Постулаты специальной теории относительности. Свет и гравитация. Энергия излучения и расширение Вселенной

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

1. Постулаты специальной теории относительности

При всём уважении к математике, методика исследований Галилея была сбалансированной. Свой научный метод он формулировал следующим образом: чувственный опыт, рабочая гипотеза, математическая разработка и опытная проверка. Как видно, опыту он отводил достойное место. Но, при этом, и пропаганду применения математических методов при исследовании природы, Галилей считал актуальной, ибо тогда математика ещё слабо применялась при анализе опытных данных.

Сейчас же никто не сомневается в полезности математики, возможности которой, к тому же, существенно возросли. Появились специальные, математические разделы физики, исследующие природу, не особенно оглядываясь на опытные подтверждения, или заменяя реальные опыты мысленными экспериментами.

Такое смещение приоритетов в методах исследования в пользу математики привело к тому, что сейчас некоторые исследователи, на полном серьёзе, пытаются найти чисто математические и логические доказательства для, так называемых, Принципов, которые претендуют на роль фундаментальных физических законов. Что, безусловно, противоречит материалистическому методу познания, который официально является общепризнанным, но на деле им, часто, пренебрегают.

Таким, экспериментально не обоснованным, принципом является «Принцип относительности Эйнштейна», который правильней было бы называть «Принципом относительности Галилея-Пуанкаре».

Таким математическим исследованием, которому необоснованно приписывают реализм в отображении окружающего нас Мира, и которое якобы подтверждает «Принцип относительности Галилея-Пуанкаре», - являются «Преобразования Лоренца».

Идеи относительности и возможность извлечения из них практических следствий бередили умы многих выдающихся физиков, начиная с Галилея. В результате, сегодня, разнообразные теории относительности занимают значительное место в багаже научных теорий объясняющих строение окружающего нас Мира.

Увлечение идеями относительности происходит, по-видимому, из-за модного убеждения (бытовавшего ещё во времена Галилея), что Миром управляют очень простые законы. А что может быть проще принципа равноправия всех инерциальных систем отсчёта?

На этом пути были достигнуты определённые успехи. Например, Гюйгенс, пользуясь принципом относительности, вывел верную формулу для случая упругого столкновения шаров. Галилей объяснил: почему мы не ощущаем вращение Земли.

Но эти успехи, в известной мере, были исключением из правил. Примерно так же, как в случае со стоящими часами, которые два раза в сутки показывают точное время.

В целом, увлечение теориями относительности не дало значительных результатов в познании окружающего нас Мира, зато породило множество абсурдных теоретических следствий, таких как: ускорение времени, сжатие пространства, возрастание массы. В действительности ничего подобного не происходит, и происходить не может. Ибо, время и пространство это не материальные величины и поэтому они не могут замедляться и сжиматься. Единицы их измерения являются условными, и если уж они приняты, то не должны меняться в процессе исследования, если, конечно, мы не хотим запутать самих себя.

Основными и наиболее известными теориями относительности являются: Принцип относительности Галилея и Специальная теория относительности Эйнштейна. Все прочие теории строятся на основе этих двух.

В последнее время всё больше говорят о «Баллистической теории Ритца» (БТР), как о теории альтернативной СТО, но это очередное заблуждение. В основу своей баллистической теории Вальтер Ритц, также как и Эйнштейн, положил Принцип относительности Галилея, не проанализировав опытное обоснование последнего, поэтому и проблемы БТР, в основном, те же, что и у Специальной теории относительности.

Специальная теория относительности - это не состоятельная теория, не воспринимаемая здравым смыслом и не имеющая надёжного опытного обоснования. Это сейчас понимает всё большее число учёных.

Принципу относительности Галилея, пока что, все доверяют. Но из результатов приведенных ниже исследований вытекает, что Принцип относительности Галилея лишь отчасти верно отображает физические процессы. Он имеет существенные недостатки, не позволяющие считать его фундаментальным физическим законом.

Развивая свой принцип относительности, Галилей преследовал цель использовать его для доказательства движения Земли вокруг Солнца, для объяснения отсутствия видимых признаков этого движения, - и с этой задачей он справился.

Галилей показал, что даже и при движении на поверхности Земли, при определённых условиях, а именно: при равномерном движении и при отсутствии видимости земной поверхности, - невозможно отличить движение от состояния покоя.

Позднее, ПОГ стали формулировать в следующем виде: «во всех инерциальных системах все механические процессы протекают одинаково; никакими экспериментами, проводимыми внутри системы, невозможно определить скорость движения системы».

Галилей обосновал свой принцип экспериментально. В «Диалоге» он приводит несколько простых опытов, доказывающих принцип относительности. Опыты эти хороши тем, что их может повторить каждый.

Однако круг этих опытов весьма ограничен. Они охватывают только механические процессы, описываемые первым и вторым законами механики. В то же время энергетические процессы и, в частности закон сохранения механической энергии, остались в стороне.

Как ведёт себя свет в инерциальной системе отсчёта, Галилей также не проверил.

То есть, экспериментальное обоснование ПОГ, данное Галилеем, всё же не достаточное.

Но во времена Галилея закон сохранения энергии ещё не был сформулирован, а скорость света ещё не умели измерять, поэтому его неосмотрительность вполне объяснима.

Прошли века. Появились чёткие современные формулировки законов сохранения энергии и количества движения. Но критический анализ экспериментальной базы ПОГ не был выполнен. Этот пробел мы и постараемся устранить.

С развитием электродинамики выяснилось, что свет и электромагнитное поле не хотят признавать равенство всех инерциальных систем.

Обнаруженные волновые свойства света заставили физиков заняться поисками среды, в которой распространяется свет и которая определяет свойства света. Среду эту физики назвали эфиром и предположили, что эфир равномерно распределён в пространстве, то есть, связан с Мировой системой отсчёта. Отсюда следовало ожидать, что свет распространяется с постоянной скоростью относительно этого неподвижного Мирового эфира. А также следовало ожидать, что относительно земной поверхности скорость распространения света будет не одинакова, для разных направлений излучений света, вследствие движения Земли по орбите и вращения вокруг оси.

Но опыты Майкельсона-Морли не подтвердили этих ожиданий: свет, в близи поверхности Земли, по всем направлениям распространялся с одинаковой скоростью, сноса скорости света набегающим эфиром не наблюдалось.

Неподвижный Мировой эфир и Мировая система отсчёта не оправдали возложенных на них надежд, и научное мнение, опять повернулось к идее равноправия всех инерциальных систем отсчёта, в число которых опрометчиво включили и Землю.

