|
В работе
Эфироэлектрическая теория достигла, наконец, такого уровня развития, что позволяет приступить к созданию целостной картины мира. В настоящее время такая работа ведётся, промежуточные результаты периодически выкладываются в разделе "Картина мира". Новости:
27.04.2023
14.06.2022
08.11.2020
21.04.2020
08.01.2019
|
Инерция при высоких скоростяхКогда в самом начале 20 века физики обнаружили, что измеряемая ими масса электрона оказывается зависящей от скорости, с которой электрон двигался в установке, изумлению не было предела. Масса, такая, казалось бы, фундаментальная характеристика материи вдруг оказалась зависящей от каких-то условий! Более того, оказалось, что инерционные свойства ускоряемого электрическим полем электрона зависели не только от скорости, которой он достиг, но и от направления, в котором экспериментаторы пытались его столкнуть. Если электрон толкали поперёк ускоряющего его электрического поля, масса оказывалась одной, а ежели вдоль – то другой и, причём гораздо большей. Это уже вообще ни в какие рамки не лезло! Впрочем, самые догадливые физики сообразили, что такое странное поведение массы, скорее всего, означает лишь то, что она не является фундаментальной, Богом данной сущностью. Масса – лишь название для какого-то эффекта, группы явлений. А тогда у инерции должен быть какой-то понятный физический механизм и все «странности» массы должны объясняться этим механизмом исчерпывающе. Некоторые учёные обратились к идее электромагнитной природы массы. Уж больно заманчивым было это объяснение: единственный физический механизм инерции заряженной частицы, который хотя бы феноменологически объяснял не только само существование массы, но и странное её поведение при быстром движении. Идея объяснения роста массы электрона со скоростью была очень проста: движущийся электрон – это ток. Ток создаёт магнитное поле. Магнитное поле обладает энергией, на его изменение надо затратить работу, а значит, приложить дополнительную силу, а, следовательно, электрон станет инерционнее, как бы «тяжелее».
А может быть, в самом деле, инертность электрона целиком обязана электрическим силам и, таким образом, вся его масса электромагнитного происхождения? Такую гипотезу в 1881 г. выдвинул Джозеф Томсон. Макс Абрагам (1875–1922 гг.) и Гендрик Лоренц (1853–1928 гг.) развили эту идею дальше и, в частности, вывели формулы зависимости массы электрона от его скорости.
Однако строение электрона они представляли по-разному: Абрагам – в виде абсолютно твёрдого шарика, а Лоренц – в виде шарика упругого, который при перемещении (относительно мировой среды, эфира) сжимается в направлении движения, и притом тем больше, чем больше его скорость. Поэтому и их формулы получились различными.
Итак, обе теории приводили к тому, что масса электрона должна зависеть от его скорости, но давали разное выражение и соответственно разную величину этой зависимости. В обе формулы (Абрагама и Лоренца) входит отношение скорости электрона к скорости света в «пустоте». Таким образом, ясно было одно: эффект изменения массы со скоростью должен быть заметен при скоростях электрона, сравнимых по величине со скоростью света.
Этот важный научный спор должен был решить опыт. Нужно было определить массу электронов при различных и притом достаточно больших скоростях, составляющих сотни тысяч километров в секунду.
В 1901 г. Вальтер Кауфман (1871–1947 гг.) измерил массу электронов, движущихся с большой скоростью. Для этого он воспользовался уже известным тогда методом парабол Томсона.
Обработав результаты своих опытов, Кауфман пришёл к заключению, что они находятся в согласии с формулой Абрагама. В течение следующего десятилетия несколько исследователей (Бухерер, Нейман и др.) в разных вариантах повторили опыты Кауфмана и пришли к заключению, что полученные ими результаты подтверждают формулу Лоренца-Эйнштейна. Однако их оппоненты нашли различные изъяны как в постановке, так и в методике этих опытов.
В 1921 г. Гюи и Лаванши исследовали электроны в интервале скоростей, соответствующем β=(0,2–0,5), и вновь подтвердили правильность формулы Лоренца-Эйнштейна. Их оппоненты возражали, что из этих опытов не следует правильность формулы Лоренца-Эйнштейна при других скоростях. Спустя несколько лет Триккер построил прибор, основанный на ином принципе измерений и поместил в него источник, испускающий более быстрые электроны (β=0,8). Результаты его опытов также оказались в согласии с формулой Лоренца-Эйнштейна. Однако, поскольку погрешность измерений составляла около 2 %, то этот результат ещё нельзя было считать достаточно достоверным.
