Właściwości Kinematyki z Uniwersalnym Układem Odniesienia

Transkrypt

1 Właśiwośi Kinemayki z Uniweralnym Układem Odnieienia Karol Szoek, Roman Szoek Poliehnika Rzezowka, Kaedra Termodynamiki i Mehaniki Płynów, Rzezów, Polka kzoek@prz.edu.pl Poliehnika Rzezowka, Kaedra Meod Ilośiowyh, Rzezów, Polka rzoek@prz.edu.pl Srezzenie: W arykule wyprowadzamy włanośi kinemayki iał z uniweralnym układem odnieienia unieral frame of referene - UFR, eer, kórą nazwaliśmy Szzególną Teorią Eeru. W arykule wyjaśniono dlazego ekperymen Mihelon a-morley a oraz Kennedy ego- Thorndike a nie były w anie wykryć uniweralny układ odnieienia. W arykule wyprowadzamy na podawie geomeryznej analizy ekperymenów Mihelon a-morley a oraz Kennedy ego-thorndike a inną ranformaję zau i położenia niż ranformaja orenza. Tranformaję wyprowadzamy przy założeniu, że inieje uniweralny układ odnieienia. UFR je układem odnieienia wyróżniająym ię ym, że prędkość świała je w nim ała w każdym kierunku. W inerjalnyh układah odnieienia poruzająyh ię względem UFR, jednokierunkowa prędkość świała może być inna. Wyprowadzone zoały wzory na umowanie prędkośi dla prędkośi bezwzględnej oraz prędkośi względnyh. Wyprowadzone zoały akże zależnośi na króenie długośi oraz dylaaję zau. Cały arykuł zawiera ylko oryginalne badania auorów publikaji. Słowa Kluzowe: kinemayka iał, uniweralny układ odnieienia, ranformaja zau i położenia, prędkość świała w jednym kierunku, króenie długośi, dylaaja zau PACS: 0.90.p, p. Wprowadzenie Powzehnie uważa ię, że ekperymeny Mihelon a-morley a z 887 roku oraz ekperymen Kennedy ego-thorndike a z 93 roku wykazały, że nie inieje uniweralny układ odnieienia eer oraz, że prędkość świała w próżni je abolunie ała. Analiza yh ekperymenów doprowadziła do powania Szzególnej Teorii Względnośi STW. W arykule zaprezenowano wyjaśnienie wyników ekperymenów Mihelon a-morley a [3] oraz Kennedy ego-thorndike a [], przy założeniu, że inieje inerjalny układ odnieienia UFR, w kórym prędkość świała ma ałą warość. W inerjalnyh układah odnieienia poruzająyh ię względem UFR, jednokierunkowa prędkość świała może być inna. W arykule wyprowadzone zoały ranformaje z inerjalnego układu do UFR oraz z UFR do inerjalnego układu meodą geomeryzną.

2 Właśiwośi Kinemayki z Uniweralnym Układem Odnieienia Nigdy nie zmierzono dokładnie prędkośi świała w jedną ronę. We wzykih dokładnyh ekperymenah laboraoryjnyh mierzono jedynie, podobnie jak w ekperymenie Mihelon a- Morley a, średnią prędkość świała przebywająego drogę po rajekorii zamknięej. W ekperymenah yh świało zawze wraa do punku wyjśia. laego założenie o ałej prędkośi świała prędkośi hwilowej przyjęe w Szzególnej Teorii Względnośi nie ma uzaadnienia ekperymenalnego. Wyprowadzenie przedawione w ym arykule opare je na założeniu wynikająym z yh ekperymenów, zyli, że dla każdego oberwaora ała je średnia prędkość świała przebywająego drogę am i z powroem. Tranformaja «UFR - inerjalny układ» 7-8 wyprowadzona w ym arykule meodą geomeryzną była już wyprowadzona inną meodą w arykułah [] oraz []. W pray [] auor orzymał ą ranformaję z ranformaji orenza dzięki ynhronizaji zegarów w inerjalnyh układah meodą zewnęrzną. Tranformaja uzykana w pray [] je inazej zapianą ranformają orenza po zmianie poobu mierzenia zau w inerjalnym układzie odnieienia, dlaego ranformaji ej przypiano włanośi Szzególnej Teorii Względnośi. Tranformaja 7-8 ma inne fizyzne znazenie niż ranformaja orenza, ponieważ według eorii przedawionej w ym arykule możliwe je wyznazenie prędkośi względem uniweralnego układu odnieienia przy pomoy lokalnego pomiaru. Czyli uniweralny układ odnieienia je realny, i nie je dowolnie wybranym układem inerjalnym.. Przyjęe założenia W przedawionej analizie ekperymenów Mihelon a-morley a i Kennedy ego- Thorndike a przyjmujemy naępująe założenia: I. Inieje uniweralny układ odnieienia UFR względem kórego prędkość świała w próżni ma ą amą warość w każdym kierunku. II. Średnia prędkość świała na drodze am i z powroem je dla każdego oberwaora niezależna od kierunku propagaji świała. Wynika o z ekperymenu Mihelon a-morley a. III. Średnia prędkość świała na drodze am i z powroem nie zależy od prędkośi oberwaora względem UFR. Wynika o z ekperymenu Kennedy ego-thorndike a. IV. W kierunku proopadłym do kierunku prędkośi iała, poruzająego ię względem UFR, nie naępuje jego króenie ani wydłużenie. V. Tranformaja «UFR - inerjalny układ» je liniowa. Przedawione w ym arykule wyprowadzenie ranformaji różni ię od wyprowadzenia meodą geomeryzną ranformaji orenza, na kórej opiera ię STW. W STW w wyprowadzeniu ranformaji orenza zakłada ię, że ranformaja odwrona ma aką amą poać jak ranformaja pierwona. Takie założenie wynika z przekonania, że wzykie inerjalne układy ą równoważne. W przedawionym w ym arykule wyprowadzeniu nie zakładamy jaką poać ma ranformaja odwrona. Przyjęe w ym arykule założenia na ema prędkośi świała akże ą łabze od yh przyjęyh w STW. W STW zakłada ię, że prędkość świała je abolunie ała, pomimo ego, że nie dowiódł ego żaden ekperymen. W ym arykule przyjęe zoało założenie wynikająe z ekperymenów, zyli, że ała je średnia prędkość świała na drodze do zwieriadła oraz z powroem założenie II oraz III. W przedawionyh rozważaniah prędkość świała je z założenia ała jedynie w jednym wyróżnionym układzie odnieienia - UFR założenie I. Założenia IV oraz V ą idenyzne jak e, na kóryh opiera ię STW. W praah [6] oraz [7] zoały wyprowadzone idenyzne ranformaje jak w ym arykule, ale przy przyjęym dodakowym założeniu. W amym przypadku przeprowadzona zoała analiza przepływu ylko jednego rumienia świała.

