Arkuł ukaał się w jęku angielskim w owarm dosępie w asopiśmie Resuls in Phsis Sosek Karol, Sosek Roman 08 The deriaion of he general form of kinemais wih he uniersal referene ssem Resuls in Phsis, Vol. 8, 08, 49-437, ISSN: -3797 OI: hps:doi.org0.06j.rinp.07..053 Wprowadenie ogólnej posai kinemaki uniwersalnm układem odniesienia Karol Sosek, Roman Sosek Poliehnika Resowska, Zakład Mehaniki Płnów i Aerodnamiki, Resów, Polska ksosek@pr.edu.pl Poliehnika Resowska, Kaedra Meod Ilośiowh, Resów, Polska rsosek@pr.edu.pl Sresenie: W arkule wprowadona osała ała klasa ransformaji asu i położenia. Transformaje e osał wprowadone na podsawie anali ekspermenu Mihelsona-Morlea ora jego udoskonalonej wersji li ekspermenu Kennedego-Thorndikea. Na podsawie każdej h ransformaji można wprowadić inną kinemakę iał. W en sposób wkaaliśm, że Sególna Teoria Wględnośi nie jes jedną eorią wjaśniająą wniki ekspermenów e świałem. Isnieje ałe koninuum eorii kinemaki iał, kóre prawidłowo wjaśniają ekspermen Mihelsona- wór na prędkość Morlea ora inne ekspermen, w kórh mierona jes prędkość świała. Na podsawie wprowadonh ransformaji wprowadam ogóln świała w próżni mieroną w dowolnm inerjalnm układie odniesienia. Wjaśniam dlaego ekspermen Mihelsona-Morlea ora Kennedego-Thorndikea nie mogł wkrć eeru. Predsawiam i dskuujem r prkład konkrenh ransformaji. Na konie wjaśniam jawisko anioropii mikrofalowego promieniowania ła pr pomo predsawionej eorii. Wprowadoną w ej pra eorię nawaliśm Sególną Teorią Eeru dowolnm skróeniem poprenm. Cał arkuł awiera lko orginalne badania prowadone pre jego auorów. Słowa kluowe: kinemaka iał, uniwersaln układ odniesienia, ransformaja asu i położenia, jednokierunkowa prędkość świała, anioropia mikrofalowego promieniowania ła www.se.om.pl
. Wsęp We współesnej fie powsehnie uważa się, że ekspermen Mihelsona-Morlea [3] ora Kennedego-Thorndikea [] udowodnił, że prędkość świała jes absolunie sała ora, że nie isnienie uniwersaln układ odniesienia nawan eerem. Na podsawie anali h ekspermenów wprowadona osała ransformaja Lorena, na kórej opiera się Sególna Teoria Wględnośi. Obenie uważa się, że Sególna Teoria Wględnośi jes jedną eorią kinemaki iał, kóra prawidłowo wjaśnia ekspermen Mihelsona-Morle ora wsskie inne ekspermen, w kórh mierona jes prędkość świała. W roważaniah, kóre doprowadił do Sególnej Teorii Wględnośi ałożono, że wsskie układ inerjalne są równoważne ora, że dla każdego obserwaora prędkość świała ma sałą warość. Jednak ałożenia e nie mają uasadnienia ekspermenalnego. Założenie, że wsskie układ inerjalne są równoważne prjęo dlaego, że nie umiano wjaśnić ekspermenu Mihelsona-Morlea pr pomo eorii uniwersalnm układem odniesienia. W m arkule pokaujem jak o robić, a akże, że akih eorii jes nieskońenie wiele. Okauje się akże, że nigd dokładnie nie mierono jednokierunkowej hwilowej prędkośi świała. Analia linh ekspermenów pod m kąem osała wkonana w pra []. We wsskih pomiarah prędkośi świała mierono jednie średnią prędkość świała prebwająego drogę po rajekorii amknięej. Ab mierć prędkość świała musiało ono wróić do urądenia pomiarowego. W najprossm prpadku świało bło wsłane do wieriadła i powroem, ak jak robili o w swoih ekspermenah Armand Fieau w roku 849 ora Jean Fouaul w roku 850. Tak samo jes w ekspermenah Mihelsona-Morlea ora Kennedego-Thorndikea, w kórh po odbiiu od wieriadeł srumienie świała wraają do punku wjśia. Z ekspermenów h wnika, że średnia prędkość świała prebwająego drogę am i powroem jes sała, a nie że sała jes jednokierunkowa hwilowa prędkość świała. Analię ekspermenu Mihelsona-Morlea ora Kennedego-Thorndikea preprowadiliśm pr innh ałożeniah niż robiono o w Sególnej Teorii Wględnośi.. Założenia kinemaki iał Prjmujem nasępująe ałożenia: I. Isnieje układ odniesienia, wględem kórego prędkość świała w próżni ma ą samą warość w każdm kierunku. Nawam go uniwersalnm układem odniesienia lub eerem. II. Średnia prędkość świała na drode am i powroem jes dla każdego