Freitag, 13. September 2019

Relativity and Time dilation, Relativitätstheorie und Zeitdilatation, Теория относительности и замедление времени


Deutsch unten
Русский ниже


Relativity and reality of time dilation


Einstein described in a famous work "On the Electrodynamics of Moving Bodies" a special consequence of his principle of relativity, which was later called the "twin paradox". Paradox is here really nothing. He merely showed that a clock at the equator would be slower than a clock of the same design at the earth's pole.

Basically it was a theorem. Einstein's proof was more intuitive. For more detailed analysis, he later resorted to general relativity.

Time dilation in special relativity is mutual. If two observers move relative to each other, each of them can claim that the other observer's clock is slower than his own.

This seems obvious when one thinks about relativity. But then Einstein's theorem comes out:

"If one of two synchronous clocks at A is moved in a closed curve with constant velocity until it returns to A, then by the clock which has remained at rest the travelled clock on its arrival at A will be slow."

The importance of this theorem for the theory of relativity can never be overestimated: first in this case time dilation becomes reality.

Therefore experimental results are interpreted according to this scheme. For example, the decay of fast muons. In the thought one imagines an observer standing near the storage ring. After each orbit, the particles return to this observer over and over again and so countless times. In this way, real deceleration of decay occurs despite mutual time dilation.

The closed routes are therefore an important part of the experiments. Then nature seems to function exactly according to relativistic laws and there is no conflict with the mutuality of time dilation.

In reality, however, it is easier, that is even in the case when two observers move only relativ to each other. Except for mutual time dilation nothing would be expected here. But in 1938 the researchers Ives and Stilwell were able to observe real time dilation even under these conditions.

They measured the own oscillations of the rapidly moving hydrogen atoms. The frequency of these oscillations was smaller than that of the resting atoms. Oscillating atoms can be thought of as ticking clocks. In other words, moving clocks ticked rare, so they went slower. It was undoubtedly time dilation.

This experiment is presented as a confirmation of special theory of relativity. But here the time dilation was noted immediately and in one place during the flyby. The experiment of Ives and Stilwell therefore proves the ether theory, where time dilation is always real.



Relativitätstheorie und Realität der Zeitdilatation


Einstein beschrieb in berühmter Arbeit "Zur Elektrodynamik bewegter Körper" eine besondere Konsequenz aus seinem Relativitätsprinzip, das später den Namen "Zwillingsparadoxon" bekam. Paradox ist hier eigentlich nichts. Er zeigte lediglich, dass eine Uhr am Äquator langsamer gehen würde, als baugleiche Uhr am Erdpol.

Im Grunde genommen handelte es sich dabei um ein Theorem. Einsteins Beweis trug aber damals mehr oder weniger intuitiven Charakter. Später griff er schon, wohl verzweifelt, zu härteren Mitteln allgemeiner Relativitätstheorie.

Die Zeitdilatation in spezieller Relativitätstheorie ist gegenseitig. Bewegen sich zwei Beobachter relativ zueinander, kann jeder von ihnen behaupten, dass die Uhr des anderen Beobachters langsamer geht als seine eigene.

Dies erscheint selbstverständlich, wenn man gleichzeitig über die Relativität nachdenkt. Doch danach rückt Einsteins Theorem aus:

"Befinden sich in A zwei synchron gehende Uhren und bewegt man die eine derselben auf einer geschlossenen Kurve mit konstanter Geschwindigkeit, bis sie wieder nach A zurückkommt, so geht die letztere Uhr bei ihrer Ankunft in A gegenüber der unbewegt gebliebenen nach."

Die Bedeutung dieses Satzes für die Relativitätstheorie kann man nie überschätzen: Erst in diesem Fall wird die Verlangsamung der Zeit zur Realität.

Deshalb wird nach diesem Muster experimentelle Befunde ausgelegt. Zum Beispiel, der Zerfall schneller Myonen. Im Gedanken fixiert man einen Beobachter neben dem Speicherring. Nach jeder Umrundung kehren die Teilchen immer wieder zu diesem Beobachter zurück und so unzählige Male. Auf diese Weise ergibt sich reale Verlangsamung des Zerfalls, trotz gegenseitiger Zeitdilatation.

Geschlossene Bahnen sind also ein wichtiger Bestandsteil der durchgeführten Experimente. Dann scheint die Natur exakt nach relativistischen Gesetzen zu funktionieren und es kommt nicht zum Konflikt mit Gegenseitigkeit der Zeitdilatation.

In Wirklichkeit geht es aber einfacher, das heißt auch im Falle, wenn sich zwei Beobachter relativ zueinander gleichmäßig geradlinig bewegen. Außer scheinbarer gegenseitiger Zeitdilatation wäre es hier eigentlich nichts zu erwarten. Doch 1938 konnten die Forscher Ives und Stilwell auch unter diesen Bedingungen reale Zeitdilatation beobachten.