3 Właśiwośi Kinemayki z Uniweralnym Układem Odnieienia 3. Cza i droga przepływu świała w UFR Rozparzmy układ inerjalny U', kóry poruza ię względem układu U związanego z UFR z prędkośią ryunek. W układzie U' znajduje ię zwieriadło w odległośi ' od poząku układu. Świało w układzie U przemiezza ię ze ałą prędkośią. Z układu U', z punku x'0 w zaie 0, wyłano rumień świała w kierunku zwieriadła. Po doariu do zwieriadła, odbie świało poruza ię w układzie U w przeiwnym kierunku z prędkośią o ujemnej warośi. Przyjmujemy naępująe oznazenia dla oberwaora z układu U: je zaem przepływu świała do zwieriadła, je zaem powrou świała do punku wyjśia. oraz ą drogami jakie pokonało świało w układzie U w jednym i w drugim kierunku. Gdy świało zmierza w kierunku zwieriadła, wedy zwieriadło uieka przed nim z prędkośią. Gdy świało wraa do punku x'0 po odbiiu ię od zwieriadła, wedy en punk wybiega mu naprzeiw z prędkośią. la oberwaora z układu U odległość ' równoległa do wekora prędkośi je widziana jako x. Orzymujemy,, a ' zwieriadło x' b 0, U' 0, U - UFR Ry.. Cza i droga przepływu świała do zwieriadła oraz z powroem: a droga świała widziana z układu inerjalnego U', b droga świała widziana z UFR. Zależnośi należy rozwiązać ze względu na oraz. Orzymujemy wówza za oraz drogę przepływu w UFR, 3, 4 4. Geomeryzne wyprowadzenie ranformaji Przeanalizowano wyniki ekperymenu ze świałem w poób przedawiony na ryunku. Układ inerjalny U' poruza ię z prędkośią względem układu U związanego z UFR, równolegle do oi x. Oie x oraz x' leżą na jednej proej. W hwili, gdy poząki układów pokrywają ię, ynhronizowane ą zegary w obu układah. Zegary w układzie U związanym z UFR ą ynhronizowane meodą wewnęrzną []. Zegary w układzie U' ą ynhronizowane meodą zewnęrzną w aki poób, że jeżeli zegar układu U 3