obserwaora nieależna od kierunku propagaji ego świała. Wnika o ekspermenu Mihelsona-Morlea. III. Średnia prędkość świała na drode am i powroem nie ależ od prędkośi obserwaora wględem uniwersalnego układu odniesienia. Wnika o ekspermenu Kennedego- Thorndikea. IV. W kierunku prosopadłm do kierunku prędkośi iała wględem eeru nasępuje krone jego skróenie, gdie >0 jes funkją skróenia poprenego ależną od prędkośi iała wględem eeru. V. Transformaja pomięd uniwersalnm układem odniesienia ora układem inerjalnm jes liniowa. W praah [6] [0] wprowadiliśm kinemakę i dnamikę iał dla powżsh ałożeń, ale lko dla prpadku, gd. W ej pra predsawiam kinemakę dowolnm skróeniem poprenm, w kórej ałożenie IV osało uogólnione i funkja >0 może mieć bardiej łożoną posać rsunek. www.se.om.pl
0 0 ' ' ' '0 '0 ξ ' Rs.. Znaenie parameru skróenia poprenego i podłużnego ξ. ługość prosopadła do osi ora ' widiana układu U' jako ', jes widiana układu U jako '. Jeżeli, wed nie nasępuje skróenie poprene, li wsskie długośi prosopadłe do prędkośi, układu inerjalnego U' wględem eeru U, mają aką samą warość dla obserwaora układu inerjalnego U' ora dla obserwaora eeru U. ługość równoległa do osi ora ' widiana układu U' jako ', jes widiana układu U jako ξ '. Później okaże się, że dla prjęh ałożeń funkja skróenia podłużnego ξ jes ależna od funkji skróenia poprenego ora prędkośi. laego nie prjmujem żadnh ałożeń dla skróenia podłużnego. Jeżeli prędkość 0, wed pomiar układu U' musą bć idenne jak układu U. Zahodi wed ' 0'. Na ej podsawie ormujem ważną własność funkji skróenia poprenego ' U - UFR 0 ' U' 3. Cas i droga prepłwu świała w eere Roparm układ inerjaln U', kór porusa się wględem układu U wiąanego eerem prędkośią rsunek. W układie U' najduje się wieriadło w odległośi ' od poąku układu. Świało w eere premiesa się e sałą prędkośią. Gd poąki układów pokrwają się, punku ' 0 w asie 0, wsłan jes srumień świała w kierunku wieriadła. Po doariu do wieriadła, świało odbija się i porusa w eere w preiwnm kierunku prędkośią o ujemnej warośi, li. Prjmujem nasępująe onaenia dla obserwaora eeru: jes asem prepłwu świała do wieriadła, jes asem powrou świała do punku wjśia. L ora L są drogami jakie pokonało świało w eere w jednm i w drugim kierunku. Gd świało miera w kierunku wieriadła, wed wieriadło uieka pred nim prędkośią. Gd świało po odbiiu się od wieriadła wraa do punku ' 0, wed en punk wbiega mu napreiw prędkośią. la obserwaora układu U odległość ' równoległa do wekora prędkośi jes widiana jako. Ormujem L, L L L, 3 3 www.se.om.pl
a ' wieriadło ' b 0 L, U' L L L L 0 L, U - UFR Rs.. Cas i droga prepłwu świała do wieriadła ora powroem: a droga świała widiana układu inerjalnego U', b droga świała widiana eeru. Zależnośi 3 należ rowiąać e wględu na ora. Ormujem wówas as ora drogę prepłwu w eere, 4 L, L 5 4. Geomerne wprowadenie ogólnej ransformaji W rodiale osał wprowadone meodą geomerną ransformaje układ-eer. Zosała wkonana komplena analia geomerna ekspermenu Mihelsona-Morlea, kóra uwględnia prepłw świała prosopadł ora równoległ do kierunku ruhu układu U'. Prjmujem ałożenia od I do V wmienione we wsępie. Na rsunku 3 predsawiono dwa układ. Układ U spowa w eere, naomias układ U' porusa się wględem eeru e sałą prędkośią. Osie ora ' leżą na jednej prosej. W hwili, gd poąki układów pokrwał się, egar bł snhroniowane i erowane w obdwu układah. Zegar w układie U wiąanm eerem są snhroniowane meodą wewnęrną, li na podsawie odległośi egarów ora nanej prędkośi świała, kóra w układie U jes sała. Zegar w układie U' są snhroniowane meodą ewnęrną w aki sposób, że jeżeli egar układu U wskauje as 0, wed najdują się obok niego egar układu U' akże jes erowan, li ' 0. W układie U' preprowadon jes ekspermen pomiaru prędkośi świała w próżni prosopadle ora równolegle do kierunku ruhu układu U' wględem eeru. W każdm h kierunków świało prebwa drogę do wieriadła i powroem. Na rsunku 3 w ęśi a apreenowano drogi prepłwu świała widiane pre obserwaora układu U', naomias w ęśi b widiane pre obserwaora układu U. Pre p onaam średnią prędkość świała w układie U'. Zwieriadła są wiąane układem U' i umiesone w odległośi ' od poąku układu współrędnh. Jedno wieriadło najduje się na osi ', drugie na osi '. Zgodnie ałożeniem IV odległość ' w układie U' prosopadła do prędkośi ma dla obserwaora eeru U warość skróenie poprene 6 4 www.se.om.pl