В 1938 г. Цан и Списс вновь провели исследование зависимости массы электрона от его скорости. При этом они существенно изменили и улучшили метод измерений и таким образом снизили погрешность настолько, что наконец был получен ответ достаточно достоверный. Цан и Списс определили массу и скорость электронов с точностью около 1 %. Сопоставив полученные результаты с данными различных теорий, они пришли к заключению, что имеется вполне хорошее согласие с формулой Лоренца. Таким образом, дискуссия, затянувшаяся на несколько десятилетий, закончилась несомненным признанием правильности формулы Лоренца:
 Где «бета» означает v/c, т.е. скорость электрона, отнесенную к скорости света. Сегодня экспериментаторы располагают огромной точностью измерений поперечной массы быстрых электронов (а именно об этой массе говорит нам формула Лоренца), и нет никаких сомнений в правильности выводов Лоренца. Казалось бы, тогда современные учёные должны были бы признавать, что движущийся в вакууме электрон деформируется, как и полагал Лоренц! Ан нет, вопрос этот настолько нынче запутан, что получить простой и внятный ответ, просто прочитав пару книжек не получится.
Что же говорим о массе движущегося электрона мы, опираясь на наше физическое мировоззрение? Мы говорим, что электрон, как и любая заряженная истинно элементарная частица, являет собой замкнутый ток смещения в эфире. Поскольку электрические возмущения распространяются в эфире со скоростью света, то движущийся относительно эфира электрон, чтобы сохранить свою целостность, просто вынужден деформироваться, сжиматься в направлении движения. Получается, что нельзя двинуть электрон, не деформировав его. При этом часть энергии тратится на его ускорение, как целого, а другая часть – на его деформацию, сжатие. Сжатие кольца с током приводит к тому, что искажается создаваемое им в эфире поле индукции, воспринимаемое нами как электрическое поле частицы. В самом деле, ускорение деформированного таким образом кольцевого тока вдоль направления движения уменьшилось (этот поперечный участок тока стал более плоским) а ускорение поперёк увеличилось. Так как этот участок тока стал более «крутым», более искривленным (см. рис. 1). Значит, поле электрона поперёк движения стало «гуще», а вдоль «жиже».
Нетрудно заметить, глядя на рис. 1, что ускорение тока смещения, образующего движущуюся частицу, в направлении движения уменьшилось, а поперёк его увеличилось. Уже из одного этого можно сделать эвристический вывод об асимметричности не только поля движущейся частицы, но и её инерционных свойств (так называемые «продольная» и «поперечная» массы). Детальное же и точное рассмотрение инерционных свойств частицы в различных направлениях, конечно же, оказывается сложнее двух пальцев и требует написания отдельной статьи.
Чем быстрее движется электрон в эфире, вакууме, тем сильнее степень его сжатия. Тем больше его поле становится похожим на поле электромагнитной волны, а не частицы. Можно рассматривать движущийся электрон как систему из заряда и присоединенной электромагнитной волны. Ультрарелятивистский электрон несёт так много «энергии волны», что его «энергия заряда» фактически тонет на её фоне.
 Рис. 1. Неподвижная и движущаяся вправо в эфире частицы, как замкнутые токи смещения (здесь стрелки, обозначающие ускорения направлены от центра наружу просто для наглядности, механическое ускорение при криволинейном движении, конечно же, направлено к центру).
Но раз сжимается электрон, то сжимается и протон, ибо он устроен так же. А нейтрон, как мы полагаем, являет собой пару протон+антипротон, в которой каждая частица точно также сжимается, как и электрон. Следовательно, при движении синхронно возрастает инертность всех составляющих вещества и, соответственно, масса вещества в целом ведёт себя точно так же, как и масса электрона. И подчиняется всё той же формуле Лоренца! И все вещество в целом не только «тяжелеет», но и «сжимается» в направлении движения, причём прямо на уровне своих элементарных частиц. Именно это и постулировал в своё время Эйнштейн, не зная ничего ни о природе заряженных частиц, ни о сложном строении нейтрона. Он угадал и это позволило ему создать СТО, а затем и ОТО, которые ничего не объяснили, но позволили многое верно рассчитать. А именно совпадение расчетов с экспериментами, а вовсе не выяснение физического смысла явлений, было поставлено физиками во главу угла. Дальнейшее развитие науки в этом направлении пошло уже по пути «подгонки под известный результат».
|