В 1905 году А. Эйнштейн, в своей работе «К электродинамике движущихся тел» изложил основы новой теории относительности, так называемой: «Специальной теории относительности» (СТО), основное предназначение которой заключалось в объяснении результатов опытов Майкельсона-Морли.

«Специальная теория относительности» поначалу была встречена непониманием даже невольными соавторами Эйнштейна: Пуанкаре и Лоренцем. Правда, со временем, Эйнштейну удалось убедить Лоренца, что в преобразованиях последнего физического смысла больше, чем тот предполагал. Пуанкаре же так и не принял идей Эйнштейна до конца своих дней (1912 г). Не признал СТО и Резерфорд, теория показалась ему спекулятивной. Весьма резко и неприязненно отзывался о теории Эйнштейна и другой Нобелевский лауреат: Ленард, называя ее математической стряпней.

С оппонентами Эйнштейна трудно не согласиться. Теория Эйнштейна не логична, не согласуется со здравым смыслом и, скорее, напоминает сказку. Довольно быстрое признание этой теории вызывает недоумение.

Но, несмотря на официальное признание СТО и её почтенный возраст, еще и сейчас публикуются работы, где основные положения этой теории подвергаются критике.

В качестве примера можно привести работы Денисова А.А. «Мифы теории относительности»; В.И Секерина. «Теория относительности - мистификация века»; статьи исследовательской группы АНАЛИЗ (М.В. Корневой, В.А. Кулигина, Г.А. Кулигиной): «От явлений к сущности теории Эйнштейна», «Ошибка Лоренца», «Ревизия теоретических основ релятивистской электродинамики», «Физика и философия парных взаимодействий». Работы эти разноплановые, но их объединяет резкая критика Специальной теории относительности Эйнштейна и полное и безоговорочное доверие к классической теории относительности, к Принципу относительности Галилея. И этот, последний, недостаток (необоснованное доверие к ПОГ) перевешивает все достоинства вышеупомянутых работ и делает их не способными объективно отображать реальные физические процессы.

Проблемы относительности и критика СТО стали также темой нескольких докладов на 2-й Международной научной конференции в Санкт-Петербурге, 16-21 сентября 1991 г. Материалы этой конференции опубликованы в журнале «Русская мысль» за 1992 г.

Где, особого внимания заслуживает публикация доклада Г.В. Николаева «К вопросу теории пространства физического вакуума». В этом докладе приводятся опыты автора и других исследователей в области электродинамики и оптики, показывающие особые свойства земной системы отсчёта. В частности, в докладе, упоминается оптический эксперимент Саньяка (1912 г): «на вращающейся относительно Земли платформе находились как источник, так и приёмник света. Однозначно было показано, что скорость света остаётся постоянной только относительно поверхности массивного гравитирующего тела Земли, вне зависимости от состояния покоя или вращения самой платформы, масса которой ничтожно мала по сравнению с массой Земли».

Следует заметить, что в данном случае вращающуюся платформу можно и нужно считать инерциальной системой отсчёта, так как окружная скорость платформы на много порядков меньше скорости света. За время прохождения света от источника к приёмнику, источник и приёмник повернутся на очень малый угол и траекторию их движения можно считать прямой. Землю, тем более, можно считать инерциальной системой отсчёта, поскольку её угловая скорость меньше угловой скорости платформы.

Более поздние и более точные опыты подтвердили выводы Саньяка. Аналогичные результаты обнаруживаются и при рассмотрении электрических и магнитных явлений в покоящейся и вращающейся относительно поверхности Земли системах отсчёта.

Таким образом, упомянутые выше опыты показывают, что инерциальную систему отсчёта, связанную с Землёй нельзя ставить в один ряд с инерциальными системами, имеющими ничтожно малую в сравнении с Землёй массу. Эти опыты показывают, что постулат Эйнштейна о постоянстве скорости света во всех инерциальных системах отсчёта не выполняется. свет гравитационный эйнштейн

Если в основе теории лежит ошибочный постулат, теория не может быть правильной. Получается, что Специальная теория относительности была опровергнута ещё в 1912 году, едва успев родиться.

Однако академическая наука не верно оценивает результаты экспериментов Саньяка и его последователей, списывая полученные результаты на неинерциальность платформы, на которой проводились опыты. В тоже время, официальная наука засчитывает результаты опытов Майкельсона-Морли и эксперименты по физике частиц высоких энергий (Л 13) в пользу СТО, хотя результаты и тех и других экспериментов можно объяснить более просто и более логично, не прибегая к помощи СТО.

Более подробный анализ упомянутых основных экспериментальных доказательств СТО см. в работе «Неизвестная механика» (вторая редакция), а сейчас мы займемся анализом основных постулатов СТО, на которых держится эта теория.

Постулаты СТО.

1. Принцип относительности Галилея, расширенный на все физические процессы.

2. Постоянство скорости света во всех системах отсчета.

3. Новое (Эйнштейновское) понятие одновременности событий.

4. Отказ от здравого смысла.

Третий и четвертый постулаты обычно не принято вводить в аксиоматику теории относительности. Но значение их таково, что они заслуживают даже более высоких мест в перечне постулатов. Без них СТО ни доказать ни «понять» невозможно. Кроме того, постулаты эти не разделимы, так как Эйнштейновское понятие одновременности событий, которое зависит от скорости передачи информации к наблюдателю, невозможно понять, не отказавшись от здравого смысла. Физические явления (события) поставлены в зависимость от какого то наблюдателя, от которого они, на самом деле, никак не могут зависеть.

Мы же в своих рассуждениях будем придерживаться здравого смысла и поэтому не будем терять время на дальнейшее обсуждение явно бессмысленного 3-го постулата.

Второй постулат: о постоянстве скорости света во всех системах отсчета, - просто не очевиден, и поэтому не может быть постулатом. Он не имеет аналогов среди других физических явлений и требует доказательств, но их то, как раз, найти невозможно - их просто нет.

Например, можно попытаться провести аналогию процесса распространения света с процессом распространения звука, так как у них есть общее свойство: и в том и в другом процессе наблюдается эффект Доплера. Но, как известно, звук имеет постоянную скорость относительно среды, в которой он распространяется, и поэтому в различных системах отсчета, движущихся в этой среде, скорость звука будет различна. Если, конечно, излучатель и приемник звука установлены на внешней поверхности инерциальной системы.

То есть, свойства процесса распространения звука не согласуются с «постулатом» Эйнштейна для света. Ну а мы, все же, продолжим сравнение свойств звука и света.