' ' U' a p, ½' p, ½', ' ', b, ½, ½ L L U - UFR ' ½ ½,, L p L Rs. 3. rogi dwóh srumieni świała: a widiane pre obserwaora układu U', b widiane pre obserwaora układu U eer. Cas prepłwu świała w układie U, wdłuż osi, do wieriadła onaam pre. Cas prepłwu powroem onaam pre. Cas prepłwu świała w układie U', wdłuż osi ', do wieriadła onaam pre '. Cas prepłwu powroem onaam pre '. Łąn as onaam odpowiednio jako ora ' ora ' ' '. Obdwa srumienie świała wraają do punku wjśia w m samm asie, arówno w układie U ora układie U'. Wnika o ałożenia II ora usawienia wieriadeł w ej samej odległośi ' od punku emisji świała. Srumień świała, porusają się równolegle do osi ', punku widenia układu U porusa się po ramionah rójkąa. Ponieważ prędkość świała w układie U jes sała ałożenie I, dlaego rójką en jes równoramienn. ługość jego ramienia onaam pre L. Ze wględu na sałą prędkość świała w układie U, as prepłwu wdłuż każdego ramienia jes aki sam i wnosi. W układie U, srumień świała biegną równolegle do osi w kierunku wieriadła pokonuje odległość L w asie. W drode powronej pokonuje odległość L w asie. Odległośi e są różne e wględu na ruh w eere wieriadła i punku, kórego wsłano świała. Jeżeli dopuśim, że średnia prędkość świała p w układie U', jes jakąś funkją prędkośi świała w układie U ależną od prędkośi, wówas p f 7 Ze wględu na ałożenie III mam, że f f. Ponieważ f 0, aem f dla każdej prędkośi. Wnika sąd, że średnia prędkość świała w układie inerjalnm jes równa jednokierunkowej prędkośi świała w eere, li la obserwaora eeru U ahodi p 8 5 www.se.om.pl
L L L 9 la obserwaora układu inerjalnego U' po uwględnieniu 8 ahodi p Z równania 9 można wnać drogę L, naomias równania 0 można wnać drogę '. Ormujem 0 L ; Prędkość układu U' wględem absolunego układu odniesienia U onaono pre. Ponieważ p jes o droga, jaką układ U' prebędie w asie prepłwu świała, sąd p ; p Korsają geomerii pokaanej na rsunku 3 ora 6 i można drogę L wraić jako L 3 p Równanie 3 po podniesieniu do kwadrau i uwględnieniu ależnośi ma posać Po uporądkowaniu ormujem 4 5 dla 0 W powżsej ależnośi wsępują lko as ora ', kóre doą pełnego prepłwu świała do wieriadła i powroem. Należ wróić uwagę na o, że są o as mierone w punkie ' 0. Ponieważ długość ' można dobrać ak, ab as prepłwu świała bł dowoln, dlaego ależność 6 jes prawdiwa dla dowolnego asu ' ora odpowiadająego mu asu. ługość ' wiąana układem U' równoległa do osi jes punku widenia układu U widiana jako. Równania 5 wrażają drogi prepłwu świała w układie U w obu kierunkah wdłuż osi ' eere 6 L ; L 7 Z równań 7 można wnać sumę i różnię dróg L ora L, jakie świało prebło w L L L L Z drugiego równania można wnać drogę, jaką układ U' pokonał w połowie asu prepłwu świała, li, 8 6 www.se.om.pl
7 www.se.om.pl L L p 9 Ponieważ prjęo, że w układie U eere, prędkość świała jes sała ałożenie I, dlaego obie drogi, jakie pokonuje świało L ora L L są akie same L L L 0 Po podsawieniu 3 ora pierwsego równania 8 ormam Po skróeniu pre i podniesieniu do kwadrau ora uwględnieniu 9 ormam Cli 3 4 Ormujem ależność na skróenie długośi w posai skróenie wdłużne ξ 5 W powżsej ależnośi wsępują długośi ora ', kóre są odległośiami międ wieriadłami ora punkem emisji świała. Ponieważ długość ' można dobrać dowolnie, dlaego ależność 5 jes prawdiwa dla dowolnh warośi '. Po wsawieniu 6 do uskam 0 dla p 6 Prjmujem, że ransformaja inerjalnego układu U' do eeru U jes liniowa ałożenie V. Jeśli do ransformaji asu i położenia 6, 6 dodać nniki liniowe ależne od ', wówas uskam ransformaję niewiadommi współnnikami a, b b a 7 Transformaja 7 powinna obowiąwać dla dowolnego asu ora położenia. W sególnm prpadku obowiąuje w hwili snhroniaji egarów li, gd ' 0 dla punku o współrędnh ' w układie U'. W wiąku m wsawiam do ransformaji 7 ' 0, ' ' ora. W m momenie osała asosowana snhroniaja ewnęrna egarów w układie U' na podsawie egarów w eere. Po uwględnieniu 5 ormujem