Sie maßen eigene Oszillationen der schnell bewegten Wasserstoffatome. Die Frequenz dieser Oszillationen war kleiner als bei ruhenden Atomen. Oszillierende Atome kann man sich als tickende Uhren vorstellen. Das heißt, bewegte Uhren tickten seltener also gingen langsamer. Es handelte sich ohne Zweifel um die Zeitdilatation.

Dieses Experiment wird als Bestätigung für spezielle Relativitätstheorie dargestellt. Aber hier wurde kleinere Eigenfrequenz bewegter Atome, sprich die Verlangsamung der Zeit, sofort und an einem Ort währen des Vorbeifluges festgestellt. In diesem Fall gilt in der Relativitätstheorie scheinbare gegenseitige Zeitdilatation. Das Experiment von Ives und Stilwell belegt deshalb eher die Äthertheorie, wo die Zeitdilatation immer real ist. 



 Теория относительности и реальность замедления времени



 В своей знаменитой работе "К электродинамике движущихся тел" Эйнштейн описал особое следствие из его принципа относительности, которое поже получило название "парадокса близнецов". Парадоксального здесь вообщем-то ничего нет. Он просто показал логическим путём, что часы на экваторе должны идти медленее, чем на одном из земных полюсов.

По-сути мы имеем здесь дело с теоремой. Однако доказательство Эйнштейна носило тогда в большей мере интуитивный характер. Поже он был вынужден обратиться к помощи общей теории относительности.

Замедление времени в специальной теории относительности взаимно. Двигаются два наблюдателя по отношению друг к другу, то каждый из них может утверждать, что часы другого идут медленее, чем его собственные.

Это выглядит вполне логичным, если при этом думать о принципе относительности. Однако тут же всплывает теорема:

"Если в точке А находятся двое синхронно идущих часов и мы перемещаем одно из них по замкнутой кривой с постоянной скоростью до тех пор, пока они не вернутся в А, то эти часы по прибытии в А будут отставать по сравнению с часами, остававшимися неподвижными."

Значение этой теоремы для теории относительности нельзя переоценить: в этом случае замедление времение становится реальностью. Поэтому по этой схеме интерпретируются результаты экспериментов. Например, распад быстрых мюонов. Мыслено фиксируется наблюдатель рядом с накопительным кольцом. Вращаясь по накопетельному кольцу мюоны постояно возвращаются к этому наблюдателю и так много раз. Таким образом в точности по теореме Эйнштейна происходит реальное замедление времени, мюоны распадаются медленее, несмотря на взаимность эффекта замедления времени.

Замкнутые пути являются поэтому неотемлемой частью проводимых экспериментов. В этом случае создаётся впечатление, что природа функционирует по законам теории относительности, и дело не доходит до конфликта с взаимностью замедления времени.

На практике нет никакой необходимости в такой замысловатой процедуре. Замедление времени регистрируется и в том случае, когда два наблюдателя двигаются равномерно по отношению друг к другу, т.е. и тогда, когда в рамках теории относительности ничего кроме как взаимного кажущегося замедления времени не ожидается.

В 1938-ом году исследователи Айвс и Стилвелл измерили собственные осциляции быстро двигающихся атомов водорода. Частота оказалась меньше, чем у покоющихся атомов. Без сомнения речь шла о реальном замедлении времени.
Хотя этот эксперимент преподносится как подтверждение специальной теории относительности, на самом деле здесь нет замкнутых траекторий, атомы двигались свободно в одном направлении, уменьшение собственной частоты определялось через длину волны спектрометром, то есть мгновено.

В этом смысле эксперимент Айвса и Стилвелла подтверждает в большей мере теорию эфира Лоренца, чем теорию относительности Эйнштейна.








Mittwoch, 28. August 2019

Advance of Mercury Perihelion – Einstein's Foisting, Merkur-Periheldrehung – Einsteins Unterschiebung, Смещение перигелия Меркурия – подлог Эйнштейна

Deutsch unten
Русский ниже

Anomalous Advance of Mercury Perihelion – Einstein's Foisting


Since Kepler we know that the planets move on elliptical orbits. In the 19th century it was also recognized that even the planetary orbits rotate. Classical physics had no explanation for this. Therefore, this phenomenon has been called "anomalous perihelion advance".

Planet Mercury has largest shift. In the century its orbit shifts by 43 arcseconds. This is tiny and practically insignificant, but any advanced theory of gravitation should support this advance.

Newcomb suggested minor correction of Newton's law of gravity. However, it was just an empirical formula. Of course there were also theoretical considerations. But in the end Einstein's theory of general relativity won.

But before the physicists agreed with Einstein, they should actually accept his special trick. In his calculation he used the planetary time.

At least that's strange. The equations of motion are determined relative to the center of gravity of the Sun-Planet system, but time is read by Einstein from the planet's moving clock.

According to the special theory of relativity, the moving clock should be slower than a stationary clock in the center of gravity. The difference for the time intervals is exactly determined by the Lorentz factor. Thus, the possibility arises to make the calculation without the relativistic mass that a moving planet should actually have, when the time is read by planetary clock.

Such calculation gives the displacement for the Mercury Orbit of 43 arcseconds in the century, which exactly corresponds to the observing value.