Аналогия заставляет думать, что точно также должно быть и со светом. Осталось только найти среду, которая оказывает решающее влияние на процесс распространения света.

Эйнштейн, да и не только он, считали, что такой средой является неподвижный Мировой эфир. Но если бы это было так, то опыты Майкельсона-Морли дали бы положительные результаты: обнаружили бы снос света набегающим эфиром. Однако опыты дали отрицательные результаты и этому факту можно найти только одно объяснение: неподвижного Мирового эфира не существует.

Но, если, отказавшись от существования неподвижного Мирового эфира, при этом, все же, не отказываться от поисков среды влияющей на распространение света, то мы быстро найдем решение этой задачи. Действительно, если предположить, что эта среда связана с Землей, а потому и вращается и перемещается по орбите вместе с Землей, то, в этом случае, скорость света на поверхности Земли не должна зависеть от направления распространения света. И среду эту совсем нетрудно вычислить: это гравитационное поле Земли.

Как только мы сделали этот вывод, все хитроумные построения «Специальной теории относительности» становятся, просто, не нужны. И можно забыть о кошмарных релятивистских следствиях СТО: о сокращении длин; о росте массы; об изменяемом времени и парадоксе близнецов.

Так, поиски абсолютной системы отсчета в Мировом пространстве привели нас к открытию привилегированной системы отсчета, у себя под ногами.

Конечно, Землю необходимо признать привилегированной системой отсчета, поскольку она, посредством своего гравитационного поля, определяет закономерности распространения света. Такими же способностями, очевидно, обладают и другие большие гравитирующие массы, как например: Луна, Солнце, звезды и другие планеты. И у каждой такой массы есть своя зона влияния, которую можно определить как область, в которой напряженность гравитационного поля данной массы выше напряженности гравитационных полей других гравитирующих масс. И вот в этой то своей зоне влияния, большую гравитирующую массу необходимо признать привилегированной системой отсчета.

Таким образом, все рассмотренные выше эксперименты (Майкельсона-Морли; Саньяка, Г.В. Николаева) указывают на особые свойства земной системы отсчёта и позволяют сделать вывод о том, что все прочие инерциальные системы, не имеющие значительной массы, и, соответственно, не имеющие значительного гравитационного поля, нельзя ставить в один ряд с привилегированными системами отсчета.

Очевидно, что признание существования привилегированных систем отсчёта явно противоречит не только Специальной теории относительности, но и Принципу относительности Галилея. Выше уже отмечалось, что ПОГ не имеет достаточного опытного обоснования.

Опыты Саньяка и Г.В. Николаева однозначно указывают на привилегированное положение системы отсчёта связанной с Землёй и, тем самым, опровергают справедливость ПОГ, или, во всяком случае, сужают область его применения.

Но, кроме оптических и электродинамических экспериментов, простой анализ механических процессов, происходящих в движущихся относительно Земли инерциальных системах, показывает несостоятельность ПОГ как фундаментального физического закона.

Принцип относительности Галилея.

Принцип относительности Галилея утверждает, что во всех инерциальных системах все механические процессы протекают одинаково. Причем, Галилей не просто декларировал этот принцип, а, как известно, подтвердил его опытами. Эйнштейн же, вслед за Пуанкаре, просто, своим решением, не проводя никаких опытов, расширил «Принцип относительности Галилея» на все физические процессы. Поэтому первой приходит мысль о том, что Галилей прав, а Эйнштейн ошибся. Но эта мысль на поверку оказывается не верной - на самом деле ошиблись оба.

Эйнштейн слепо верил в непогрешимость Галилея; последнего же подвело недостаточное логическое осмысление результатов экспериментов. Причем, решающую роль в этом сыграло отсутствие в то время чётких современных формулировок законов сохранения энергии и количества движения.

Обоснуем эту мысль на примерах, проведя анализ механических процессов, протекающих в различных инерциальных системах, с применением законов сохранения энергии и количества движения.

Мы уже отмечали выше, что Земля отличается от всех прочих инерциальных систем, неподвижных и движущихся по ее поверхности, или вблизи ее поверхности, прежде всего массой. Поэтому и рассмотрим несколько, неподвижных и движущихся, инерциальных систем с различными массами. Скорости движущихся систем выберем из того диапазона скоростей, где не наблюдается никаких отклонений от 2-го закона Ньютона и закона сохранения энергии.

Пример №1.

Рассмотрим систему ХУ, которая стоит на месте и жестко связана с Землей, см. рис. 1.

Рис. 1

В этой системе происходит процесс отталкивания пробного тела (m2) посредством пружины или порохового заряда, или каким то другим способом. На это затрачивается потенциальная энергия пружины, или какая либо другая энергия, обозначим ее (ДЕ)

В общем случае можно сказать, что производится силовое действие на пробное тело (m2), на что затрачивается какое то количество энергии (ДЕ).

Поскольку система ХУ связана с Землей, то ее масса равна массе Земли (МЗ), а скорость системы (V1) равна нулю. Первоначальная (то есть, до отталкивания) скорость пробного тела (V2) тоже равна нулю.

Примем: m2=1кг; ДЕ=1Дж.

Итак, имеем: М1=МЗ; m2=1кг; ДЕ=1Дж; V1=V2=0;

Очевидно, что в этом случае, вся энергия пружины будет затрачена на разгон пробного тела (m2), и приращение скорости пробного тела (ДV2) определится из выражения:

ДЕ = ЅЧm2Ч(ДV2)І; (1)

После подстановки значений, получим:

ДV2=1, 41421 (м/с);

Скорость пробного тела (m2) относительно системы ХУ, обозначим ее (W), в этом случае будет равна (ДV2), то есть: W=ДV2=1, 41421 (м/с).

Пример №2.

Рассмотрим систему ХУ, см. рис.2, имеющую массу (M1) равную 1 кг, внутри которой поместим пробное тело (m2), тоже массой 1 кг. Пусть система ХУ стоит на месте, но она не связана жестко с Землей и может легко, без трения, катиться в любую сторону.

Рис. 2

Сообщим толчок пробному телу (m2) и затратим при этом 1 Джоуль энергии.

Имеем: M1=1 кг; m2=1 кг; V1=V2=0; ДЕ=1 Дж. Очевидно, что после толчка, пробное тело будет двигаться в одну сторону, а система ХУ, в другую сторону относительно Земли, причем с одинаковой скоростью, то есть ДV2=ДV1 , вследствие симметрии процесса.