8 www.se.om.pl b a 0 8 Sąd ormam współnniki a ora b 0 b a 9 Osaenie po wsawieniu 9 do 7 ogólna posać ransformaji dowolnego inerjalnego układu U' do układu U wiąanego eerem, prjmie posać 30 Po preksałeniu ormam ogólną posać ransformaji odwronej, li ransformaję układu U wiąanego eerem, do układu inerjalnego U' 3 Wnaone ransformaje 30 ora 3 są godne ekspermenami Mihelsona-Morlea ora Kennedego-Thorndikea. Poniżej wkażem, że powżsh ransformaji wnika, iż pomiar prędkośi świała w próżni, pr pomo sosowanh dohas meod, awse będie dawał średnią warość równą. Tak się dieje pomimo ego, że prędkość świała ma różną warość w różnh kierunkah. 5. Transformaja prędkośi Rs. 4. Ruh widian eeru i układu inerjalnego. U - UFR U' ' V U' ' V V V V V V ' V '
Osie układu inerjalnego U' ora układu U wiąanego eerem usalono ak, ab bł do siebie równoległe rsunek 4. Układ inerjaln porusa się prędkośią równolegle do osi ora '. Różniki ransformaji 3 mają posać d d d d d d d d d Z eeru U ora układu inerjalnego U' obserwowane jes porusająe się iało. Ma ono w eere prędkość V naomias w układie inerjalnm ma prędkość V'. Składowe h prędkośi osał predsawione na rsunku 4. Prędkość iała w układie eeru U można apisać w posai V 3 d d d, V, V 33 d d d Prędkość iała w układie inerjalnm U' można apisać w posai d d d V, V, V 34 d d d o równań 34 wsawiam różniki 3. Ormujem Cli V V V d d d d V V V d d d d d d d d d 35 36 9 www.se.om.pl
Na podsawie 33 ormujem sukaną ransformaję prędkośi V V V V V V 37 Ineresująe jes o, że ormana ransformaja prędkośi nie ależ od funkji skróenia poprenego. 6. Prędkość świała w próżni dla ruhomego obserwaora W ogólnm prpadku prepłw świała odbwa się po drogah predsawionh na rsunku 5. Osie układów współrędnh są usawione ak, ab 0 38 U' ' α α U - UFR α' ' U' Rs. 5. Prepłw świała pod dowolnm kąem. Zgodnie rsunkiem na podsawie wierdenia Piagorasa ormujem Zahodi akże α 39 40 os α 4 α Gd V ora V' ', wed godnie 37 ahodi 4 43 0 www.se.om.pl
www.se.om.pl 6.. Pierwsa ależność na prędkość świała Po wsawieniu do 39 ależnośi 4 ora 43 ormujem α 44 4 α 45 ] [ α 46 Po uwględnieniu 40 ormujem ] [ α 47 4 α 48 4 α 49 α 50 Na ej podsawie ormujem pierwsą ależność na prędkość świała w układie inerjalnm, wrażoną od α 5 6.. ruga ależność na prędkość świała Na podsawie 4 ormujem 5 Po wsawieniu do 5 ormujem α 53 α 54 α 55
Na ej podsawie ormujem drugą ależność na prędkość świała w układie inerjalnm, wrażoną od ' α 56 6.3. Treia ależność na prędkość świała Na podsawie 56 ormujem α 57 α 58 59 α α α α 60 α Z ego równania na podsawie 4 ormujem reią ależność na prędkość świała w układie inerjalnm, wrażoną od α' rsunek 6 α 6 α 6 osα Wór en jes idenn jak wór 377 wprowadon meodą geomerną w pra [6]. Ineresująe jes o, że prędkość świała w próżni nie ależ od funkji skróenia poprenego. Wnika ego, że nie można wnać ej funkji na podsawie ekspermenu pomiaru jednokierunkowej prędkośi świała..5 0.5 0-0.5 - -.5 [3 0 8 ms] 0.75 0.5 0.5 0 - -3 -.5 - -.5 - -0.5 0 0.5.5 [3 0 8 ms] Rs. 6. Prędkość świała ' α' w układie inerjalnm dla 0, 0.5, 0.5, 0.75,. α α' www.se.om.pl