This perfect match was obviously very tempting for physicists. And nowhere is it mentioned that General Theory of Relativity completely renounces the relativistic mass of special relativity. But what about the huge mass increase in the particle accelerators? Is it making an exception for the planets? Or maybe it is tiny and therefore is not considered approximately?

In the right part! Professor Schnitzer from the University of Graz has made classical calculation, but with the consideration of relativistic mass. Out came 7 arcseconds in the century for Mercury Orbit.

That's a sixth of the observational value, not a little. Approximately the same amount should also be added to a relativistic calculation and corrected accordingly from 43 to 50 arcseconds.

Using two different frames of reference - one for locating and the second for timing – is basically an unreasonable arbitrariness. Nevertheless, Einstein took this step. His reasoning was ("Einstein. Explanation of the Perihelion Motion of Mercury from General Relativity Theory. 1915"):

"The Low of Areas is also accurate in the magnitude of second order, when one uses the 'period' of the planet for the time measurement."

Kepler's Low of Areas is a special case of the angular momentum conservation law. If Einstein had done the right thing, it would not only cause the Mercury Orbit to spin too much, but it would also violate one of the basic conservation laws. That his General Theory of Relativity actually belongs in the trash bin, would be obvious in this case.

Einstein could somehow be understood – he wanted to make it to the top at all costs. The only question is: Why was there no judicious review of his work at that time? And much more: Why do the physicists still consider his foisting legitimate?



Anomale Merkur-Periheldrehung – Einsteins Unterschiebung


Seit Kepler wissen wir, das sich die Planeten auf Ellipsenbahnen bewegen. Im 19. Jahrhundert wurde auch erkannt, dass selbst die Planetenbahnen sich drehen. Klassische Physik hatte keine Erklärung dafür. Deshalb wurde dieses Phänomen als "Anomale Periheldrehung" bezeichnet.

Am stärksten tritt es bei Merkur auf. Im Jahrhundert dreht sich seine Bahn um 43 Bogensekunden. Das ist ja winzig und praktisch ziemlich irrelevant, aber jede fortgeschrittene Gravitationstheorie sollte diese auch so nichtige Drehung erklären können.

Newcomb schlug kleine Korrektur von Newtons Gravitationsgesetz vor. Allerdings handelte es sich lediglich um eine empirische Formel. Selbstverständlich gab es auch theoretische Behandlungen. Doch am Ende gewann Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie.

Aber bevor sich die Physiker für Einstein entschieden, sollten sie eigentlich seinen besonderen Trick akzeptieren. In seiner Rechnung setzte er die Zeit ein, die eine Uhr auf Planetenoberfläche anzeigen würde.

Das ist wenigstens seltsam. Die Bewegungsgleichungen werden relativ zum Schwerpunkt vom Sonne-Planet-System ermittelt, die Zeit bei Einstein wird aber von bewegender Uhr des Planet abgelesen.

Diese soll laut spezieller Relativitätstheorie langsamer gehen als ruhende Uhr im Schwerpunkt. Der Unterschied für die Zeitintervale ist exakt durch den Lorentzfaktor bestimmt.

So ergibt sich die Möglichkeit, unauffällig die Rechnung ohne relativistische Masse zu machen, wenn die Zeit einfach von Planetenuhr abgelesen wird.

Solche Rechnung liefert die Drehung für die Merkurbahn von 43 Bogensekunde im Jahrhundert, was dem beobachtenden Wert genau entspricht.

Diese perfekte Übereinstimmung war für Physiker offensichtlich sehr verlockend. Und bis jetzt wird nirgends erwähnt, dass Allgemeine Relativitätstheorie auf relativistische Masse spezieller Relativitätstheorie ganz verzichtet. Aber wie steht es dann mit der gewaltigen Massenzunahme in den Teilchenbeschleunigern? Macht sie extra für die Planeten eine Ausnahme? Oder vielleicht ist sie winzig klein und deshalb wird näherungsweise nicht berücksichtigt?

Doch! Professor Schnitzer von Technischer Universität Graz hat klassische, aber mit der Berücksichtigung relativistischer Masse, Rechnung gemacht. Raus kamen 7 Bogensekunden im Jahrhundert für Merkurbahn.

Das ist ein sechstel vom beobachtenden Wert, also, gar nicht wenig. Etwa gleicher Betrag soll auch in relativistische Rechnung dazukommen und dementsprechend von 43 auf 50 Bogensekunden korrigiert werden.

Das Benutzen von zwei verschiedenen Bezugssystemen – ein für die Ortung und das zweite für die Zeitmessung – ist im Grunde genommen eine unzulässige Willkür. Trotzdem machte Einstein diesen Schritt. Seine Begründung lautete ("Einstein. Erklärung der Perihelbewegung des Merkur. 1915"):

"Der Flächensatz gilt also in Größen zweiter Ordnung genau, wenn man die 'Eigenzeit' des Planeten zur Zeitmessung verwendet."