Величины приращения скоростей пробного тела и системы (ДV2 и ДV1) определятся из выражения:

ДЕ = ЅЧM1Ч (ДV1)І + ЅЧm2Ч (ДV2)І; (2)

Поскольку M1= m2 и ДV1=ДV2, то можно записать:

ДЕ = M1Ч (ДV1)І;

После подстановки значений, получим:

ДV1=ДV2=1 (м/с);

Следовательно, относительная скорость пробного тела и системы (W) составит:

W=ДV1+ДV2=1+1=2 (м/с);

W=2 (м/с);

Сравнивая примеры №1 и №2 видно, что в рассмотренных системах процессы протекают не одинаково:

- в первом случае, скорость пробного тела относительно системы, составила 1,41421 (м/с);

- во втором случае, скорость пробного тела относительно системы, составила 2 (м/с).

Пример №3.

Рассмотрим систему ХУ, имеющую массу M1, равную 10 кг. Остальные условия те же, что и во 2-м примере, см. рис.2. То есть, имеем: M1=10 кг; m2=1 кг; V1=V2=0; ДЕ=1 Дж.

В этом случае, энергия пружины (ДЕ) будет расходоваться на разгон пробного тела в направлении оси Х, и на разгон системы ХУ в противоположном направлении, то есть, можно записать:

ДЕ=ДЕ1+ДЕ2; (3)

Где: ДЕ1 - количество энергии, полученное системой;

ДЕ2 - количество энергии, полученное пробным телом.

Величины приращения скоростей (ДV1 и ДV2) определятся решением системы уравнений, записанной из условия сохранения энергии и количества движения.

ДЕ = ЅЧM1Ч(ДV1)І + ЅЧm2Ч(ДV2)І; (4)

M1ЧДV1= m2ЧДV2; или M1/m2= ДV2/ДV1; (5)

Где:ЅЧM1Ч(ДV1)І=ДЕ1; ЅЧm2Ч(ДV2)І=ДE2;

Подставляя значения, получим:

ДV1=0, 135 (м/с); ДЕ1=0, 09 (Дж);

ДV2=1, 35 (м/с); ДЕ2=0, 91 (Дж);

W=ДV1+ДV2=1, 485 (м/с);

Как видно, опять процесс протекает не так, как в системе координат жестко связанной с Землей, хотя расхождение уже значительно меньше.

Пример №4.

Условия те же, что в третьем примере, см. рис.2, за исключением того, что масса системы ХУ равна 1000 кг (M1=1000 кг). Решая систему уравнений (4); (5); получим:

ДV1=0, 0014 (м/с); ДЕ1=0, 001 (Дж);

ДV2=1, 4135 (м/с); ДЕ2=0, 999 (Дж);

W=ДV1+ДV2=1, 4149 (м/с);

Напомним, что в системе координат связанной с Землей:

W=1, 4142 (м/с); ДЕ1=0; ДЕ2=1 (Дж);

Сравнивая разобранные случаи: 2,3,4, - со случаем 1 (процессом в Земной системе координат) можно сделать вывод, что точность совпадения процессов в инерциальных системах зависит от отношения масс инерциальной системы и пробного тела.

При достаточно большом отношении масс (M1/ m2), когда мы можем пренебречь расхождением в определении величин скоростей пробного тела относительно какой либо инерциальной системы и Земной системы координат, а также когда мы можем пренебречь расхождением в определении величины энергии (ДЕ2), сообщаемой пробному телу (m2) в этой же инерциальной системе, в сравнении с величиной энергии в Земной системе координат, при условии равного силового или энергетического воздействия на пробное тело в сравниваемых системах отсчета, - можно считать, что механические процессы в различных инерциальных системах совпадают и, соответственно, «Принцип относительности Галилея» выполняется.

Остается только разрешить вопрос: когда же мы можем позволить себе пренебречь указанными расхождениями?

На первый взгляд, здесь не о чем думать. Из приведенных расчетов видно, что уже при отношении масс равном 103, расхождения в определении скоростей (W) и энергий (Е1 и ДЕ2) не превышают 0,001 определяемых величин, что во многих практических расчетах вполне приемлемо.

Общепринятый взгляд на решение этого вопроса состоит в том, что выбор достаточного отношения масс (системы отсчета и пробного тела) заложен в само определение: «инерциальная система отсчета». Действительно, ведь под инерциальной системой отсчета понимается система, которая движется прямолинейно и равномерно и при этом подразумевается, что это равномерное движение не нарушается ни при каких перемещениях пробного тела внутри этой системы. А чтобы выполнялось это условие - масса системы отсчета должна превышать массу пробного тела на несколько порядков.

Решение лаконичное, но не точное, так как при этом упор делается на контроль над постоянством скорости системы; на контроль приемлемых расхождений в скоростях пробных тел (W) в различных системах отсчета, и упускается из виду контроль над идентичностью протекания энергетических процессов в различных системах отсчета. А условия протекания последних зависят не только от соотношения масс (системы и пробного тела), но и от скорости движения рассматриваемой системы отсчета относительно Земли. Поясним это на примере:

Пример №5.

А) Рассмотрим процесс отталкивания пробного тела массы (m2) в системе ХУ, имеющей массу (M1), и движущейся относительно Земли со скоростью V1. Отталкивание производится в направлении движения системы, см. рис. 3, на что затрачивается количество энергии ДЕ.



Рис. 3

Примем: M1=1000 кг; m2=1 кг; V1=V2=1 (м/с); ДЕ=1 Дж;

Величины приращения скоростей системы и пробного тела (ДV1 и ДV2) определятся из законов сохранения энергии и количества движения:

ДЕ = [(V2+ДV2)І-V2І]Чm2 + Ѕ[(V1-ДV1)І-V1І]ЧM1; (6)

(M1+ m2)ЧV1 = m2 (V2+ДV2) + M1 (V1-ДV1); или M1/m2=ДV2/ДV1; (7)

Где:

Ѕ[(V2+ДV2)І-V2І]Чm2 = ДЕ2; Ѕ[(V1-ДV1)І-V1І]ЧM1 = ДЕ1;

Причем,

ДЕ=ДЕ1+ДЕ2;

Решая систему уравнений (6, 7) получим:

ДV2=1, 4135 (м/с);

ДV1=0, 0014 (м/с);

W=ДV2+ДV1=1,4149 (м/с);

Как видно, скорость пробного тела относительно системы (W) такая же, как в 4-м примере и имеется хорошее сходство с 1-м примером, то есть с процессом в Земной системе координат. Но при этом:

ДЕ2=2, 405 Дж; а ДЕ1= -1, 405 Дж;

А это совсем не те значения, что в системе связанной с Землей. Причем, ДЕ1 - величина отрицательная, а это значит, что система ХУ не получила в процессе отталкивания никакой энергии, а напротив отдала часть своей энергии пробному телу. То есть, в процессе отталкивания пробного тела произошел переход энергии от инерциальной системы к пробному телу.