4 Właśiwośi Kinemayki z Uniweralnym Układem Odnieienia wkazuje za 0, wedy znajdująy ię obok niego zegar układu U' akże je zerowany, zyli '0. W układzie U' przeprowadzono ekperymen pomiaru prędkośi świała w próżni proopadle oraz równolegle do kierunku ruhu układu U' względem UFR. W każdym z yh kierunków świało przebywa drogę do zwieriadła i z powroem. Na ryunku w zęśi a zaprezenowano drogi przepływu świała widziane przez oberwaora z układu U', naomia w zęśi b widziane przez oberwaora z układu U. W układzie U świało ma zawze ałą prędkość założenie I. Rozważania doyzą przepływu świała w próżni. Zgodnie z wniokami wynikająymi z ekperymenu Mihelon a-morley a założono, że średnia prędkość świała p na drodze do zwieriadła i z powroem w układzie U' je aka ama w każdym kierunku, w zzególnośi w kierunku równoległym do oi y' założenie II. Założono akże, że średnia prędkość świała p na drodze do zwieriadła i z powroem nie zależy od prędkośi oberwaora względem UFR założenie III., ½' y' ', ½' U' a,, ' x' y ', ½, ½ ' U - UFR b ½ ½,, x x p Ry.. rogi dwóh rumieni świała: a widziane przez oberwaora z układu U' b widziane przez oberwaora z układu U UFR. Z założenia II oraz III wynika, że średnia prędkość świała p w inerjalnym układzie odnieienia U' je aka ama jak prędkość świała w układzie U. Jeżeli dopuśimy, że średnia prędkość p świała w układzie U', je jakąś funkją prędkośi świała w układzie U zależną od prędkośi, wówza p f 5 Z założenia III wynika, że średnia prędkość p świała je aka ama dla różnyh prędkośi Ziemi względem UFR, dlaego f f. Ponieważ f 0, zaem f dla każdej prędkośi. Wynika ąd, że p. Zwieriadła ą związane z układem U' i umiezzone w odległośi ' od poząku układu wpółrzędnyh. Jedno zwieriadło znajduje ię na oi x', drugie na oi y'. Zakłada ię, że odległość 4

5 Właśiwośi Kinemayki z Uniweralnym Układem Odnieienia ' proopadła do prędkośi je aka ama dla oberwaorów z obu układów założenie IV. laego na ryunku wyępuje a ama długość ' w zęśi a oraz zęśi b. Cza przepływu świała w układzie U, wzdłuż oi x, do zwieriadła oznazono przez. Cza przepływu z powroem oznazono przez. Cza przepływu świała w układzie U', wzdłuż oi x', do zwieriadła oznazono przez '. Cza przepływu z powroem oznazono przez '. Łązny za oznazono odpowiednio jako oraz ' oraz ' ' '. Srumień świała, poruzająy ię równolegle do oi y', z punku widzenia układu U poruza ię po ramionah rójkąa równoramiennego o długośiah. Ponieważ prędkość świała w układzie U je ała, dlaego za przepływu wzdłuż obu ramion je aki am i wynoi. W układzie U, rumień świała biegnąy równolegle do oi x w kierunku zwieriadła pokonuje odległość w zaie. W drodze powronej pokonuje odległość w zaie. Odległośi e ą różne ze względu na ruh względem UFE zwieriadła i punku, z kórego wyłano świała. Obydwa rumienie świała wraają do punku wyjśia w ym amym zaie, zarówno w układzie U oraz układzie U'. Wynika o z założenia II oraz z uawienia zwieriadeł w ej amej odległośi od punku emiji świała. Zarówno dla oberwaora z układu U' oraz oberwaora z układu U prędkość świała można zapiać Z równania 6 można wyznazyć drogi oraz ', kóre zależą od prędkośi świała oraz zaów przepływu świała, ' odpowiednio w układah U oraz U' ; 7 Prędkość układu U' względem abolunego układu odnieienia U oznazono przez. Ponieważ x p je o droga, jaką układ U' przebędzie w zaie przepływu świała, ąd xp ; xp 8 Korzyają z geomerii pokazanej na ryunku drogę można wyrazić jako p x 9 Równanie 9 po podnieieniu do kwadrau i uwzględnieniu zależnośi 7 orzyma poać Po uporządkowaniu orzymamy 0 dla x 0 W powyżzej zależnośi wyępują ylko zay oraz ', kóre doyzą pełnego przepływu świała do zwieriadła i z powroem. Należy zwróić uwagę na o, że ą o zay mierzone w punkie x'0. Ponieważ długość ' można dobrać ak, aby za przepływu świała był dowolny, dlaego zależność je prawdziwa dla dowolnego zau

6 Właśiwośi Kinemayki z Uniweralnym Układem Odnieienia 6 ługość ' związana z układem U' równoległa do oi x je z punku widzenia układu U widziana jako. Jeśli świało biegnie w kierunku zwieriadła, w abolunym układzie odnieienia U, o goni zwieriadło, kóre je od niego oddalone o. Po odbiiu świało wraa do punku wyjśia, kóry wybiega mu na przeiw. Korzyają z równań 4 orzymujemy równania na drogi przepływu świała w układzie U w obu kierunkah wzdłuż oi x' ; 3 Z równań 3 można wyznazyć umę i różnię dróg oraz, jakie świało przebyło w układzie U, 4 Z drugiego równania można wyznazyć drogę, jaką układ U' pokonał w połowie zau przepływu świała, zyli x p 5 Ponieważ przyjęo, że w układzie U, prędkość świała je ała, dlaego obie drogi, jakie pokonuje świało oraz ą akie ame 6 Po podawieniu 9 oraz pierwzego równania 4 orzymamy 7 Po króeniu przez i podnieieniu do kwadrau oraz uwzględnieniu 5 orzymamy 8 Z równania 8 można wyznazyć zależność na króenie długośi 9 0 W powyżzej zależnośi wyępują długośi oraz ', kóre ą odległośiami między zwieriadłami oraz punkem emiji świała. Ponieważ długość ' można dobrać dowolnie, dlaego zależność 0 je prawdziwa dla dowolnej warośi '. Po wawieniu do 8 uzykamy

