ДИАЛОГ РЕЛЯТИВИСТА С РЕАЛИСТОМ О РЕЛЯТИВИСТСКОМ ЭФФЕКТЕ «ЗАМЕДЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ»

В работе приводится диалог реалиста, представляющего автора, с релятивистом, представляющего в дискуссии собирательный образ разных людей, с которыми приходилось обсуждать вопросы релятивистского эффекта «замедления времени» (в кавычках, поскольку сам факт этого эффекта, как выясняется в ходе дискуссии, находится под большим вопросом).
В ходе обсуждения релятивист приходит в тупиковую ситуацию, выбраться из которой он не в состоянии.
Актуальность. Релятивистское замедление времени, если оно существует, приводит к суточной погрешности хода часов спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и GPS большей, чем 7000 нс (наносекунд, 1 нс = 10^-9 с). Значение суточного отставания часов спутника по сравнению с неподвижными часами на Земле из-за релятивистского «замедления времени» за 86400 секунд, то есть за сутки, рассчитывается по формуле [1, c.19]

 секунд.

В этой формуле «Скорость НС» – это скорость движения навигационного спутника. Спутники ГЛОНАСС и GPS движутся со скоростью примерно 3,9 км/с. «Скорость света» равна примерно 299 792,5 км/с.
При этом в соответствии с существующими требованиями пределы допускаемых смещений национальной шкалы времени UTC(SU) относительно шкалы всемирного координированного времени UTC составляют +/- 3,0 нс [2]. Таким образом, точность современного государственного первичного эталона единиц времени, частоты и национальной шкалы времени более чем на три порядка выше величины расчетного суточного «релятивистского» ухода часов этих спутниковых навигационных систем. Противоречия, возникающие при расчете релятивистского эффекта «замедления времени» являются выражением серьезной научной проблемы, поскольку величина погрешности, возникающей при расчете ухода спутниковых часов из-за этого эффекта, является настолько большой, что пренебрегать ею ни в коем случае нельзя.

Диалог релятивиста с реалистом о релятивистском «замедлении времени»
Р е л я т и в и с т. Я поверхностно познакомился с теорией аберрации – первой альтернативной СТО теорией, которая подтверждена экспериментально [3-7]. Тем не менее, нет никаких оснований сомневаться в истинности СТО вообще, и в достоверности эффекта релятивистского замедления времени, в частности.
Р е а л и с т. Ну что ж, давайте проведем мысленный эксперимент с движущимися друг относительно друга часами для того, чтобы разобраться в релятивистском «замедлении времени».
Р е л я т и в и с т. Согласен.
Р е а л и с т. Пусть друг относительно друга со скоростью движутся два ряда часов (рис. 1). Часы в каждом ряду синхронизированы друг с другом. В момент времени «00:00:00» (начала очередных суток) по часам одного ряда синхронизированных часов часы другого ряда также устанавливаются на «00:00:00» по показаниям ближайших к ним часов противоположного ряда.

Скорость  относительного движения рядов равна 0,99 скорости света.
Часы A в первом ряду и часы B во втором ряду оснащены (гипотетическим) концевым выключателем, срабатывающим в момент сближения (прохождения мимо друг друга) этих часов. При срабатывании концевого выключателя часы A и B останавливаются (как останавливается секундомер), после чего эти часы можно переместить для сравнения их показаний какому-либо исследователю.
С точки зрения часов A часы B движутся к ним со скоростью  (рис. 2).
Вопрос 1. Рассчитайте, сколько времени покажут часы B в момент остановки при встрече с часами A, если при встрече часы A будут показывать 100 секунд («00:01:40,000»)? Ответ на этот вопрос нужно найти с использованием формул СТО с указанием источника (предпочтительно работ Эйнштейна).

Р е л я т и в и с т. Это азбучная, простейшая задача для СТО.
Согласно СТО [1, c.19] ответ можно найти по формуле

 секунд.

В этой формуле «» и «» – это время часов A и В, соответственно, при встрече; «» – скорость движения часов.
Искомый ответ: часы B при встрече с часами A будут показывать 14,1 секунд.
Р е а л и с т. Запишем ваш ответ, выделив его в рамку:

показания часов B при встрече 

Рассмотрим теперь эту же ситуацию с другой стороны. С точки зрения часов B часы A движутся к ним со скоростью (рис. 3).

Вопрос 2. Сколько времени покажут часы A в момент остановки при встрече с часами B, если при встрече часы B будут показывать 14,1 секунд (число секунд часов B при остановке)? Ответ на этот вопрос нужно найти с использованием формул СТО с указанием источника (предпочтительно работ Эйнштейна).
Р е л я т и в и с т. В этом случае нужно воспользоваться аналогичной формулой

 секунд.

Ответ такой: часы A при встрече с часами B будут показывать 1,99 секунд.

Р е а л и с т. Запишем ваш ответ, выделив его в рамку:

показания часов A при встрече 

После остановки часов A и B в момент их встречи (рис. 1) эти часы были перемещены некоторому исследователю для сравнения их показаний.

Вопрос 3.
Какие показания этих часов зафиксирует исследователь?