В системе отсчета связанной с Землей такого перехода энергии нет. Это очень существенный момент. Галилей об этом не знал, просто не мог знать, так как законы сохранения еще не были сформулированы, и поэтому в экспериментах, которые описаны в «Диалоге», подобный переход энергии и не пытались зафиксировать. Даже в наше время подтвердить экспериментально этот переход энергии не так просто. Для этого необходимо с большой точностью замерить изменение скорости системы в результате толчка пробного тела, а это тем сложней, чем больше величина отношения массы системы к массе пробного тела. Кроме того, необходимо восстановить скорость системы (V1-ДV1) до величины (V1), замерив при этом расход топлива сгоревшего в двигателях системы ХУ, и затем (зная энергетический КПД силовой установки системы ХУ) можно определить величину энергии (ДЕ1). Сделать же расчеты, опирающиеся на законы сохранения (которые надежно проверены экспериментально) значительно проще.

Б) Если мы немного изменим, условия задачи и примем: V1=V2=10 (м/с), то решая систему уравнений (6, 7) получим:

ДV2=1, 4135 (м/с);

ДV1=0, 0014 (м/с);

W=1, 4149 (м/с);

То есть, получим те же значения, что и в пункте А), но значения ДЕ2 и ДЕ1 будут другие:

ДЕ2 =15 Дж;

ДЕ1 = -14 Дж;

То есть, в результате силового воздействия на пробное тело и затратах энергии на это воздействие (ДЕ=1 Дж), кинетическая энергия пробного тела увеличилась на 15 Джоулей; при этом, 14 Джоулей было передано от инерциальной системы ХУ к пробному телу. Отношение величины приращения энергии пробного тела (ДЕ2) к величине, первоначально затраченной энергии (ДЕ), составило:

ДЕ2/ДЕ=15;

Если мы еще увеличим скорость инерциальной системы, то отношение (Е2/Е) еще больше увеличится, а между тем мы еще далеко не исчерпали весь диапазон скоростей реальных инерциальных систем, созданных руками человека.

Например, для пассажирского самолета, скорость (V1) примерно равна 250 (м/с), в то время как отношение масс (M1/m2) примерно равно 103, если за массу пробного тела (m2) принять массу одного пассажира, который, как и пробное тело, имеет возможность передвигаться по салону самолета, а за массу системы (M1) - массу самолета (примерно 100 000 кг).

Б). Рассчитаем процесс отталкивания пробного тела для следующих условий:

M1=103кг; m2=1 кг; V1=250 (м/с); ДЕ=1 Дж., см. Рис.3. Получим значения: ДV1; ДV2; W, - те же что и в предыдущем случае, а значения приращений энергии (ДЕ2 и ДЕ1) следующие:

ДЕ2=354 Дж; ДЕ1=-353 Дж; ДЕ2/ДЕ1=354;

Напомню, что для системы связанной с Землей:

ДЕ=ДЕ2; и ДЕ2/ДЕ=1;

Надеюсь, что уже и «не вооруженным глазом» видно, что механические процессы в инерциальных системах движущихся относительно Земли протекают совсем не так, как в Земной системе отсчета; и не так, как в неподвижных инерциальных системах отсчета, не связанных жестко с Землей, см. примеры: №№ 2,3,4.

Что касается инерциальных систем неподвижных относительно Земли, но не связанных жестко с Землей, а также Земной системы отсчета, то есть системы координат жестко связанной с Землей, - то в этой группе систем отсчета механические процессы протекают приблизительно одинаково и, следовательно, «Принцип относительности Галилея» здесь приблизительно выполняется. Но эта группа систем отсчета не представляет практического интереса и, кроме того, является лишь частью множества инерциальных систем. Причем, группа инерциальных систем, движущихся относительно Земли, разнообразней (больше) группы неподвижных инерциальных систем.

И поэтому, в общем случае, можно утверждать, что «Принцип относительности Галилея» не выполняется и не является фундаментальным физическим законом. Его можно использовать лишь для определения скоростей пробных тел в различных движущихся инерциальных системах, используя известные формулы механики (и, в частности, формулу кинетической энергии) для нахождения скорости пробного тела относительно системы (W), как бы забывая при этом о Земной системе отсчета. Но энергетические процессы, протекающие в движущихся системах, можно правильно рассчитать только в Земной системе отсчета. Покажем это на примере.

Пример №6. РАСЧЕТ С ПРИМЕНЕНИЕМ «ПРИНЦИПА ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ ГАЛИЛЕЯ»

А). Примем такие же условия как в примере №5 «Б», см. Рис.3, то есть:

M1=103кг; m2=1 кг; V1=250 м/с; ДЕ=1 Дж;

Воспользовавшись «Принципом относительности Галилея» запишем:

ДЕ=ЅЧm2Ч (W*)2;

Где: W*- скорость пробного тела после толчка относительно системы, рассчитанная с помощью ПОГ. Получим:

W*=v2=1, 4142 (м/с);

Точное значение (W), рассчитанное в 5-м примере равно:

W=1, 4149 (м/с);

Как видно, расхождение только в 4-м знаке после запятой, что совсем неплохо. Далее можно записать более простую, чем в предыдущих примерах, систему уравнений:

ДV*2/ДV*1 = M1/m2; - это уравнение закона сохранения количества движения;

ДV*2+ДV*1=W*; - а это соотношение записано из определения относительной скорости.

Где: ДV*1 - изменение величины скорости системы, а

ДV*2 - изменение величины скорости пробного тела, определенные с помощью ПОГ.

Решая систему уравнений, найдем:

ДV*2=1, 4128 (м/с);ДV*1=0, 0014128 (м/с);

Сравним с точными значениями, полученными в 5-м примере:

ДV2=1, 4135 (м/с);ДV1=0, 0014135 (м/с);

Сходство очень неплохое.

Но на этом возможности применения «Принципа относительности Галилея» и заканчиваются.