7 Właśiwośi Kinemayki z Uniweralnym Układem Odnieienia x p dla x 0 Przyjmujemy, że ranformaja z inerjalnego układu U' do układu U je liniowa założenie V. Jeśli do ranformaji zau i położenia, dodać zynniki liniowe zależne od x', wówza uzykamy ranformaję z niewiadomymi wpółzynnikami a, b x ax bx Tranformaja powinna obowiązywać dla dowolnego zau oraz położenia. W zzególnym przypadku obowiązuje w hwili ynhronizaji zegarów zyli, gdy '0 dla punku o wpółrzędnyh ' w układzie U'. W związku z ym wawiamy do ranformaji '0, x'' oraz x. W ym momenie zoała zaoowana ynhronizaja zewnęrzna zegarów w układzie U' na podawie zegarów w eerze. Po uwzględnieniu 0 orzymujemy 0 a Sąd orzymamy wpółzynniki a oraz b a 0 b b Oaeznie ranformaja z dowolnego inerjalnego układu U' do układu U związanego z UFR, przyjmie poać x x 6 Po przekzałeniu orzymamy ranformaję odwroną, zyli ranformaję z układu U związanego z UFR, do inerjalnego układu U' 7 x x Prędkość je prędkośią układu inerjalnego względem uniweralnego układu odnieienia. 5. Tranformaja pomiędzy dwoma układami inerjalnymi Tranformaję z inerjalnego układu U do uniweralnego układu odnieienia U można zapiać na podawie 5-6. Tranformaję z uniweralnego układu odnieienia U do inerjalnego układu U można zapiać na podawie 7-8. Prędkość je prędkośią układu U w układzie U, naomia prędkość je prędkośią układu U w układzie U. Sąd orzymujemy 8 7

8 Właśiwośi Kinemayki z Uniweralnym Układem Odnieienia 8 z z y y x x 9 oraz z z y y x x 30 Rozważymy ylko najprozy przypadek, w kórym prędkośi oraz ą do iebie równoległe. Równania 9 wawiamy do równań 30. Na ej podawie, po małyh przekzałeniah, orzymujemy ranformaję z inerjalnego układu U do inerjalnego układu U w poai z z y y x x 3 6. Prędkośi w STE 6.. Prędkość świała w układzie inerjalnym W praah [5] oraz [], na podawie ranformaji 5-8, wyprowadzony zoał ogólny wzór na prędkość świała biegnąego w dowolnym kierunku w próżni o poai ryunek 3 α α o 3 la świała poruzająego ię w nieruhomym względem oberwaora ośrodku maerialnym ma poać [] α α o 33 W yh dwóh zależnośiah ką α' je, mierzonym przez oberwaora, kąem pomiędzy wekorem jego prędkośi względem UFR oraz wekorem prędkośi świała. Prędkość je prędkośią świała w ośrodku maerialnym nieruhomym względem UFR widzianą przez nieruhomego względem UFR oberwaora. Wzór 33 prowadza ię do wzoru 3, jeżeli ylko podawimy.

9 Właśiwośi Kinemayki z Uniweralnym Układem Odnieienia [3 0 8 m] α α' Ry. 3. Jednokierunkowa prędkość świała ' α' w układzie inerjalnym dla 0, 0.5, 0.5, 0.75,. Nieh w układzie U, świało biegnie równolegle do prędkośi układu U względem UFR ryunek 4. Podobnie jak w ekperymenie Mihelon a-morley a, świało biegnie na drodze przez pewien za '. Na końu drogi odbija ię od zwieriadła i wraa z powroem na ej amej drodze przez pewien za ". Wedy, na podawie 33, średnia prędkość świała w układzie inerjalnym U wynieie r 34 α πα oα o π α r oα oα [3 0 8 m] 35 80α o π α α' π α' zwieriadło 80α oα Fig. 4. Prędkośi świała w ekperymenah Mihelon a-morley a. Z zależnośi 35 wynika, że je akże prędkośią średnią świała na drodze do zwieriadła oraz z powroem w ośrodku maerialnym nieruhomym względem ruhomego oberwaora. Pomimo ego, że prędkość świała wyrażona wzorem 33 zależy od kąa α' oraz prędkośi, o średnia prędkość świała na drodze do zwieriadła i z powroem zawze je ała i wynoi. Prędkość a zgadza ię z wynikami ekperymenów Mihelon a-morley a oraz Kennedy ego- Thorndike a, z kóryh wynika, że średnia prędkość świała je ała i wynoi w próżni lub w ośrodku maerialnym prędkość średnia, nie hwilowa. Wykazaliśmy, że z ekperymenu 9