Wnam era średnią prędkość świała, kóre w dowolnm układie inerjalnm prebwa drogę o długośi L', odbija się od wieriadła i wraa ą samą drogą do punku wjśia. Jeżeli ' jes asem jaki świało porebuje na prebie drogi L' w jedną sronę, naomias ' jes asem jaki świało porebuje na prebie ej samej drogi w drugą sronę, wed średnia prędkość świała na drode am i powroem wnosi L L sr 63 L L osα os π α sr osα osα Wnika ego, że średnia prędkość świała jes sała i równa jes prędkośi świała widianej eeru. Ta średnia prędkość nie ależ od kąa α' ani od prędkośi. Z ego powodu obraanie ramion inerferomeru w ekspermenah Mihelsona-Morlea ora Kennedego- Thorndikea nie wpłwa na prążki inerferenjne. Właśnie dlaego ekspermen e nie mogł wkrć eeru. W pra [6] wprowadon osał meodą geomerną wór, ogólniejs niż 6, na prędkość świała porusająego się w ośrodku maerialnm nieruhomm wględem obserwaora o posai s jes średnią prędkośią świała na drode am i powroem w m ośrodku maerialnm 64 s s α 65 osα s 7. Prkład Sególnh Teorii Eeru Poniżej predsawione są r prkład ransformaji eer-układ uskane dla reh różnh funkji. Każda aka ransformaja awiera pełną informaję na ema kinemaki iał i może bć podsawą do wprowadenia odrębnej eorii kinemaki iał. W ramah każdej h kinemak możliwe jes wprowadenie linh dnamik iał w sposób analogin do pokaanego w pra [6]. Ab wprowadić dnamikę, koniene jes prjęie dodakowego ałożenia. Funkja skróenia poprenego musi spełniać ależność ora prjmować warośi nieujemne. 7.. Sególna Teoria Eeru be skróenia poprenego W najprossm prpadku można prjąć, że dla każdej warośi prędkośi 66 Wed ransformaja 30 prjmuje posać 3 www.se.om.pl
la akiej ransformaji ormuje się kinemakę ora dnamikę iał, kóre osał wprowadone w pra [6]. W m prpadku Sególnej Teorii Eeru nie wsępuje skróenie poprene. Sególne Teoria Eeru wprowadona na podsawie ransformaji 67 ma śisł wiąek e Sególną Teorią Wględnośi Einseina. Zosało o wkaane w pra [6]. Transformaja 67 bła już wprowadona inną meodą w arkułah [], [4]. W amh arkułah auor ormali aką ransformaję ransformaji Lorena dięki snhroniaji egarów w inerjalnh układah odniesienia meodą ewnęrną. Transformaja uskana w praah [], [4] jes inaej apisaną ransformają Lorena po mianie sposobu mierenia asu w inerjalnm układie odniesienia, dlaego ransformaji ej prpisano własnośi Sególnej Teorii Wględnośi. Transformaja 67 ma inne fine naenie niż ransformaja Lorena, ponieważ według eorii predsawionej w m arkule możliwe jes wnaenie prędkośi wględem uniwersalnego układu odniesienia pr pomo lokalnego pomiaru. Cli uniwersaln układ odniesienia jes realn, i nie jes dowolnie wbranm układem inerjalnm. 67 7.. Sególna Teoria Eeru absolunm asem Jeżeli prjmiem, że wed ransformaja 30 prjmuje posać 68 Na podsawie ej ransformaji można wprowadić STE absolunm asem. Jes bardo ineresująe, że jes możliwa eoria absolunm asem, kóra spełnia warunki ekspermenów Mihelsona-Morlea ora Kennedego-Thorndikea. 69 7.3. Sególna Teoria Eeru be skróenia podłużnego Jeżeli prjmiem, że 70 wed ransformaja 30 prjmuje posać 4 www.se.om.pl
la akiej ransformaji ormuje się kinemakę, w kórej nie wsępuje skróenie podłużne w kierunku równoległm do prędkośi ora osi. Jednoeśnie wsępuje wdłużenie poprene w kierunku prosopadłm do prędkośi. 7 8. Anioropia mikrofalowego promieniowania ła Świało jes sególnm prpadkiem promieniowania elekromagnenego, jednak powżse roważania doą nie lko świała, ale każdego promieniowania elekromagnenego. Presreń kosmina wpełniona jes kosminm mikrofalowm promieniowaniem ła. Line badania na en ema osał omówione w wkładie noblowskim [5]. okładne pomiar ego promieniowania wkonał saeli COBE, WMAP ora Plank. Widmo ego promieniowania jes akie jak widmo promieniowania iała doskonale arnego o emperaure T.76±0.00 K 7 Mikrofalowe promieniowanie ła jes promieniowaniem elekromagnenm o maksmalnm naężeniu dla ęsoliwośi około 300 GH. Posiada ono seroki akres ęsoliwośi, ale ponieważ ma rokład jak promieniowanie iała doskonale arnego, dlaego do jego opisu wsar podać jeden paramer jakim jes odpowiednia emperaura iała doskonale arnego. Promieniowanie ła posiada niejednorodność anioropię ampliudą T 3.358±0.07 mk 73 Najmniejsą emperaurę promieniowanie ła ma w pobliżu gwiadobioru Wodnika, naomias najwięksą emperaurę w pobliżu gwiadobioru Lwa. Cli perspekw Układu Słonenego po jednej sronie Wsehświa jes nieo ieplejs, naomias po drugiej sronie jes nieo hłodniejs. Zgodnie wsskimi obenie unawanmi eoriami presreń jes jednorodna wsskie punk presreni są równoprawne i ioropowa wsskie kierunki w presreni są równoprawne