Дальше, для расчёта ДЕ1 и ДЕ2, необходимо применять формулы где скорости берутся относительно Земли (то есть формулы использованные в 5-м примере, см. систему уравнений 6,7), но в эти формулы можно подставлять значения приращений скоростей (ДV*1 и ДV*2), полученные с использованием ПОГ, то есть:

ДE*2=Ѕ [(V1+ДV*2) 2 -V12] Ч m2; ДE*1=Ѕ [(V1-ДV*1) 2 -V12] Ч M1;

Получим: ДE*2=354, 198 Дж;ДE*1= -353, 198 Дж;

Сравним с точными значениями, полученными в 5-м примере:

ДЕ2=354, 374 Дж;ДЕ1= -353, 374 Дж;

Сходство хорошее, но следует помнить, что это смешанный способ определения ДE*1 и ДE*2. Согласно же «Принципа относительности Галилея» должно быть:

ДЕ2=ДЕ=1 Дж, - что никак не соответствует действительности.

Б). Рассмотрим случай, когда силовое воздействие на пробное тело осуществляется в направлении противоположном движению системы, см. Рис. 4, остальные условия те же, что и в пункте «А».

Рис. 4

Получим:

ДV1=0, 0014135 (м/с);ДV2=1, 4135 (м/с);

ДЕ2=Ѕ [(V1-ДV2) 2 -V12] Ч m2; ДE2= -352, 376 Дж;

ДЕ1=Ѕ [(V1+ДV1) 2 -V12] Ч M1; ДE1=353, 376 Дж;

В этом случае, кинетическая энергия системы ХУ увеличилась за счет затраченной энергии (ДЕ) и за счет уменьшения кинетической энергии пробного тела.

Случай «Б» - это, по существу, пример реактивного движения. Этот пример, в частности, показывает, что выработавшие топливо ступени многоступенчатой ракеты лучше отстреливать, а не просто отделять. Энергия, затраченная на отстрел (ДЕ), даёт выигрыш, на несколько порядков превышающий затраты, за счёт отбора кинетической энергии от отработавшей ступени.

Итак, подведем краткие итоги анализа протекания механических процессов в различных инерциальных системах, вблизи поверхности Земли.

1. Понятие «инерциальная система» не строгое, а приблизительное понятие. Инерциальность системы зависит от величины отношения массы системы к массе пробного тела. При этом система отсчета связанная с Землёй, благодаря своей большой массе и сильному гравитационному полю, занимает особое место среди других инерциальных систем отсчёта, не обладающих значительным гравитационным полем.

2. Энергетические процессы в различных инерциальных системах протекают не одинаково. В движущихся относительно Земли инерциальных системах, при любом механическом процессе, происходит обмен кинетической энергией между пробным телом и системой, и величина этой переходной кинетической энергии тем больше, чем больше скорость системы. Кинетическую энергию тел в любых инерциальных системах отсчета необходимо подсчитывать, беря величины скоростей только относительно Земной (или какой-либо другой привилегированной) системы координат. А потому можно утверждать, что закон сохранения энергии выполняется только в привилегированной (Земной) системе координат.

3. «Принцип относительности Галилея» не является фундаментальным физическим законом. В движущихся инерциальных системах его можно применять лишь для приближенного определения скоростей пробных тел и нельзя применять для расчета энергетических процессов.

4. Из вышесказанного, явно проглядывают особые свойства Земной системы отсчёта, в сравнении со всеми другими инерциальными системами меньшей массы. И поэтому, после проведённого анализа «Принципа относительности Галилея», можно уже без всяких оговорок утверждать, что Земля является привилегированной системой отсчёта.

5. Можно также утверждать, что Земля, посредством своего гравитационного поля определяет не только закономерности распространения света, но и законы протекания механических процессов

Эти выводы, кстати, вытекают даже из простого анализа формулы кинетической энергии. Скорость в эту формулу входит в квадрате, и поэтому величина кинетической энергии меняет своё значение при изменении начала отсчета скорости. То есть, эта формула не инвариантна при Галилеевом преобразовании координат и выполняется только в Земной системе координат.

Несмотря на это, считается общепризнанным, что все законы механики инвариантны при Галилеевом преобразовании координат. Но формула кинетической энергии и закон сохранения энергии - это ведь, несомненно, тоже законы механики, причем законы фундаментальные.

И здесь интересно то, что математики видят эту несуразность в теории физики. Но физики, очевидно, сбивают их с толку разговорами о том, что «Принцип относительности Галилея» якобы имеет надежное опытное обоснование, хотя из приведенного выше анализа ясно, что это не так. Надеюсь, что математики ещё скажут своё слово о невыполнимости «Закона сохранения энергии» в теории относительности Галилея и, соответственно, в «Специальной теории относительности» Эйнштейна. Что же касается «Общей теории относительности» Альберта Эйнштейна, то Давид Гильберт ещё в 1917 году указал на отсутствие в ней «закона сохранения энергии».

Так что, отсутствие «Закона сохранения энергии» является общей чертой всех теорий относительности; и, признавая эти теории, приходится, по существу, отказываться от «Закона сохранения энергии». А это неоправданная жертва.

Из всех теорий относительности, лишь «Принцип относительности Галилея» может претендовать на приблизительно верное отображение реальности, но и он не может считаться Законом, и не может считаться постулатом, и интересен, прежде всего, как занимательный парадокс. «Специальная же теория относительности» - это целиком не состоятельная теория.

Не будем долго горевать по поводу развенчания ПОГ и СТО, а вместо этого рассмотрим, что нам даёт: признание Земли привилегированной системой отсчёта, и вскоре убедимся, что следствия этого факта много значительней, чем все чудеса относительности.

2. Свет и гравитация

Определение скорости системы, «не выглядывая наружу».

Вспомним ещё раз основные свойства гравитационного поля большой гравитирующей массы:

Гравитирующая масса, в своей зоне влияния, посредством гравитационного поля, определяет закономерности протекания всех физических процессов, в том числе и законы распространения электромагнитных волн. Гравитационное поле присутствует везде: и в массивных средах (воздух, вода, твёрдое тело) и в вакууме, - и является основной средой, определяющей закономерности распространения света.

Гравитационное поле Земли и перемещается и вращается вместе с Землей. Это подтверждается опытами Майкельсона и Морли, которые не смогли обнаружить движение Земли по орбите, как раз, из-за того, что гравитационное поле Земли перемещается вместе с ней.

Ну а если это так, то можно использовать интерферометр Майкельсона, для определения скорости движения какой-либо системы (скажем, орбитальной станции) относительно Земли. Для чего, одно плечо интерферометра необходимо ориентировать в направлении движения станции по орбите. Идея предлагаемого эксперимента состоит в том, что свет имеет постоянную скорость относительно гравитационного поля, независимо от того, с какой скоростью излучатель (станция) движется относительно этого поля. Нетрудно видеть, что здесь прослеживается аналогия со скоростью распространения звука в воздухе.