10 Właśiwośi Kinemayki z Uniweralnym Układem Odnieienia Mihelon a-morley a nie wynika o, że prędkość hwilowa świała je ała w każdym kierunku. Nieprawdziwe je akże wierdzenie, że ekperymen Mihelon a-morley a dowiódł, że nie ma uniweralnego układu odnieienia, w kórym rozhodzi ię świało. 6.. Prędkość względna i umowanie prędkośi bezwzględnyh Na podawie 3 orzymujemy różnizki d dx d d Prędkość względna układu inerjalnego U względem układu inerjalnego U je równa prędkośi dowolnego punku x z układu U względem układu U. Wynoi wię d dx dx, gdzie dx 0 37 d d Czyli prędkość względna dwóh układów inerjalnyh poruzająyh ię względem UFR w ym amym kierunku wynoi dx Na podawie 38 orzymujemy wzór na umowanie prędkośi bezwzględnyh Sumowanie prędkośi względnyh Na ryunku 5 przedawione ą rzy układy inerjalne U, U, U 3. Zaznazono prędkośi względne układów x 3 U x U x U Ry. 5. Układy inerjalne U, U, U 3 poruzająe ię względem UFR z prędkośiami,,

11 Właśiwośi Kinemayki z Uniweralnym Układem Odnieienia Na podawie 38 oraz 39 można zapiać Wawiają 4 oraz 4 do 40 orzymamy Oaeznie orzymujemy wzór na umowanie prędkośi względnyh Wzór en można zapiać w innej poai, jeżeli zauważy ię, że na podawie 38 zahodzi oraz 45 Teraz wzór na umowanie prędkośi względnyh przyjmuje poać Skróenia w STE 7.. Skróenie długośi Rozważymy dwa układy U oraz U poruzająe ię w eerze w ym amyh kierunku odpowiednio z prędkośiami oraz. W układah yh, równolegle do kierunku ruhu, umiezzone zoały nieruhomo dwie idenyzne linijki o długośi 0. Końe linijki nieruhomej w układzie U znajdują ię w ym układzie w położeniu x A oraz x B. Na podawie 3, dla każdego zau, końe ej linijki mają w układzie U wpółrzędne 47 A A x x 48 B B x x Po odjęiu ronami 48 oraz 47 orzymamy, zyli długość linijki z układu U widzianą w układzie U Ponieważ B A B A x x x x 49

12 Właśiwośi Kinemayki z Uniweralnym Układem Odnieienia B A 0 x x 50 orzymamy wzór na króenie długośi wyrażone od prędkośi bezwzględnyh w poai Ry. 6. Skróenie długośi z U widziane w układzie U o zadanej ałej prędkośi. Na ryunku 6 przedawiono króenie długośi 5, w funkji zmiennej prędkośi, gdy układ U ma ałą prędkość. Na podawie 45 króenie długośi można wyrazić od prędkośi względnyh E, gdy [0 8 m] 7.. ylaaja zau Rozważymy dwa układy U oraz U poruzająe ię w eerze, odpowiednio z prędkośiami oraz, w ym amym kierunku. W układzie U zahodzą dwa zdarzenia, odpowiednio w hwilah A oraz B. W układzie U, zgodnie z 3, hwile zajśia yh zdarzeń wynioą 53 A A 54 B B Po odjęiu ronami 54 oraz 53 orzymamy, zyli odęp zau pomiędzy zdarzeniami widziany z układu U

13 Ponieważ Właśiwośi Kinemayki z Uniweralnym Układem Odnieienia B A B A B A orzymamy wzór na króenie zau wyrażone od prędkośi bezwzględnyh w poai 57 Na ryunku 7 przedawione zoało króenie zau 57 w funkji zmiennej prędkośi, gdy układ U ma ałą prędkość E, gdy Ry. 7. Skróenie zau z U widziane w układzie U o zadanej ałej prędkośi. Na podawie 45 króenie zau można również wyrazić od prędkośi względnyh [0 8 m] 8. Anizoropia mikrofalowego promieniowania ła Świało je zzególnym przypadkiem promieniowania elekromagneyznego, jednak powyżze rozważania doyzą nie ylko świała, ale każdego promieniowania elekromagneyznego. Przerzeń komizna wypełniona je komiznym mikrofalowym promieniowaniem ła. izne badania na en ema zoały omówione w pray [4]. okładne pomiary ego promieniowania wykonały aeliy COBE, WMAP oraz Plank. Widmo ego promieniowania je akie jak widmo promieniowania iała dokonale zarnego o emperaurze T.76± 0.00 K