ora wsskie inerjalne układ odniesienia są równoważne. Pr akih ałożeniah, jeżeli mikrofalowe promieniowanie ła miałob bć wwarane pre obiek najdująe się w kosmosie, wed o promieniowanie doierająe do Ziemi powinno bć akie samo każdego kierunku. Ponieważ ak nie jes, dlaego anioropia mikrofalowego promieniowania ła wmaga w ramah obowiąująh eorii spejalnego włumaenia. W pra [5] predsawione osało wjaśnienie anioropii mikrofalowego promieniowania ła, kóre odwołuje się do eorii Wielkiego Wbuhu. Promieniowanie o miało powsać w poąkowm okresie ewoluji Wsehświaa, gd nagle ała maeria sała się preźrosa. Wed uwolniło się promieniowanie, kóre disiaj obserwujem jako mikrofalowe promieniowanie 5 www.se.om.pl
ła. Promieniowanie o jes jednorodne w układie inerjalnm, w kórm powsało. Według ej konepji anioropia mikrofalowego promieniowana ła jes spowodowana efekem opplera dla obserwaora porusająego się wględem układu odniesienia, w kórm o promieniowanie posało. Pr akim łumaeniu ego jawiska wsskie układ inerjalne poosają finie równoważne. Jednak akie łumaenie wmaga prjęia wielu ałożeń, kórh nie można werfikować ekspermenalnie. Na prkład koniene jes ałożenie, że ała maeria we wsehświeie bła nieruhoma wględem jednego inerjalnego układu odniesienia w hwili, gd sawała się preźrosa. W ramah predsawionej w ej pra eorii można włumać anioropię kosminego mikrofalowego promieniowania ła w sposób bardo nauraln. Wiadomo, że mikrofalowe promieniowanie ła jes bardo prenikliwe pre maerię wpełniająa presreń kosminą, dlaego jeżeli jego źródła są roprosone w jednorodnej presreni, o w długim okresie isnienia wsehświaa nagromadiło się ono równomiernie w ałej presreni. laego można prjąć, że mikrofalowe promieniowanie ła jes jednorodne w uniwersalnm układie odniesienia, w kórm rohodi się świało. Według nasej konepji anioropia jes spowodowana efekem opplera widianm pre obserwaora porusająego się wględem uniwersalnego układu odniesienia, w kórm ropresrenia się świało. W m modelu, dla obserwaora ruhomego wględem uniwersalnego układu odniesienia promieniowanie ła nie jes jednorodne pomimo ego, że presreń jes jednorodna. Takie wjaśnienie ego jawiska może bć werfikowane ekspermenalnie, gdż nie odwołuje się do eorii Wielkiego Wbuhu. Anioropia mikrofalowego promieniowania ła jes bardo silnm argumenem na re isnienia układu odniesienia, w kórm rohodi się świało. Na podsawie anioropii mikrofalowego promieniowania ła można wnać prędkość jaką Układ Słonen porusa się wględem eeru. W m elu preanaliujem anioropię mikrofalowego promieniowania ła na posawie jednej pośród wsskih możliwh kinemak iał. Wkorsam kinemakę be skróenia poprenego opisaną ransformajami 67. Prjmujem, że mikrofalowe promieniowanie ła jes jednorodne w układie eeru. Prjmujem, że odpowiada ono emperaure T 0 iała doskonale arnego. W pra [6] pokaano, że na podsawie ransformaji 67 można wprowadić wór na efek opplera eeru do układu inerjalnego, aki sam jaki wsępuje w Sególnej Teorii Wględnośi, li osα E f dla α 0 π f 0 E 74 gdie f 0 jes ęsoliwośią świała wględem eeru, naomias f jes ęsoliwośią ego świała wględem układu inerjalnego porusająego się prędkośią. Ką α E jes kąem pomięd wekorem prędkośi ora wekorem prędkośi świała. Ką α E jes widian eeru. la α E 0 wór 74 sprowada się do posai min f f0 f0 dla α E 0 75 la α E π wór 74 sprowada się do posai f ma f0 f0 dla E α π 76 Na podsawie prawa presunięć Wiena, długość fali świelnej o maksmalnej mo jes wiąana emperaurą emiująego ją iała doskonale arnego ależnośią 6 www.se.om.pl