В успехе этого эксперимента сомневаться не приходится; необходимо лишь побеспокоиться о том, чтобы точность прибора позволяла оценить изменение скорости света на величину скорости движения станции относительно гравитационного поля Земли (примерно, 7,5 +0,5 км/с), что технически вполне осуществимо.

Этот эксперимент опровергнет последнее положение «Принципа относительности Галилея» о том, что невозможно никакими опытами обнаружить движение инерциальной системы, не выглядывая наружу. Положение это опровергнуть и интересно и не бесполезно. Ибо, на базе интерферометра Майкельсона, в дальнейшем, можно будет создать прибор для определения скорости движения различных систем, относительно: Земли, Солнца, Луны и других небесных тел.

Если продолжать сравнивать между собой процессы распространения света и звука, то сразу вспоминается, что скорость звука зависит от плотности воздуха (газа). Зависит ли скорость света от плотности гравитационного поля или от его напряженности? Вопрос этот далеко не праздный, ведь скорость света в вакууме - важнейшая физическая константа; и физики, пользуясь ею, наивно полагают, что определяют расстояния до космических объектов, с точностью до сантиметра. И если окажется, что скорость света в вакууме величина не постоянная, то это будет означать: потерю «точного» измерительного инструмента. И при измерении межпланетных расстояний опять придётся пользоваться древним методом определения расстояний: методом триангуляции.

Для того чтобы определить количественную зависимость скорости света от напряжённости гравитационного поля, необходимо провести прямые эксперименты по определению скорости света, с использованием классических схем, на различном удалении от Земли (на различных орбитах). Но для того чтобы убедиться в том, что такая зависимость имеет место, эксперимент проводить не надо, так как он уже проведён, и скорость распространения света измерена и в сильных, и в слабых, гравитационных полях. В последнем случае, она измерена Олафом Рёмером, ещё в 1676 году.

Определение скорости света в слабом гравитационном поле (метод Рёмера).

Согласно Рёмеру, свет преодолевает расстояние примерно равное диаметру Земной орбиты за 22 минуты, что соответствует скорости 214 000 (км/с) и сильно отличается от современных данных скорости света в вакууме (299 792 , 458 км/с).

Расхождение это принято объяснять малой точностью измерений, выполненных Рёмером. Но такое объяснение слишком легковесно. Такой основательный ученый, как Рёмер, который на два месяца вперёд точно рассчитал запаздывание затмения первого спутника Юпитера, не мог так грубо ошибиться. Кроме того, это была первая оценка скорости света, и поэтому Рёмера никак нельзя заподозрить ни в какой тенденциозности; чего, как раз, нельзя упускать из виду при анализе современных оценок точности наблюдений Рёмера.

Поэтому, мы просто немного подробнее рассмотрим методику Рёмера по определению скорости света и попробуем понять: что же за скорость определил Рёмер. А для знакомства с его методом, приведём отрывок из его первого сообщения, взятый из.

«Пусть, А (см. Рис. 5) будет Солнце, В - Юпитер, С - первый спутник Юпитера, который входит в тень планеты; он выходит из неё в точке Д; пусть, EFGHLK - положение Земли на различных расстояниях от Юпитера.



Рис. 5

Теперь предположим, что с Земли, находящейся в точке L, виден первый спутник в момент его выхода из тени в точке Д; примерно 42,5 часа спустя (то есть, после одного оборота этого спутника) с Земли, находящейся в точке К, виден спутник возвратившийся в точку Д.

Ясно, что, если свету требуется время, чтобы пройти расстояние LK, cпутник будет виден возвратившимся в точку Д позже, чем если бы Земля по прежнему находилась в точке L»

Отсюда уже видно, что расчёт заключается в следующем:

- определяется время запаздывания выхода спутника из тени (Дt);

- определяется дополнительный путь, пройденный светом, это хорда LК;

- и определяется скорость света (с) из выражения:

с = LК/Дt;

Для того чтобы определить время запаздывания выхода спутника из тени, необходимо знать истинный период обращения спутника. Поскольку, при удалении Земли от Юпитера период обращения спутника увеличивается, а при приближении Земли к Юпитеру - уменьшается, то, очевидно, что в противостоянии, когда Земля движется параллельно Юпитеру, как раз, можно измерить истинный период обращения спутника Юпитера. А для того чтобы увеличить точность этих измерений, лучше замерить суммарное время по возможности большего числа оборотов спутника. Если затем это суммарное время разделить на число оборотов спутника, то получим истинный период обращения спутника.

Для того чтобы поточнее определить запаздывание света, также необходимо замерить суммарное время нескольких оборотов спутника, но уже на участке удаления Земли от Юпитера.

Эти приёмы повышения точности измерений были найдены и применены ещё Рёмером, и, вряд ли, здесь, можно, что-либо улучшить.

Мы же своё внимание сейчас сосредоточим на том, что не могло быть предметом внимания Рёмера, а именно: на условиях распространения света.

Отраженный от спутника солнечный свет последовательно проходит: сильное гравитационное поле спутника, по мере удаления от него ослабевающее; затем, проходя вблизи Юпитера, свет проходит его сильное гравитационное поле, ослабевающее по мере удаления от планеты; далее свет попадает в зону влияния Солнца и, пройдя большую часть пути в слабом гравитационном поле Солнца, попадает, наконец, в зону влияния Земли, где гравитационное поле начинает усиливаться уже за счёт гравитационного поля Земли.

Если сравнить два пути пройденные светом: ДL и ДLK, то очевидно, что в обоих случаях свет проходит все вышеназванные участки пути. Но отрезок ДLK больше отрезка ДL на величину отрезка пути LK. В каких же гравитационных полях свет проходит это удлинение пути?

Безусловно, в гравитационных полях вблизи орбиты Земли. Нетрудно убедиться в том, что в этом районе напряженность гравитационного поля определяется в основном гравитационным полем Солнца, то есть дополнительный отрезок пути LK свет проходит в зоне влияния Солнца.

Определим параметры гравитационного поля Солнца на орбите Земли, используя теорию Ньютона, получим:

g = 0,0059 (м/с2);

Очевидно, что параметры гравитационного поля Солнца в районе земной орбиты совсем не те, что на поверхности Земли, где: g = 9,81 (м/с2), и поэтому не следует удивляться тому, что скорость света, вычисленная по Рёмеру, значительно отличается от скорости света в вакууме, измеренной на поверхности Земли. Нетрудно заметить, что и в данном случае свет обнаруживает свойства, аналогичные свойствам звука, скорость которого тоже снижается в более разряжённой среде.