14 Właśiwośi Kinemayki z Uniweralnym Układem Odnieienia Mikrofalowe promieniowanie ła je promieniowaniem elekromagneyznym o makymalnym naężeniu dla zęoliwośi około 300 GHz. Promieniowanie ła poiada niejednorodność anizoropię z ampliudą T 3.358± 0.07 mk 60 Najmniejzą emperaurę promieniowanie ła ma w pobliżu gwiazdozbioru Wodnika, naomia najwiękzą emperaurę w pobliżu gwiazdozbioru wa. Czyli z perpekywy Układu Słoneznego po jednej ronie Wzehświa je nieo ieplejzy, naomia po drugiej ronie je nieo hłodniejzy. Zgodnie z wzykimi obenie uznawanymi eoriami przerzeń je jednorodna wzykie punky przerzeni ą równoprawne i izoropowa wzykie kierunki w przerzeni ą równoprawne oraz wzykie inerjalne układy odnieienia ą równoważne. Przy akih założeniah, jeżeli mikrofalowe promieniowanie ła miałoby być wywarzane przez obieky znajdująe ię w komoie, wedy o promieniowanie doierająe do Ziemi powinno być akie amo z każdego kierunku. Ponieważ ak nie je, dlaego anizoropia mikrofalowego promieniowania ła wymaga w ramah obowiązująyh eorii pejalnego wyłumazenia. W pray [4] przedawione zoało wyjaśnienie anizoropii mikrofalowego promieniowania ła, kóre odwołuje ię do eorii Wielkiego Wybuhu. Promieniowanie o miało pować w poząkowym okreie ewoluji Wzehświaa, gdy nagle ała maeria ała ię przeźrozya. Wedy uwolniło ię promieniowanie, kóre dziiaj oberwujemy jako mikrofalowe promieniowanie ła. Promieniowanie o je jednorodne w układzie inerjalnym, w kórym powało. Według ej konepji anizoropia mikrofalowego promieniowana ła je powodowana efekem opplera dla oberwaora poruzająego ię względem układu odnieienia, w kórym o promieniowanie poało. Przy akim łumazeniu ego zjawika wzykie układy inerjalne pozoają fizyznie równoważne. Jednak akie łumazenie wymaga przyjęia wielu założeń, kóryh nie można zweryfikować ekperymenalnie. Na przykład konizne je założenie, że ała maeria we wzehświeie była nieruhoma względem jednego inerjalnego układu odnieienia w hwili, gdy awała ię przeźrozya. W ramah przedawionej w ej pray eorii można wyłumazyć anizoropię komiznego mikrofalowego promieniowania ła w poób bardzo nauralny. Wiadomo, że mikrofalowe promieniowanie ła je bardzo przenikliwe przez maerię wypełniająa przerzeń komizną, dlaego jeżeli jego źródła ą rozprozone w jednorodnej przerzeni, o w długim okreie inienia wzehświaa nagromadziło ię ono równomiernie w ałej przerzeni. laego można przyjąć, że mikrofalowe promieniowanie ła je jednorodne w uniweralnym układzie odnieienia, w kórym rozhodzi ię świało. Według nazej konepji anizoropia je powodowana efekem opplera widzianym przez oberwaora poruzająego ię względem uniweralnego układu odnieienia, w kórym rozprzerzenia ię świało. W ym modelu, dla oberwaora ruhomego względem uniweralnego układu odnieienia promieniowanie ła nie je jednorodne pomimo ego, że przerzeń je jednorodna. Takie wyjaśnienie ego zjawika może być weryfikowane ekperymenalnie, gdyż nie odwołuje ię do eorii Wielkiego Wybuhu. Anizoropia mikrofalowego promieniowania ła je bardzo ilnym argumenem na rzez inienia układu odnieienia, w kórym rozhodzi ię świało. Na podawie anizoropii mikrofalowego promieniowania ła można wyznazyć prędkość z jaką Układ Słonezny poruza ię względem eeru. Przyjmujemy, że mikrofalowe promieniowanie ła je jednorodne w układzie eeru. Przyjmujemy, że odpowiada ono emperaurze T 0 iała dokonale zarnego. W pray [5] pokazano, że na podawie ranformaji 5-8 można wyprowadzić wzór na efek opplera z eeru do układu inerjalnego, aki am jaki wyępuje w Szzególnej Teorii Względnośi, zyli 4

15 Właśiwośi Kinemayki z Uniweralnym Układem Odnieienia oαe f dla α 0 π f 0 E 6 gdzie f 0 je zęoliwośią świała względem eeru, naomia f je zęoliwośią ego świała względem układu inerjalnego poruzająego ię z prędkośią. Ką α E je kąem pomiędzy wekorem prędkośi oraz wekorem prędkośi świała. Ką α E je widziany z eeru. la α E 0 wzór 6 prowadza ię do poai min f f0 f0 dla α E 0 6 la α E π wzór 6 prowadza ię do poai f f0 f0 dla α E π 63 Na podawie prawa przeunięć Wiena, długość fali świelnej o makymalnej moy je związana z emperaurą emiująego ją iała dokonale zarnego zależnośią λ T [m K] f λ la zęoliwośi widzianej z układu eeru orzymujemy T naomia dla zęoliwośi widzianej przez ruhomego oberwaora f min 64 T0 f min T T T T T T f Po podawieniu 65 oraz 66 do 6 orzymujemy T min T T T0 Po podawieniu 65 oraz 66 do 63 orzymujemy T T T T0 Po podzieleniu ronami równania 67 przez 68 orzymujemy T T min T T T T Na ej podawie po niedużyh przekzałeniah orzymujemy T T T T min min T T T T T T T T T T Na podawie 59 oraz 60 orzymujemy km

