Изменение массы физического тела.
Долгое время квантовая механика уверенно полагала, что при изменении скорости тела, изменяется его масса. Эту массу назвали “релятивистской”, чтобы подчеркнуть ее изменчивость. В настоящее время данный оптимизм немножко угас.
Раньше множество маститых ученых всей мощью своей гениальности пытались показать, почему и как должна увеличиваться масса тела при увеличении скорости. И это частично удавалось и получалось, что масса всегда увеличивалась согласно соотношению:
Данное явление, например, подтверждалось в экспериментах Кауфмана с частицами. Но никто не понимал, почему это масса тела вдруг увеличивается с увеличением скорости тела, да еще увеличивается до бесконечности. Мало кого интересовало, откуда берется эта масса. Никто не мог объяснить этот феномен, поэтому множество и ученых и неучей не верили этому. Верили своим глазам, своему опыту – масса величина постоянна. Нет никакой “релятивистской массы” и точка. Но, как верящие, в наличие такой массы, так и не верящие, с величайшим упорством признают то, что фотон не обладает массой. Когда читаешь об этом, то видишь, как не далеко мы отошли от неандертальца. Если бы неандертальцу, сидящему в пещере, кто-то сказал, что в его пещере есть бурдюк воды, он бы никогда этому не поверил. Указал бы на череп мамонта и сказал бы, что в пещере нет и капли воды. Чтобы вы не рассказывали ему о влажности, испарении, о молекулах, какие бы формулы ему не приводили, он, наверняка бы, остался при своем мнении. Так и мы – фотон обладает импульсом, энергией скоростью, но только не массой. Знаем, что электрон обладает массой, причем все это знают. Знаем все, кроме ортодоксов, что электрон излучает фотоны. Ну, излучил электрон один фотон, изменил свою скорость, снова придали ему ускорения, он снова излучил какой-то фотон и т.д. Это можно делать в коллайдере без затруднений. И что? Электрон остался таким же после всех излучений? Или энергия улетела, а масса осталась? Удалось в Большом коллайдере выдавить из электрона всю энергию и получить бозон Хиггса?
Видите, какая каша? Пойми, то ли есть эта масса, то ли ее нет, то ли она какая-то не такая. Кто то уже доказал или убедительно предположил, что масса частицы не зависит от ее скорости и является инвариантом. Значит выражение (1) не имеет смысла.
Все стает на свои места, если понять, что фотон обладает массой. Правда это очень маленькая величина и мы ее не можем измерять, как неандерталец не мог измерить испарившееся количество воды. Р.Фейнман в своей КЭД говорит, что сила гравитационного взаимодействия“…между двумя электронами в 1 с 40 нулями раз слабее электрической (возможно, с 41 нулем)”. Сергей Семиков, страстный поклонник эмиссионной теории Вальтера Ритца, в статье “О природе массы и времени” (статья, опубликованная в журнале "Инженер" №5, 2006) пишет:
“Поскольку электрическое взаимодействие F двух электронов сильней гравитационного G в 1042 раз, то примерно столько реонов должен содержать один электрон. В таком случае понятно, почему электрон, постоянно источающий мириады реонов, почти не теряет в весе”.
Реонами он почему-то назвал "частицы, которые переносят электромагнитные воздействия”, по выражению Ритца.
И в это интуитивно хочется верить. Сейчас вряд ли кто считает, что электрон это какой-то монолит. Предположение, что электрон состоит из 100, 1000 или даже миллиона маленьких частичек, тоже не греет душу. Если 100 или 1000 составных частей было бы в электроне, это в чем-нибудь бы да проявилось.
Здравый смысл говорит, что если из чего-то изъяли часть, то оно потеряло часть изъятого. Если это была масса, то ее теперь стало меньше. Не путать с ямой: там выбираем одно, а прибавляется другое. Таким образом, можно предположить, что после излучения фотона (это может быть много квантов) электрон не “потяжелел”, а, напротив, “полегчал”. А при поглощении фотона происходит действительное, а не условное “утяжеление” электрона. Так что масса электрона вполне аддитивная величина. А как вообще можно увидеть это “утяжеление”? Откуда оно могло появиться”? Возможно, это наблюдалось в ускорителе. Если в ускорителе разгонять электрон, то можно заметить, что получение ускорения на одну и ту же величину при скорости 10 км/сек и 1000 км/сек, требует разной мощности для ускоряющего блока. Отсюда легко заключить, что масса электрона возросла. И действительно она возросла только не абсолютно (абсолютно она уменьшилась), а относительно силы, придающей ей ускорение. Как это произошло? Представим плоское, или близкое к этому, электрическое поле, так всегда автоматически получится, если ускоряющее поле больше по площади поля электрона. Оно придает ускорение электрону. После того как излучился фотон часть массы (заряда) потерялась. А заряд распределен в электроне обратно пропорционально квадрата радиуса. В результате этого масса будет убывать медленней, чем поперечное сечение заряда, т.е. электрона. Значит на единицу массы для одного и того же ускорения будет требоваться все большая и большая плотность ускоряющего поля. Отсюда и видимость “утяжеления”. Если бы сила была не распределенной, а точечной, то такой эффект бы не наблюдался. Справедливости ради следует сказать, что все это можно просчитать и подтвердить или опровергнуть эту гипотезу. И это желательно бы сделать, так как дело обстоит очень плохо, особенно в области обучения.