Итак, Рёмер определил скорость света в слабом гравитационном поле, с параметром: g =0,006 (м/с2);

С учетом выявленной зависимости скорости света от параметров гравитационного поля, следует немного подкорректировать условия эксперимента по измерению скорости света в слабом гравитационном поле (методом Рёмера). Для чего, необходимо ограничить участок орбиты Земли, на котором замеряется запаздывание света таким образом, чтобы свет от спутника не слишком углублялся внутрь орбиты Земли и не проходил бы вблизи Солнца, в сильном гравитационном поле. При соблюдении этого условия эксперимент будет чище и следует ожидать, что при этом мы получим скорость света даже несколько меньшую, чем получил Рёмер.

Для сравнения обратимся к другому астрономическому методу определения скорости света, открытому Джеймсом Брадлеем в 1726-28 годах, методу, который основывается на явлении аберрации света (от латинского слова aberratio - уклонение).

Определение скорости света в сильном гравитационном поле (метод Брадлея).

Брадлей обнаружил видимое отклонение звёзд от своего положения на небесной сфере (отклонение света идущего от звезд) вследствие сложения скорости света идущего от звезды и скорости движения Земли по орбите, см. Рис. 6. Причем, максимальное отклонение наблюдалось при движении Земли в направлении перпендикулярном лучу света наблюдаемой звезды.

Рис. 6

Согласно измерениям Брадлея, угол ц равен 40,66 секунды. Далее из чисто геометрических соображений (см. Рис.6) он нашел, что свет распространяется с такой скоростью, что расстояние от Солнца до Земли он способен пройти за 8 минут 13 секунд. Брадлей, также как и Рёмер, не привел абсолютной величины скорости, так как величина радиуса орбиты Земли была определена в то время недостаточно точно; и поэтому значение скорости света могло быть найдено со значительно большей погрешностью, чем время распространения света от Солнца до Земли.

В соответствии с современными данными (для с = 300 000 км/с) свету требуется 8 минут 19 секунд для того, чтобы преодолеть расстояние равное одной астрономической единице. Следовательно, значение скорости света, найденное Брадлеем, всего на 1 процент отличается от современных данных!

Так что же, Брадлей подправляет Рёмера? Нет, дело в том, что Брадлей определил совсем не ту скорость.

Брадлей определил скорость света, идущего к нам от далёких звёзд и проходящего большую часть пути также в слабых гравитационных полях. Но он то определил её не как - среднюю скорость, на каком то участке пути, а как - мгновенную скорость, непосредственно у поверхности Земли, в сильном гравитационном поле, где g = 9,81 (м/с2), в отличие от g = 0,006 (м/с2) у Рёмера.

Оценивая методы Рёмера и Брадлея, нужно сказать, что эти методы дополняют друг друга и прямо указывают на то, что скорость распространения света зависит от параметров гравитационного поля. Перемещаясь в пространстве, в направлении возрастания напряженности гравитационного поля, свет увеличивает свою скорость, и наоборот: перемещаясь в направлении более слабого поля, свет уменьшает свою скорость.

Отсюда следует, что: скорость света в вакууме, измеренная на поверхности Земли при g = 9,81 (м/с2) и приблизительно равная: 300 000 (км/с), - не самая большая скорость. Следует ожидать, что в более сильных гравитационных полях, свет распространяется с большей скоростью.

Убедившись в том, что свет не оправдывает, возложенных на него Эйнштейном, надежд, а напротив: непостоянством своим подтверждает несостоятельность СТО, рассмотрим ещё одно свойство электромагнитного излучения, якобы подтверждающее достоверность «Общей теории относительности».

3. Энергия излучения и расширение вселенной

«Красное смещение», обнаруженное в спектрах излучений далеких галактик, и объяснение этого смещения с помощью эффекта Доплера, расширением Вселенной, - является одной из захватывающих страниц современной науки, а точнее, научной фантастики. Здесь явно прослеживается влияние теорий относительности: СТО и ОТО и научного метода Эйнштейна, когда за истину выдаётся самая невероятная версия.

Действительно, что заставляет объяснять «красное смещение» разбеганием галактик, если есть более простые и естественные объяснения.

Ведь общеизвестно, что имеет место также гравитационное красное смещение, обусловленное отличием напряженности поля тяготения в точках испускания и регистрации излучения, то есть, обусловленное дополнительными затратами энергии излучения на преодоление гравитационного притяжения гравитирующих масс, больших чем Земля.

Также зафиксировано экспериментально изменение частоты излучения при взаимодействии фотонов с электронами в опытах Комптона, где при облучении свободных электронов наблюдалось увеличение длины волны рассеянного электромагнитного излучения, вследствие передачи энергии от фотонов к электронам; то есть, по существу тоже наблюдалось «красное смещение».

В самом конце 19-го века (1900 г.) Планком было выдвинуто предположение о том, что энергия излучения является функцией его частоты. Это предположение хорошо согласовывалось с, ранее полученными Герцем и Столетовым, экспериментальными данными, при изучении ими явления фотоэффекта.

Опыты Комптона (1922 г.) окончательно подтвердили эту идею Планка.

Таким образом, в начале 20-го века была установлена однозначная связь между энергией и частотой излучения.

Доплер не связывал обнаруженный им эффект: изменения частоты излучения в зависимости от скорости и направления движения источника излучения относительно приёмника, - с изменением энергии излучения. И это понятно, ибо в то время (1842 г.) энергии ещё не придавалось должного значения.

Но это не так, ибо если меняется частота излучения, то обязательно меняется и энергия излучения (отрицание этой связи противоречит опытам Герца, Столетова, Комптона и закону сохранения энергии). И если, например, источник излучает в направлении своего движения (имеется в виду движение относительно Земли, или какой либо другой привилегированной системы отсчёта), то частота излучения и, соответственно, энергия излучения увеличиваются. За счёт чего увеличиваются? За счёт уменьшения кинетической энергии движущейся системы. И наоборот, если источник излучает в направлении противоположном движению, то частота и энергия излучения уменьшаются за счёт того, что часть энергии излучения передаётся движущейся системе, в которой установлен источник. То есть, в процессе излучения в движущейся системе происходит обмен энергией между излучением и движущейся системой, аналогично процессу обмена (передачи энергии) при отталкивании пробных тел в движущихся системах, см. примеры №№ 5 и 6.