16 Właśiwośi Kinemayki z Uniweralnym Układem Odnieienia 3 T km 7 T.76 3 T km 7 T min 3 T min km 73 T min.4 km lub 3. km 74 min 3 kierunek roaji galakyki Wodnik 90 l Słońe 70 o48.05 ew ew Słońe 48.9 in48.05 o48.05 o5.69 Wodnik Ry. 8. Prędkość Układu Słoneznego względem eeru. Rzu na płazzyznę Galakyki oraz rzu na płazzyznę proopadłą do płazzyzny Galakyki Widok galakyki roga Mlezna z góry z nanieionymi wpółrzędnymi galakyznymi oraz widok z boku. Oaeznie na podawie 7 oraz 74 orzymujemy prędkość Układu Słoneznego względem eeru jej warość je w przybliżeniu aka ama jak w [4], ale ma inną inerpreaję ± 3.3 km Prędkość a je zwróona w kierunku gwiazdozbioru wa. Odpowiada o wpółrzędnym galakyznym ryunek 8 6

17 Właśiwośi Kinemayki z Uniweralnym Układem Odnieienia l 64.3 ± 0.6 b ± 0.0 W pray [5] prędkość Układu Słoneznego względem eeru zoała ozaowana na podawie, mało preyzyjnego, ekperymenu z rozpadem mezonów K. Orzymana am warość je ego amego rzędu i wynoi 445 km. Wyznazymy jezze emperaurę T 0 promieniowania ła widzianą z układu eeru. W ym elu pomnożymy ronami równość 67 oraz 68. Orzymujemy T 76 min T T T T T T 77 0 Po uwzględnieniu 59 oraz 60 orzymujemy T K 78 0 Ze względu na małą prędkość Układu Słoneznego względem eeru, emperaura a je ylko nieznaznie mniejza niż średnia emperaura 59 mierzona w Układzie Słoneznym. 9. Wnioki końowe Wyznazone ranformaje 5-6 oraz 7-8 ą zgodne z doświadzeniem Mihelon a-morley a oraz Kennedy ego-thorndike a. Z ranformaji yh wynika, iż pomiar prędkośi świała w próżni, przy pomoy oowanyh doyhza meod, zawze będzie dawał średnią warość równą. Tak ię dzieje pomimo ego, że dla ruhomego oberwaora prędkość świała ma różną warość w różnyh kierunkah. Średnia prędkość świała je zawze ała i niezależna od prędkośi inerjalnego układu odnieienia. Z powodu ej włanośi prędkośi świała ekperymeny Mihelon a-morley a oraz Kennedy ego-thorndike a nie mogły wykryć uniweralnego układu odnieienia. Z przeprowadzonej analizy wynika, że je możliwe wyjaśnienie wyników ekperymenu Mihelon a-morley a na bazie uniweralnego układu odnieienia. Nieprawdziwe je wierdzenie, że ekperymen Mihelon a-morley a dowiódł, że prędkość świała je bezwzględnie ała. Nieprawdziwe je akże wierdzenie, że ekperymen Mihelon a-morley a dowiódł, że nie ma uniweralnego układu odnieienia, w kórym rozhodzi ię świało i poruza ię ze ałą prędkośią. opuzzenie, że prędkość świała może zależeć od kierunku jego emiji nie wyróżnia żadnego kierunku w przerzeni. Chodzi bowiem o prędkość świała jaką mierzy ruhomy oberwaor. To prędkość z jaką oberwaor poruza ię względem uniweralnego układu odnieienia wyróżnia w przerzeni harakeryyzny kierunek, ale ylko dla ego oberwaora. la oberwaora nieruhomego względem uniweralnego układu odnieienia prędkość świała zawze je ała i nie zależy od kierunku jego emiji. Jeżeli oberwaor poruza ię względem uniweralnego układu odnieienia, wedy dla niego przerzeń nie je ymeryzna. W jego przypadku będzie podobnie jak dla oberwaora płynąego po wodzie i mierząego prędkość fali na wodzie. Pomimo ego, że fala rozhodzi ię po wodzie ze ałą prędkośią w każdym kierunku, dla płynąego oberwaora prędkość fali będzie różna w różnyh kierunkah. Obenie uważa ię, że STW je jedyną eorią wyjaśniająą ekperymeny Mihelon a- Morley a oraz Kennedy ego-thorndike a. W ym arykule wykazane zoało, że możliwe ą inne eorie zgodnie z ymi ekperymenami. W praah [5]-[0] w opariu o wyznazoną uaj ranformaję zoała wyprowadzona nowa eoria fizyzna kinemayki i dynamiki iał, nazwana przez auorów Szzególną Teorią Eeru. W pray [] pokazane zoało, że możliwe je ołabienie założenia IV oraz wyprowadzenie ogólniejzej poai ranformaji 5-8. Czyli można wyprowadzić wiele kinemayk zgodnyh z ekperymenami Mihelon a-morley a oraz Kennedy ego-thorndike a. W pray [5] pokazane zoało, że w ramah każdej akiej kinemayki można wyprowadzić niekońzenie wiele dynamik. Aby wyprowadzić dynamikę, koniezne je 7