Keplers Flächensatz ist ein Sonderfall vom Drehimpuls-Erhaltungsgesetz. Hätte Einstein die Rechnung richtig gemacht, dann ergäbe es sich nicht nur zu große Drehung der Merkurbahn, sondern auch würde ein der grundlegenden Erhaltungsgesetze verletzt. Dass seine Allgemeine Relativitätstheorie eigentlich in den Mülleimer gehört, wäre in diesem Fall offensichtlich.

Man könnte Einstein irgendwie verstehen – er wollte um jeden Preis ganz nach oben schaffen. Die Frage ist nur: Warum fand damals keine vernünftige Begutachtung seiner Arbeit statt? Und viel mehr: Warum halten die Physiker seine Unterschiebungen auch heute für legitim?



Смещение перигелия Меркурия – подлог Эйнштейна


Благодоря Кеплеру мы знаем, что планеты двигаются по эллиптическим орбитам. В 19-ом веке стало известно, что не только планеты, но и их орбиты хотя и очень медлено вращяются вокруг Солнца. Классическая физика оказалась не в состоянии объяснить этот феномен. Поэтому он был назван "аномальным смещением перигелия".

Максимальное смещение имеет орбита Меркурия, оно составляет 43 угловые секунды в столетие. Это очень малая величина, не имеющая какого-либо практического значения, но любая современная теория гравитации должна быть в состоянии объяснить её наличие.

Ньюком предложил небольшую поправку к гравитационному закону Ньютона. Однако в этом случае речь идёт исключительно об эмпирической формуле. Конечно предпринимались и теоретические попытки, но в конечном счёте победила Общая теория относительности Эйнштейна.

Но прежде чем физики сделали свой выбор, они должны были акцептировать особый трюк Эйнштейна. Он провёл расчёт, используя планетарное время, то есть время, показываемое часами на поверхности двигающейся планеты. При этом он указывал, что расчёт ведётся по классической схеме, то есть в системе отсчёта общего центра тяжести Солнца и планеты.

По меньшей мере это очень страно. А с какой целью?

Согласно специальной теории относительности двигающиеся планетарные часы должны идти медленее, чем покоющиеся часы в центре тяжести. Соотношение интервалов времени определяется коэффициентом Лоренца.

Таким образом появляется возможность практически незаметно провести расчёт без релятивисткой массы, если просто считывать время с планетарных часов. Этот расчёт даёт 43 угловые секунды для Орбиты Меркурия, что в точности соответствует наблюдаемой величине.

Возможно, что этот факт побудил физиков закрыть глаза на странности самого расчёта. Также и сегодня не услышишь от них, что общая теория относительности отказывается от релятивисткой массы специальной теории относительности. А как же тогда гиганский рост массы в ускорителях элементарных частиц? Или этот эффект делает особое исключение для планет? А быть может он настолько мал, что им пренебрегают?

Напротив! Профессор Шнитцер технического университета Грац сделал классический расчёт, но с учётом релятивисткой массы и получил 7 угловых секунд для орбиты Меркурия. Это одна шестая наблюдаемого значения, вообщем-то далеко не мало. Примерно столько же должно быть прибавлено к релятивисткому расчёту. Соответствено результат вырастет с 43 до 50 угловых секунд.

Само по себе использование двух систем отсчёта – одной для локализации планеты и второй для считывания времени – являтся по-сути полным произволом. Несмотря на это Эйнштейн предпринял этот шаг. Его обоснование выглядело следующим образом ("Эйнштейн. Объяснение движения перигелия Меркурия. 1915"):

"...теорема площадей остаётся точной при учёте величин второго порядка, если для измерения времени применять 'собственное время' планет."

Теорема площадей Кеплера является частным случаем более общего закона сохранения момента импульса. Получается, не прибёг бы Энштейн к своей уловке, то не только бы расчитал слишком большое смещение перигелия Меркурия, но и нарушил бы при этом один из основных законов сохранения. Тогда всем было бы очевидно, что его общюю теорию относительности следует выбросить в мусорное ведро.

Эйнштейна можно ещё как-то понять – любой ценой он хотел вырвыться на самый верх. Основной вопрос заключается в следующем: почему тогда не провели серьёзную проверку его работы? Да что тогда: почему и сегодня физики считают его подлог законным?





Freitag, 23. August 2019

Equivalence Principle – Refutation, Äquivalenzprinzip – Widerlegung, Принцип эквивалентности – Опровержение

Deutsch unten
Русский ниже


Equivalence principle – Experimental Refutation


Einstein could prove theoretically a possible equivalence between gravity and acceleration only for linear acceleration.

In his work in 1907 "On the Relativity Principle and the Conclusions Drawn from It", where the principle of equivalence appeared for the first time, he liked to use the generic word "acceleration," but the calculation concerned only "uniformly accelerated translational motion".

So it was with the derivation of the formula for time dilation. He considered two reference systems: one at rest and one accelerated relative to the first along the x axis. The result was transferred to the reference system in the gravitational field.

Experimental confirmations, however, use the centrifugal acceleration generated by the rotation. Such experiments are about the equivalence of heavy and inert masses. It is often referred to as the "weak equivalence principle".