Р е л я т и в и с т. Согласно сделанным расчетам показания часов после их остановки при встрече будут такими (вопрос 1)

Таким образом, по причине движения часы B отстанут от часов A. В этом то и состоит суть релятивистского замедления времени: движущиеся часы идут медленнее неподвижных.
Р е а л и с т. Теперь обратите внимание на следующее. Согласно вашим расчетам, сделанным с использованием СТО, при остановке часов в момент встречи часы A будут показывать 100 секунд, а часы B 14,1 секунд. Но всякое движение относительно. Часы B движутся относительно часов A, но при этом (то есть одновременно) часы A движутся относительно часов B. С точки зрения наблюдателя, движущегося вместе с часами A, эти часы неподвижны, а часы B – движутся. Но с точки зрения наблюдателя, движущегося вместе с часами B, эти часы неподвижны, а часы A – движутся.
Решая задачу с точки зрения часов B (вопрос 2), вы пришли к выводу, что в момент встречи часов часы B будут показывать 14,1 секунд, а часы A – 1,99 секунд.
Другими словами, остановившиеся часы B будут показывать 14,1 секунд, а остановившиеся часы A будут показывать 100 секунд (ваш ответ на вопрос 1), и вместе с тем (одновременно) 1,99 секунд (ваш ответ на вопрос 2).
Получается противоречие: остановившиеся при встрече часы A будут показывать одновременно 100 секунд и 1,99 секунд.
Очевидно, этого быть не может.
Р е л я т и в и с т. Признаюсь, вы «прижали меня к стенке», я не знаю, как это объяснить. Но думаю, тем не менее, что это очередной парадокс теории относительности, которому можно найти объяснение. По всей видимости, все дело в относительности одновременности. Согласно принципу «относительности одновременности» если два разнесенных в пространстве события наблюдаются одновременно в «движущейся» со скоростью системе отсчета, то они будут наблюдаться неодновременными относительно «неподвижной» системы.
Р е а л и с т. Действительно, в СТО имеется понятие «относительности одновременности». Но даже в СТО это понятие применимо только в случае, если есть два разнесенных в пространстве события. В нашем же случае есть только одно событие: двое часов A и B встречаются рядом при движении друг относительно друга, и в момент сближения останавливаются. Часы останавливаются один единственный раз. Поэтому двух показаний одновременно у одних и тех же остановившихся часов быть не может.
Кроме того, «относительность одновременности» предполагает, что удаленные события (например, вспышки молнии) наблюдаются наблюдателями с помощью света. В нашем же случае наблюдения с помощью света не производится. Нет и наблюдателей, как таковых, которые наблюдают за удаленными событиями.
Именно поэтому относительность одновременности в данном случае не помогает объяснить возникшее противоречие.
Р е л я т и в и с т. Вынужден согласиться с вами.
Р е а л и с т. Противоречия, к которому приводит релятивистское «замедление времени» заключаются в том, чтоОдно событие происходит одновременно в два совершенно разных момента времени по одним и тем же часам;
Одни и те же часы в один и тот же момент времени (момент возникновения события) показывают два совершенно разных значения времени. В соответствии с законом непротиворечия формальной логики и первое, и второе невозможно. В более общем смысле возникшее противоречие состоит в том, что расчеты одной и той же физической величины (времени возникновения одного события по одним и тем же часам) разными способами при одних и тех же исходных данных приводят к совершенно разным значениям, которые абсолютно несовместимы друг с другом. Отсюда неизбежно вытекает, что СТО при расчете релятивистского «замедления времени» дает ошибочные, недостоверные результаты.
Р е л я т и в и с т. Что же тогда делать? Как тогда решать задачи при расчете показаний движущихся часов?
Р е а л и с т. К счастью, для этих целей разработана теория аберрации – первая альтернативная СТО теория, которая подтверждена экспериментально. Рекомендую вам поближе с ней познакомиться и для решения практических задач использовать не СТО, которая дает ошибки, а именно теорию аберрации.

Заключение
Диалог реалиста (автора) с релятивистом показал следующее. Релятивистское «замедление времени», суть которого состоит в том, что движущиеся часы идут медленнее неподвижных, приводит к таким противоречиям: Одно событие происходит одновременно в два совершенно разных момента времени по одним и тем же часам;
Одни и те же часы в один и тот же момент времени (момент возникновения одного события) показывают два совершенно разных значения времени.
Расчеты одной и той же физической величины разными способами при одних и тех же исходных данных приводят к совершенно разным значениям, которые абсолютно несовместимы друг с другом. Это невозможно. Именно поэтому СТО неизбежно дает ошибочные результаты при расчетах релятивистской поправки хода часов, обусловленной эффектом релятивистского «замедления времени».
Вместо СТО при расчетах хода движущихся часов для устранения ошибок следует использовать теорию аберрации – первую альтернативную СТО теорию, которая подтверждена экспериментально [3-7].

1. Эйнштейн А. К электродинамике движущихся тел // Собр. науч. тр. – Т. 1. – М.: Наука, 1965. – С. 7-35.
2. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты. (утв. Приказом Росстандарта от 26.09.2022 N 2360).
3. Плясовских А. П. Теория аберрации. Первая теория, альтернативная специальной теории относительности [Электронный ресурс]. – М.: Знание-М, 2023. – 503 с. –ISBN 978-5-00187-483-6
4. Плясовских А. П. Теория аберрации – первая теория, альтернативная специальной теории относительности : популярное изложение : [Электронный ресурс] / А. П. Плясовских. – Москва : Знание-М, 2023. – 55 с. – ISBN 978-5-00187-493-5
5. Плясовских Александр Петрович. (2023). Теория аберрации – первая теория, альтернативная специальной теории относительности. Популярное краткое изложение. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.8150872
6. Плясовских Александр Петрович. (2023). Теория аберрации – первая теория, альтернативная специальной теории относительности. Сокращенное изложение. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.8151586
7. Плясовских Александр Петрович. (2023). Теория аберрации. Научно-популярное изложение. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.8250637

Все статьи автора «Плясовских Александр Петрович»