λ ma T 0.0090[m K] f λ la ęsoliwośi widianej układu eeru ormujem ma T 0.0090 naomias dla ęsoliwośi widianej pre ruhomego obserwaora f min 77 T0 f 0 78 0.0090 min ma T T T ma T T T f 79 0.0090 0.0090 0.0090 0.0090 Po podsawieniu 78 ora 79 do 75 ormujem T T T T min 0 Po podsawieniu 78 ora 79 do 76 ormujem 80 T ma T T T0 Po podieleniu sronami równania 80 pre 8 ormujem T T min ma T T T T Na ej podsawie po niedużh preksałeniah ormujem T T ma ma T T min min T T T T T T T T T T Osaenie na podsawie 7 ora 73 ormujem prędkość Układu Słonenego wględem uniwersalnego układu odniesienia 9979.458 kms 8 8 83 369.3 ± 3.3 kms 0.003 84 Jes ona wróona w kierunku gwiadobioru Lwa. Odpowiada o współrędnm galaknm rsunek 7 l 64.3 ± 0.6 b 48.05 ± 0.0 W wkładie noblowskim [5] podana osała nieo inna warość prędkośi Układu Słonenego wględem układu odniesienia, w kórm według amej konepji powsało mikrofalowe promieniowanie ła. Auor proł am, be wprowadenia, warość 368 ± kms. W pra [6] prędkość Układu Słonenego wględem eeru osała osaowana na podsawie, mało prejnego, ekspermenu ropadem meonów K. Ormana am warość jes ego samego rędu i wnosi 445 kms. Na podsawie 80 ora 8 można wnać emperaurę T 0 promieniowania ła widianą układu eeru. W m elu wsar pomnożć e równania sronami. Ormujem T 85 min ma T T T T T T 86 0 Po uwględnieniu 7 ora 73 ormujem 7 www.se.om.pl
T 0.7599793K 87 kierunek roaji galakki 30 0 330 60 300 Wodnik 90 l64.3 0 40 50 80 0 Słońe 70 os48.05 Lew Lew Słońe 48.9 sin48.05 os48.05 os5.69 Wodnik Rs. 7. Prędkość Układu Słonenego wględem eeru. Ru na płasnę Galakki ora ru na płasnę prosopadłą do płasn Galakki 90-70. Widok galakki roga Mlena gór naniesionmi współrędnmi galaknmi ora widok boku. 9. Transformaja pomięd dwoma układami inerjalnmi Transformaję inerjalnego układu U do układu U, wiąanego eerem, można apisać na podsawie 30. Transformaję układu U, wiąanego eerem, do inerjalnego układu U można apisać na podsawie 3. Prędkość jes prędkośią układu U w układie U, naomias prędkość jes prędkośią układu U w układie U. Sąd ormujem 8 www.se.om.pl
9 www.se.om.pl 88 ora 89 Roważm lko najpross prpadek, w kórm prędkośi ora są do siebie równoległe. Równania 88 wsawiam do równań 89. Na ej podsawie, po małh preksałeniah, ormujem ransformaję inerjalnego układu U do inerjalnego układu U w posai 90 0. Wnioski końowe W niniejsej pra wkaaliśm, że isnieje ała klasa eorii uniwersalnm układem odniesienia eerem, kóre prawidłowo wjaśniają ekspermen, w kórh mierono prędkość świała. We wsskih akih ekspermenah świało prebwało drogę po rajekorii amknięej, dlaego mierona bła jednie średnia prędkość świała na ej rajekorii. Nigd nie mierono dokładnie jednokierunkowej prędkośi świała. laego ałożenie o absolunie sałej prędkośi świała, prjęe pre Albera Einseina w Sególnej Teorii Wględnośi STW, nie ma podsaw ekspermenalnh. W każdej eorii eerem, kórą uaj pokaaliśm, prędkość świała w próżni wraża się m samm worem 6. Pomimo ego, że jednokierunkowa prędkość świała ma warość ależną od kierunku jego emisji ora prędkośi obserwaora wględem eeru, o średnia prędkość świała na drode am i powroem awse jes sała 63-64. laego każda eorii eeru jes godna
ekspermenami, w kórh mierono prędkość świała. Z powodu ej własnośi prędkośi świała ekspermen Mihelsona-Morlea ora Kennedego-Thorndikea nie są w sanie wkrć eeru. Wór 6 na jednokierunkową prędkość świała w próżni jes aki sam w każdej wprowadonh eorii kinemaki iał. Z ego powodu nie jes możliwe rosrgnięie na podsawie pomiaru jednokierunkowej prędkośi świała, kóra wprowadonh eorii jes prawidłowm modelem rewisej kinemaki. Unawaną obenie eorią, kóra łuma wniki ekspermenów e świałem jes STW Albera Einseina. Powsehnie uważa się błędnie, że STW jes jedną eorią kinemaki iał, kóra wjaśnia e ekspermen. Sególna Teoria Eeru budowana na ransformaji eer-układ 67 ma śisł wiąek e Sególną Teorią Wględnośi Einseina. Prewidwania kinemaki Sególnej Teorii Wględnośi są akie same jak prewidwania Sególnej Teorii Eeru opisanej ransformajami 67, ale lko dla obserwaorów nieruhomh wględem eeru. Wkaaliśm o w pra [6]. Owiśie wiele możliwh eorii eeru można gór odruić ponieważ nie są prawidłowmi modelami kinemaki powodu niegodnośi różnmi ekspermenami. Na prkład wiadomo, że as żia ropędonh ąsek elemenarnh jes w nasm układie dłużs niż w układie h ąsek, dlaego prawdopodobnie nieprawidłowm modelem kinemaki będie model absolunm asem opar na ransformaji 69. Rosrgnięie, kóra