First measurements took place in the 19th century. With a torsion balance gravity and centrifugal force were compared. Last came from the Earth's rotation.

Modern measurements with the satellites improved the results of that time. The gravitational acceleration was even completely compensated by the centrifugal acceleration.

This is a clear case of generalization, which is very common in theoretical physics. For that, experimental refutation has long been there.

Hafele's experiment is the best-known experiment for the registration of relativistic time dilation. In 1971, the aircraft flew with several atomic clocks on board around the earth, sometimes in one direction, sometimes in the opposite direction.

The measurement result was in accordance with the theory. The speed of the aircraft and the weaker gravitational field at altitude were considered, but not the centrifugal acceleration of the aircraft.

Does the centrifugal acceleration contribute nothing to the time dilation? – Right!

One can also assume that the effect was very small, so it is not mentioned in reports. However, quite large centrifugal acceleration occurs in the particle accelerators.

In 1977 CERN achieved approximately thirty times the lifetime of fast muons. The particles moved in the storage ring with the diameter of fourteen meters.

The centrifugal acceleration was an incredible ten to eighteen g, or a billion billion times the acceleration on the Earth's surface. Nevertheless, no influence of gigantic centrifugal acceleration on the lifetime of the muons was found.

So the physicists have known about it for a long time, but continue like in the 19th century: in the experiments the gravitational acceleration is compensated by the centrifugal acceleration.

But is it possible that the gravitational field has no influence on the clock?

However, there is much experimental evidence for time dilation by gravity. Recently, the measurements were made with a positive result in the Alps using a portable atomic clock.

Let's be clear: The gravitational field slows the clock, the centrifugal acceleration, however, has no effect on the clock. In the meantime, the last one can completely balance out the first, so that Einstein's assumptions concerning the principle of equivalence are completely fulfilled.

To what extent can the frame in the gravitational field and the frame accelerated by the rotation be equivalent? Obviously – not at all!

The experiments demonstrating the equality of heavy and inert masses can not serve as proof of Einstein's equivalence principle. Conversely, they really show how weak, in the direct sense, is the principle of equivalence.

The only hope, even the smallest, is linear acceleration. According to Einstein's calculation, it should certainly cause time dilation. But real evidence is not known.

Otherwise it would have been strange. From the perspective of the orthogonal coordinate system, the rotational motion of a body has stronger acceleration times along the axis x times along the axis y.
 That is, the centrifugal acceleration can be described as a combination of two orthogonal linear accelerations. And there is no time dilation.

In short: the equivalence principle of Einstein is a fiction!



Das Äquivalenzprinzip – Experimentelle Widerlegung


Eine mögliche Äquivalenz zwischen Gravitation und Beschleunigung konnte Einstein nur für lineare Beschleunigung theoretisch belegen.

In seiner Arbeit 1907 "Relativitätsprinzip und die aus demselben gezogenen Folgerungen", wo sein Äquivalenzprinzip als Erweiterung des Relativitätsprinzips zum ersten Mal zur Geltung kam, benutzte er zwar gern das allgemeine Wort "Beschleunigung", doch die Rechnung betraf ausschließlich "gleichförmig beschleunigte Translationsbewegung".

So ging es etwa bei der Herleitung der Formel für die Verlangsamung der Zeit. Dort betrachtete er zwei Bezugssysteme: Ein ruhendes und ein relativ zu erstem entlang der Achse x beschleunigtes. Das Resultat wurde auf Bezugssystem im Gravitationsfeld übertragen.

Bei experimentellen Bestätigungen wird jedoch nach der Zentrifugalbeschleunigung gegriffen, die durch die Rotation entsteht. Bei solchen Experimenten geht es um die Äquivalenz schwerer und träger Masse. Sie wird oft als "schwaches Äquivalenzprinzip" bezeichnet.

Erste Messungen fanden schon im 19. Jahrhundert statt. Mit einer Torsionswaage verglich man Schwerkraft und Fliehkraft. Letzte entstand durch die Erdrotation.

Moderne Messungen mit den Satelliten präzisierten die Ergebnisse von damals. Dabei wurde die Gravitationsbeschleunigung durch die Zentrifugalbeschleunigung sogar vollständig ausgeglichen.
Das ist ein klarer Fall der Verallgemeinerung, die in theoretischer Physik sehr wohl verbreitet ist. Dafür ist experimentelle Widerlegung längst da.

Das Experiment von Hafele ist wohl das bekannteste Experiment zum Nachweis relativistischer Zeitdilatation. 1971 flog das Flugzeug mit mehreren Atomuhren an Bord rund um die Erde, mal in eine Richtung, mal in Gegenrichtung.

Das Messergebnis stimmte mit der Theorie überein. Dabei wurden die Geschwindigkeit des Flugzeugs und schwächeres Gravitationsfeld in der Flughöhe berücksichtigt, aber nicht die Zentrifugalbeschleunigung des Flugzeugs.

Trägt die Zentrifugalbeschleunigung zur Verlangsamung der Zeit etwa nichts bei? – Richtig!