18 Właśiwośi Kinemayki z Uniweralnym Układem Odnieienia przyjęie dodakowego założenia, kóre pozwala wprowadzić do eorii pojęia may, energii kineyznej oraz pędu. Na podawie przedawionej kinemayki można w nauralny poób wyłumazyć anizoropię mikrofalowego promieniowania ła, kóre zoało omówione w pray [4]. Pozwala o wyznazyć prędkość z jaką Układ Słonezny poruza ię względem uniweralnego układu odnieienia, zyli 369,3 km. Zoało o pokazane w praah [7], [8] oraz []. Ekperymeny Mihelon a-morley a oraz Kennedy ego-thorndike a były wykonywane wielokronie przez różne zepoły. Każdy z yh ekperymenów powierdził jedynie o, że ała je średnia prędkość świała. laego założenia, na kóryh opiera ię przedawione wyprowadzenie ą uzaadnione ekperymenalnie. Bibliografia [] Kennedy Roy J., Thorndike Edward M., Experimenal Eablihmen of he Relaiiy of Time. Phyial Reiew, 4 3, , 93. [] Manouri Reza, Sexl Roman U., A Te Theory of Speial Relaiiy: I. Simulaneiy and Clok Synhronizaion. General Relaiiy and Graiaion, Vol. 8, No. 7, 977, [3] Mihelon Alber A., Morley Edward W., On he relaie moion of he earh and he luminiferou eher. Amerian Journal of Siene, Vol. 34, No. 03, , 887. [4] Smoo George F., Anizoropie komiznego mikrofalowego promieniowania ła: ih odkryie i wykorzyanie w języku polkim. Poępy Fizyki, Tom 59, Zezy, 5-79, 008. Smoo George F., Nobel eure: Comi mirowae bakground radiaion anioropie: Their dioery and uilizaion w języku angielkim. Reiew of Modern Phyi, Volume 79, , 007. Смут Джордж Ф., Анизотропия реликтового излучения: открытие и научное значение w języku royjkim, Успехи Физических Наук, Том 77,, 94-37, 007. [5] Szoek Karol, Szoek Roman, Szzególna Teoria Eeru w języku polkim. Wydawniwo Amelia, Rzezów w Pole 05, ISBN Szoek Karol, Szoek Roman, Speial Theory of Eher w języku angielkim. Publihing houe AMEIA, Rzezow in Poland 05, ISBN [6] Szoek Karol, Szoek Roman, The Geomeri eriaion of he Tranformaion of Time and Poiion Coordinae in STE w języku angielkim: Geomeryzne wyprowadzenie ranformaji zau i wpółrzędnyh położenia w STE. IOSR Journal of Applied Phyi IOSR-JAP, 06, Volume 8, Iue 4, Verion III, -30, ISSN , OI: [7] Szoek Karol, Szoek Roman, Выделенная в космологии система отсчета и возможная модификация преобразований Лоренца w języku royjkim: Wyróżniony w komologii układ odnieienia i możliwa modyfikaja ranformaji orenza, Ученые Записки Физического Факультета МГУ Noaki Naukowe Uniweryeu Mokiewkiego Pańwowego Wydziału Fizyki,, 07, 70, ISSN [8] Karol Szoek, Roman Szoek, The Explanaion of he Mihelon-Morley Experimen Reul by Mean Unieral Frame of Referene w języku angielkim: Wyjaśnienie wyników ekperymenu Mihelona-Morleya przy pomoy uniweralnego układu odnieienia, Journal of Modern Phyi, Vol. 8, No., 07, , ISSN [9] Szoek Karol, Szoek Roman, Uogólnienie Tranformaji Galileuza, Problemy Nauk Soowanyh, Szzein, Tom 7, 07, 00 08, ISSN

19 Właśiwośi Kinemayki z Uniweralnym Układem Odnieienia [0] Szoek Karol, Szoek Roman, eriaion of Tranformaion and One-Way Speed of igh in Kinemai of Speial Theory of Eher w języku angielkim: Wyprowadzenie ranformaji oraz jednokierunkowej prędkośi świała w kinemaye Szzególnej Teorii Eeru, Amerian Journal of Modern Phyi, Volume 6, Iue 6, 07, 40-47, ISSN: [] Szoek Karol, Szoek Roman Wyprowadzenie ogólnej poai kinemayki z uniweralnym układem odnieienia w języku polkim. ixra 07, Szoek Karol, Szoek Roman, The eriaion of he General Form of Kinemai wih he Unieral Referene Syem w języku angielkim. ixra 07, [] Tangherlini Frank R., The Veloiy of igh in Uniformly Moing Frame. A ieraion. Sanford Unieriy, 958 reprin in The Abraham Zelmano Journal, Vol., 009, ISSN