактор, обратный фактору Лоренца, представляющему собой соотношение $ \frac {1}{ \sqrt { 1 - \frac {V^2}{C^2}}}$.

В общем и целом, этот метод расчета фактора замедления времени применим также к объектам, движущимся по кругу и всем другим траекториям, отличающимся от прямолинейной. Возможность перехода от расчетов фактора замедления времени для прямолинейных траекторий к аналогичным расчетам для непрямолинейных траекторий обосновывается исходя из следующих соображений:

Во-первых, феномен замедления времени не зависит от траектории движения, поэтому для целей вычисления фактора замедления времени любую траекторию движения, какой бы кривой и извилистой она ни была, можно выпрямить, то есть представить в виде прямой линии. Во-вторых, поскольку данный метод расчета фактора замедления времени не является релятивистским, наблюдатель может находиться в любой точке пространства. С учетом вышесказанного, в целях расчета фактора замедления времени для объекта, движущегося по кривой, выпрямляем траекторию движения объекта и помещаем наблюдателя в середине отрезка этой выпрямленной траектории, представленного произвольно выбранным расстоянием $L$, оговаривая при этом, что $L = Vt$, где $V$ – скорость движения объекта и $t$ – общее время, в течение которого наблюдатель мог бы наблюдать объект, проходящий расстояние $L$, если бы видел его мгновенно, то есть без задержки, вызванной тем, что свет распространяется не моментально, а с предельной скоростью ($C$).

В данном случае эффект замедления времени объясняется существованием различия между временем наблюдения объекта на отрезке, на котором объект приближается к центрально расположенному наблюдателю по выпрямленной траектории движения, и временем наблюдения объекта на отрезке, на котором объект удаляется от наблюдателя (оба эти отрезка равны $\frac {1}{2}L$). При этом фактор замедления времени рассчитывается по следующей формуле:

$\varepsilon = \frac {t_m}{t_a} = \sqrt {\frac {(t_a - \frac {t_c}{2})(t_a + \frac {t_c}{2})}{t_a^2}}$ (3)

В этой формуле:

$t_m$ – среднее геометрическое времени наблюдения объекта на отрезке, на котором он приближается к наблюдателю, и времени наблюдения объекта на отрезке, на котором он удаляется от наблюдателя; при этом, как указано выше, $t_m = \sqrt {(t_a - \frac {t_c}{2})(t_a + \frac {t_c}{2})}$

$t_a$– общее время, в течение которого наблюдатель мог бы наблюдать объект, приближающийся к нему, или, альтернативно, удаляющийся от него, на соответствующих отрезках расстояния $L$, если бы он видел его мгновенно, без учета скорости света; при этом $t_a = \frac {t}{2} = \frac {L}{2V}$

$t_c$ – время, за которое свет проходит расстояние $L$; при этом $t_c = \frac {L}{C}$

Подставив в правую часть формулы (3) соответствующие выражения для $t_a$ и $t_c$ ($t_a = \frac {L}{2V}$ и $t_c = \frac {L}{C}$), получаем ту же формулу для фактора замедления времени, что и в случае изначального мысленного эксперимента:

$\varepsilon = \sqrt { 1 - \frac {V^2}{C^2}} $ (2)

Кроме того, данный метод вычисления фактора замедления времени применим также к гравитационному замедлению времени. В этом случае мы помещаем наблюдателя в центр гравитационного притяжения и заменяем параметр $t_a$ в формуле (3) на время освобождения от гравитации t_e, определяемое как $ \frac {L}{2V_e}$, где $V_e$ – минимальная скорость, которой должен обладать объект для освобождения от гравитационного притяжения.

Согласно известной формуле, $V_e = \sqrt { \frac {2GM}{r}}$. Заменив в правой части формулы (3) $t_a$ на $t_e$, выраженное как $\frac {L}{2\sqrt { \frac {2GM}{r}}}$, в результате простейших преобразований получаем ту же формулу для фактора замедления времени, которая используется в общей теории относительности:

$\varepsilon = \sqrt { 1 - \frac {2GM}{rC^2}}$ (4)

В качестве заключения, с учетом вышеприведенного нерелятивистского объяснения замедления времени высказывается предположение о том, что замедление времени представляет собой наблюдаемый феномен, обусловленный конечной скоростью распространения света, а не скоростью движения объекта как таковой, хотя последняя играет существенную роль для видимого проявления данного феномена в тех случаях, когда она приближается к скорости света. В отличие от теории относительности, определяющее значение здесь имеет то, что скорость света не является бесконечно большой величиной, имея определенный предел, а не то, что она является величиной постоянной.

P.S. Нерелятивистское объяснение замедления времени было сформулировано мною более года назад, но только теперь мне пришло в голову, что оно соотносится с моей концепцией локальной вселенной, которая также носит нерелятивистский характер в силу того, что наблюдение в локальной вселенной производится из одной неизменной точки, находящейся в ее центре.

[pohius]

Alexroma в сообщении #736138 писал(а):

В целях сглаживания расхождений между этими двумя наблюдениями рассчитываем среднее время наблюдения ($t_m$) как среднее геометрическое:

Зачем сглаживать расхождение 2 разных экспериментов? Почему сглаживание среднее геометрическое, а не среднее арифметическое? Это раз.
Два, это то что вы рассматриваете одну и туже СО и разные времена в ней. В то время как в СТО разные СО!
В общем СТО вы не осилили, печально. Могу дать тот же совет что и Munin и EvilPhysicist, читайте учебники.

[Someone]

Alexroma в сообщении #736138 писал(а):

Предлагаю нерелятивистское объяснение замедления времени исходя из различий во времени наблюдения объекта, который приближается к наблюдателю или, альтернативно, удаляется от наблюдателя. Это объяснение основано на следующем мысленном эксперименте:
...
Итак, мы имеем два различных времени наблюдения для объекта, проходящего одно и то же расстояние с одинаковой скоростью. В целях сглаживания расхождений между этими двумя наблюдениями рассчитываем среднее время наблюдения ($t_m$) как среднее геометрическое:

$t_m = \sqrt { (t - t_c) (t + t_c) } = \sqrt { t^{2} - t_c^2}$ (1)

Не вижу здесь никакого "объяснения". Вы просто постулируете некую формулу, чтобы подогнать под известный из СТО результат. Между прочим, если постулировать ещё сокращение длин, то как раз СТО и получится. А в классической механике никакого замедления времени нет, так что Ваша формула - просто выдумка, противоречащая классической механике, а не "объяснение" на основе классической механики.

[GAA]

Тема перемещена из форума «Дискуссионные темы (Ф)» в форум «Пургаторий (Ф)»
Причина переноса: Тема с малосодержательным начальным сообщением.
По существу темы ответ дал Someone.

Alexroma, пожалуйста, не создавайте на форуме новые темы с непродуманными начальными сообщениями.