Man kann ja auch vermuten, der Effekt sei nun sehr klein gewesen, deshalb wird er in Berichten nicht erwähnt. Recht große Zentrifugalbeschleunigung tritt aber in den Teilchenbeschleunigern auf.

1977 wurde in CERN rund dreißig fache Verlängerung der Lebensdauer von schnellen Myonen erreicht. Die Teilchen bewegten sich im Speicherring auf einer Kreisbahn mit dem Durchmesser von 14 Meter.

Die Zentrifugalbeschleunigung betrug dabei unglaubliche 10^18 g, oder eine Milliarde Milliarden fache der Beschleunigung auf der Erdoberfläche. Nichtsdestotrotz wurde kein Einfluss solch gigantischer Zentrifugalbeschleunigung auf Lebensdauer der Myonen festgestellt.

Die Physiker wissen also Bescheid seit Langem. Trotzdem wird in den Experimenten weiterhin die Gravitationsbeschleunigung durch die Zentrifugalbeschleunigung kompensiert.

Aber kann es sein, dass auch das Gravitationsfeld keinen Einfluss auf Gang der Uhr hat?

Doch, es gibt viele experimentellen Belege für die Zeitdilatation durch Gravitation. Neulich wurden die Messungen mit positivem Ergebnis in Alpen mit Hilfe einer transportablen Atomuhr gemacht.

Halten wir also fest: Das Gravitationsfeld verlangsamt den Gang der Uhr, die Zentrifugalbeschleunigung hat dagegen keinen Einfluss auf den Gang der Uhr. Währenddessen kann letzte das erste vollständig ausgleichen, sodass Einsteins Voraussetzungen, das Äquivalenzprinzip betreffend, ganz erfüllt werden.

Inwiefern können das Bezugssystem im Gravitationsfeld und das durch die Rotation beschleunigte Bezugssystem äquivalent sein? Offensichtlich – gar nicht!

Die Experimente zum Nachweis der Gleichheit schwerer und träger Masse können deshalb nicht als Beleg für Einsteins Äquivalenzprinzip dienen. Umgekehrt, sie zeigen nun wirklich, wie schwach, im direkten Sinne, das Äquivalenzprinzip ist.

Die einzige, auch noch so kleine Hoffnung ist die lineare Beschleunigung. Durch sie bedingte Verlangsamung der Zeit herleitete Einstein aufgrund seines Relativitätsprinzips. Aber realer Nachweis ist nicht bekannt.

Anders wäre es auch seltsam gewesen. Aus der Sicht des orthogonalen Koordinatensystems weist die Rotationsbewegung eines Körpers stärkere Beschleunigung mal entlang der Achse x mal entlang der Achse y auf. Das heißt, die Zentrifugalbeschleunigung kann als Kombination aus zwei orthogonal gerichteten linearen Beschleunigungen beschrieben werden. Und dabei findet keine Verlangsamung der Zeit statt.

Kurzum: Das Äquivalenzprinzip von Einstein ist eine Fiktion!



Принцип эквивалентности – Экспериментальное опровержение


Эйнштейну теоретически удалось обосновать эквиваленцию гравитационного и инерционного ускорения.

В работе 1907-го года "О принципе относительности и его следствиях" он впервые обобщил принцип относительности на гравитацию, что поже получило название принципа эквиваленции. Хотя он в этой работе часто пользовался словом "ускорение", на самом деле его расчёт касался только "равномерно ускоренного поступательного движения".

Так было например при выводе формулы для замедления времени. Эйнштейн рассматривал две системы отсчёта: одна покоящаяся и другая по отношению к ней вдоль координаты икс ускоряемая. Полученный результат он использовал для системы отсчёта в гравитационном поле.

В экспериментах же как правило вместо линейного используется центробежное ускорение. Дело идёт о подтверждении эквивалентности гравитационной и инертной масс. Зачастую её называют "слабым принципом эквивалентности".

Первые измерения были проведены ещё в 19-ом веке. С помощью торсионных весов сравнивались сила притяжения и центробежная сила, которая возникала в результате вращения Земли.

Современные измерения с помощью спутников Земли уточнили результаты тех времён. При этом гравитационное ускорение компенсировалось центробежным ускорением полностью.
 Очевидно мы имеем здесь дело с обобщением, так принятым в теоретической физике. Но здесь кроится и экспериментальное опровержение принципа эквивалентности Эйнштейна.

Хафеле эксперимент является одним из известных экспериментов, подтверждающих релятивисткое замедление времени. В 1971-ом году самолёт с атомными часами на борту облетел Землю в одну и обратную сторону.

Результаты измерения оказались в полном согласии с теорией. При этом учлись как скорость самолёта, так и более слабое гравитационное поле на высоте полёта, но не центробежное ускорение самолёта.

Получается, что центробежное ускорение никак не повлияло на ход часов. Конечно можно предположить, что эффект был настолько малым, что упоминать о нём не сочли нужным. Но весьма большое центробежное ускорение возникает в ускорителях элементарных частиц.