e Sególnh Teorii Eeru jes prawidłowm modelem kinemaki iał powinno bć jednm ważniejsh adań prsłej fiki i prawdopodobnie będie wmagało rosrgnięia ekspermenalnego. Takim ekspermenem może bć prejnie wkonane doświadenie Iesa- Sillwella, w kórm sprawda się dlaaję asu na podsawie presunięia dopplerowskiego dla świała. opusenie, że prędkość świała może ależeć od kierunku jego emisji nie wróżnia żadnego kierunku w presreni. Chodi bowiem o prędkość świała jaką mier ruhom obserwaor. To prędkość jaką obserwaor porusa się wględem eeru wróżnia w presreni harakersn kierunek, ale lko dla ego obserwaora. la obserwaora nieruhomego wględem eeru prędkość świała awse jes sała i nie ależ od kierunku jego emisji. Jeżeli obserwaor porusa się wględem eeru, wed dla niego presreń nie jes smerna. W jego prpadku będie podobnie jak dla obserwaora płnąego po wodie i mierąego prędkość fali na wodie. Pomimo ego, że fala rohodi się po wodie e sałą prędkośią w każdm kierunku, o dla płnąego obserwaora prędkość fali będie różna w różnh kierunkah. Z ego powodu predsawiona eoria, opara na ałożeniah I V, w pros sposób łuma anioropię mikrofalowego promieniowania ła. W ramah predsawionej eorii anioropia a jes spowodowana efekem opplera, kór wnika ruhu Układu Słonenego wględem uniwersalnego układu odniesienia, w kórm rohodi się świało. Bibliografia [] Kenned Ro J., Thorndike Edward M., Eperimenal Esablishmen of he Relaii of Time, Phsial Reiew, 4 3, 400 48, 93 [] Mansouri Rea, Sel Roman U., A Tes Theor of Speial Relaii: I. Simulanei and Clok Snhroniaion, General Relaii and Graiaion, Vol. 8, No. 7, 497-53, 977 [3] Mihelson Alber A., Morle Edward W., On he relaie moion of he earh and he luminiferous eher, Am. J. Si. 34, 333 345, 887 [4] Rii Guido, Ruggiero Maeo L., Serafini Alessio, Snhroniaion Gauges and he Priniples of Speial Relaii, Foundaions of Phsis, Vol. 34, 835-887, No., 004 0 www.se.om.pl
[5] Smoo George F., Anioropie kosminego mikrofalowego promieniowania ła: ih odkrie i wkorsanie w jęku polskim, Wkład noblowski 006 roku, Posęp Fiki, Tom 59, Zes, 5-79, 008 Smoo George F., Nobel Leure: Cosmi mirowae bakground radiaion anisoropies: Their disoer and uiliaion w jęku angielskim. Reiews of Modern Phsis, Volume 79, 349-379, 007 Смут Джордж Ф., Анизотропия реликтового излучения: открытие и научное значение w jęku rosjskim, Нобелевская лекция в 006 году, Успехи Физических Наук, Том 77,, 94-37, 007 [6] Sosek Karol, Sosek Roman, Sególna Teoria Eeru w jęku polskim. Wdawniwo Amelia, Resów, Polska, 05, www.se.om.pl, ISBN 978-83-63359-77-5 Sosek Karol, Sosek Roman, Speial Theor of Eher w jęku angielskim. Publishing house AMELIA, Resów, Poland, 05, www.se.om.pl, ISBN 978-83-63359-8- [7] Sosek Karol, Sosek Roman, The Geomeri eriaion of he Transformaion of Time and Posiion Coordinaes in STE. IOSR Journal of Applied Phsis IOSR-JAP, Volume 8, Issue 4, Version III, 06, -30, ISSN 78-486 [8] Sosek Karol, Sosek Roman, Выделенная в космологии система отсчета и возможная модификация преобразований Лоренца w jęku rosjskim: Wróżnion w kosmologii układ odniesienia i możliwa modfikaja ransformaji Lorena, Ученые Записки Физического Факультета МГУ Noaki Naukowe Uniwerseu Moskiewskiego Pańswowego Wdiału Fiki, -07, 70, ISSN 307-9665 [9] Sosek Karol, Sosek Roman, The eplanaion of he Mihelson-Morle eperimen resuls b means uniersal frame of referene w jęku angielskim: Wjaśnienie wników ekspermenu Mihelsona-Morlea pr pomo uniwersalnego układu odniesienia, Journal of Modern Phsis, Vol. 8, No., 07, 868-883, ISSN 53-96 [0] Sosek Karol, Sosek Roman, eriaion of Transformaion and One-Wa Speed of Ligh in Kinemais of Speial Theor of Eher w jęku angielskim: Wprowadenie ransformaji ora jednokierunkowej prędkośi świała w kinemae Sególnej Teorii Eeru, Amerian Journal of Modern Phsis, Volume 6, Issue 6, 07, 40-47, ISSN: 36-8867 [] Yuan Zhong Zhang, Speial Relaii and Is Eperimenal Foundaion, Singapore, World Sienifi Publishing, 997 www.se.om.pl