В 1977-ом году в ЦЕРНе было достигнуто почти тридцатикратное увеличение продолжительности жизни мюонов. Частицы двигались в накопительном кольце диаметром четырнадцать метров по круговой орбите с околосветовой скоростью.

Центробежное ускорение составляло невероятные десять в восемнадцатой степени g или миллиард миллиардов земного ускорения. Несмотря на это какое-либо влияние такого гиганского ускорение на продолжительность жизни мюонов не наблюдалось. Об этом было специально упомянуто в конце опубликованной работы.

Таким образом физики знают об этом уже давно. Не смотря на это гравитационное ускорение так и продолжается компенсироваться центробежным.

А может быть и гравитационное поле не влияет на ход часов? – Напротив, существует много экспериментов, подверждающих эффект замедления времени в поле тяжести. Недавно были проведены измерения с помощью мобильных атомных часов в Альпах с положительным результатом.

Итак, подытожим: Гравитационное поле влияет на ход часов, а центробежное ускорение нет. В то же время последнее может полностью скомпенсировать первое, так что полностью выполняются представления Эйнштейна об эквивалентности.

Так насколько могут быть эквивалентны две системы отсчёта, одна в поле гравитации, а другая ускоряемая вращятельным движением? – Да никак!

Таким образом эксперименты, подтверждающие равенство гравитационной и инертной масс, не могут служить одновремено подтверждением принципа эквивалентности Эйнштейна. Даже наоборот, они показывают, как слаб в прямом смысле этого слова этот придуманный принцип.

Единственной надеждой могло бы оказаться линейное ускорение. Им обусловленное замедление времени было выведено Эйнштейном на основе его принципа относительности. Но о реальных измерениях ничего не известно.

А если было бы иначе, то было бы страно. Ибо вращятельное движение может быть легко представлено в ортогональных координатах. То же касается и центробежного ускорения. Его можно описать комбинацией двух перпендикулярных друг к другу линейных ускорений. И опять же нет никакого замедления времени как в поле тяжести.

Другими словами, принцип эквиваленции Эйнштейна является чистой фикцией!

Mittwoch, 21. August 2019

Культура

Наткнулся на старый научно-популярный фильм по теории относительности. Женщина, по-видимому учёный-физик, пытается разъяснить актёрам, которым предстоит съёмка в фильме "Четвертое измерение", теорию относительности. 


Интересно на 13-ой минуте. Актёр, который должен играть профессора, начинает вроде бы просветляться и говорит:

"А Вы знаете, я это кажется понял..."

На что женщина-физик замечает:

"Конечно, каждый культурный человек должен это понять."


Очень напоминает пролетарскую агитацию. Выходит, понимание теории относительности возвозводилось в советское время в признак культурности. Логически, всякая критика теории относительности являлась признаком безкультурности.

Dienstag, 20. August 2019

Einstein's Equivalence Principle. Einsteins Äquivalenzprinzip. Принцип эквивалентности Эйнштейна.

Deutsch unten
Русский ниже

Einstein's Equivalence Principle – Copied and Faulty




Einstein's principle of equivalence is the foundation of his general relativity theory. It does not belong to him. In fact, it is an adaptation of Newton's COROLLARY VI:

"If bodies, any how moved among themselves, are urged in the direction of parallel lines by equal accelerative forces, they will all continue to move among themselves, after the same, manner as if they had been urged by no such forces."

Einstein made it:

"The gravitational field has only a relative existence, because for an observer falling freely from the roof of a house there exist... no gravitational field. Indeed, if the observer drops some bodies then these remain relative to him in a state of rest or of uniform motion."

Obviously, in Einstein's principle the gravity plays the role of Newton's "equal accelerative forces", thus, this principle ist a special case of Newton's conclusion.

Einstein generalized the principle of equivalence to all phenomena. In reality, it fails by the light. We consider his thought experiment more accurately.

In terrestrial laboratory a light beam sent in horizontal direction, the same is done in the accelerated space laboratory. The ray of light in the terrestrial laboratory is deflected through the interaction with the gravitational field to the ground. It expects same phenomenon at an accelerated space laboratory. This is true, but not exactly.

The light beam in the gravitational field would be bent more towards the ground than in an accelerated rocket. It is because the interaction of the light beam with the gravitational field takes place in every point of space. In this way, the light beam always changes its direction of movement in the direction of attractive mass.


In an accelerated rocket, on the other hand, the light beam moves freely and always in the same direction because no external forces act on it during the flight to the other wall of the rocket. The information, whether the rocket accelerates at this time or moves unaccelerated, is not transmitted to the light beam. In this way, its orbit is less curved than in the gravitational field with the same acceleration.


Therefore, in principle, there can be no perfect equivalency between gravity and acceleration. No matter how small a piece of space is, this discrepancy will always be there.



 Einsteins Äquivalenzprinzip – Abgekupfert und fehlerhaft



Das Äquivalenzprinzip von Einstein bildet das Fundament seiner Allgemeinen Relativitätstheorie.
Es gehört ihm aber nicht. In Wirklichkeit handelt es sich um eine Adaption von Newtons sechstem Zusatz:

"Wenn Körper sich unter einander auf irgend eine Weise bewegen, und gleiche beschleunigende Kräfte nach parallelen Richtungen auf sie einwirken; so fahren alle fort, sich auf dieselbe Weise unter einander zu bewegen, als wenn sie nicht durch jene Kräfte angetrieben würden."

Jetzt zum Vergleich Einsteins Gedankenexperiment:

"Für einen Beobachter, der sich im freien Fall… befindet, existiert… kein Gravitationsfeld. Wenn nämlich der fallende Beobachter einige andere Körper fallen läßt, dann befinden sie sich im Bezug auf ihn im Zustand der Ruhe oder gleichförmigen Bewegung… Der Beobachter hat das Recht, seinen Zustand als 'in Ruhe' zu interpretieren."

Einstein hat Newtons "gleiche beschleunigende Kräfte" durch die Kraftwirkung des Gravitationsfeldes ersetzt. Sonst ist die Idee identisch.

Newtons sechste Zusatz betraf mechanische Phänomene. Einstein verallgemeinerte das Äquivalenzprinzip auf übrige Phänomene.

Zum Beispiel, sollte der Lichtstrahl sowohl im Gravitationsfeld als auch im leeren Raum in beschleunigter Rakete gleichermaßen Richtung Boden gebogen werden. Das dürfte grob stimmen, aber nicht exakt. Und zwar würde der Lichtstrahl im Gravitationsfeld stärker zum Boden gebogen als in beschleunigter Rakete.

Es liegt daran, dass die Wechselwirkung des Lichtstrahles mit dem Gravitationsfeld im jeden Punkt des Raumes stattfindet. Auf diese Weise ändert der Lichtstrahl stets seine Bewegungsrichtung in Richtung anziehender Masse.
 

Ganz anders verläuft es in beschleunigter Rakete. Hier bewegt sich der Lichtstrahl frei und immer in gleicher Richtung, weil auf ihn während des Fluges bis zur anderen Wand der Rakete keine äußeren Kräfte wirken. Er kriegt überhaupt nicht mit, ob sich die Rakete in dieser Zeit beschleunigt oder gleichmäßig bewegt. So wird seine Bahn weniger gekrümmt als im Gravitationsfeld bei gleicher Beschleunigung.



Darüber hinaus kann es prinzipiell keine perfekte Äquivalenz zwischen Gravitation und Beschleunigung geben. Egal, wie klein das betrachtende Volumen sein vermag, wird diese Diskrepanz immer da sein. 





Принцип эквивалентности Эйнштейна –  Списан, обобщен с ошибкой и выдан за свой



Как известно принцип эквивалентности Эйнштейна является основой его же общей теории относительности. Но он не принадлежит ему. По-суте мы имеем дело с адаптацией шестого следствия Ньютона.

Сравним, сначало Ньютон:

"Если несколько тел, движущихся как бы то ни было друг относительно друга, будут подвержены действию равных ускоряющих сил, направленных по параллельным между собой прямым, то эти тела будут продолжать двигаться друг относительно друга так же, как если бы сказанные силы на них не действовали."

Теперь Эйнштейн:

"... гравитационое поле может существовать только относительно. Следовательно, для наблюдателя, находящегося в свободном падении с крыши дома, гравитационного поля не существует …  в течении всего времени падения. Если наблюдатель выпустит из рук какие - либо предметы они остануться относительно этого наблюдателя в состоянии покоя... Наблюдатель в этом случае должен признать, что он находится в состоянии покоя."

Очевидно, что в Эйштейновском принципе эквивалентности гравитация играет роль"равных ускоряющих сил" Ньютоновского следствия.

Однако Эйнштейн  хотел доказать больше, а именно равенство между состоянием покоя в поле гравитации и ускоренным движением в пустом пространстве. Да, это на самом деле может быть следствием следствия Ньютона, но только для механических процессов, потому что для света этот принцип оказывается уже непригодным.

Рассмотрим мысленный эксперимент Эйнштейна. В земной лаборатории луч света посылается в горизонтальном направлении. То же самое делается в космической лаборатории, которая ускоряется с помощью реактивного двигателя. Взаимодействуя с полем гравитации, в земной лаборатоии луч света отклонится к полу. То же эффект ожидается и в ускоряемой космической лаборатории. Да, это верно, но не совсем.

На поверхности Земли луч света взаимодействует с полем гравитации в каждой точке пространства, в результате чего луч света постояно изменяет направление своего движения в сторону притягиваемой массы, то есть Земли.


Иначе дело обстоит в ускоряемой ракете. Там имеют место только два события: излучение света у одной стены и регистрация его у противоположной. В промежутке, луч света двигается свободно, то есть со скоростью света в горизонтальном направлении. В это время поведение ракеты не может иметь на него какого-либо влияния, потому что по определению он двигается в пустом пространстве. В результате его траектория будет менее искривлённой, чем у поверхности Земли при том же ускорении.


Таким образом совершенной эквивалентности между гравитацией и ускорением не существует. Разница  в траекториях будет всегда, каким бы малым рассматриваемый участок пространства ни был.