В методическом сборнике «В помощь учителю и студенту» изд.ПОИПКРО, 1998г.,№6,с.106-111.Соавтор Н.В.Рябцева опубликована статья Как возник миф о «релятивистской массе». Там сказано:
“Идея о зависимости массы электрона от скорости его движения была выдвинута Кауфманом в 1896-98гг. Им были поставлены опыты по отклонению катодных лучей в магнитном поле. Естественно, в своих расчетах он пользовался классическими выражениями для импульса и кинетической энергии электрона(до создания СТО пройдет еще 7-9 лет). Расчеты Кауфмана приводили к формуле, из которой следовало, что удельный заряд электрона е/m зависит от его скорости. А так как еще Фарадеем был сформулирован закон сохранения электрического заряда, то Кауфман предположил, что от скорости зависит масса электрона”.
И какой вывод делается из этой цитаты? Не читавший эту статью никогда не угадает. Вывод один – понятие релятивистской массы введено раньше появления СТО. Написавших эту статью не заинтересовало то, что удельный заряд электрона е/m зависит от его скорости. Какие физические явления произошли, что привело к изменению соотношения заряда и массы? Что изменилось в самом электроне? Какая и как воздействовала на электрон сила? Почему решили, что в этом соотношении изменилась масса, а не заряд или и то и другое? Эти и другие вопросы их не заинтересовали. И даже то, что фотон, по их мнению, не имеет массы, принимается как непреложный факт, хотя этому нет никакого обоснования. Слово “релятивистская” воспринимается как “зеленая”, “высокая” или по любому другому. “Релятивистская” значит относительная. Относительная - по отношению к чему? Относительно силы ускоряющей эту массу. Массе не обязательно увеличиваться абсолютно, считая силу постоянной. Масса может абсолютно уменьшатся, но сила может уменьшаться еще быстрее и получится, что масса увеличивается относительно силы. Это и увидел Кауфман, это и подтверждает наличие явления релятивизма массы. Когда в коллайдере или любом другом ускорителе все увеличивают и увеличивают общую мощность, чтобы разогнать частицу, то на долю этой частицы достается все меньше и меньше мощности, и создается впечатление, что ее масса растет.
Прямо диву даешься нашим ученым:
“И только в 1977 году вышел вузовский учебник по СТО В А. Угарова, в котором впервые в нашей учебной литературе не только не использовалось понятие РМ, но и был включен специальный параграф, в котором логически было показано отсутствие всякого физического содержания в РМ. Но школьные и вузовские программы по физике, обширная научно-популярная и всякая другая литература, касавшаяся СТО, продолжали в воодушевлением обсуждать зависимость массы движущегося тела от скорости его движения. Потребовалось вмешательство крупного советского физика-теоретика Л.Б. Окуня, опубликовавшего большую статью в журнале международного класса «Успехи физических наук» под названием «Понятие масса»(1989г.). Затем журнал «Физика в школе» поместил статью одного из авторов данного сообщения под названием «Существует ли релятивистская масса?»(1994г.). Ранее вышло его учебное пособие (Г.А.Розман Специальная теория относительности (1992г). Эти и другие публикации о РМ заставили составителей школьных и вузовских программ и учебных пособий наконец-то исключить понятие РМ. Появились новые школьные учебники («Физика-11» под ред. А.А.Пинского, «Физика-11» под ред.Шахмаева Н.М. «Физика-10» Громова С.В.), излагающих основы СТО на современном научном и методическом уровне.
Будем надеяться, что новое поколение учителей не будет употреблять понятие РМ и физика забудет еще один миф, связанный с толкованием СТО”.
Не знаю, как уважаемый В. А. Угаров логически показал “отсутствие всякого физического содержания в РМ”, но думаю не “логичнее”, чем г-н Розман доказал, что шар в любой ИСО будет выглядеть в виде шара. Не будем разбирать этот пример, только заметим, что логика Розмана заключается в том, чтобы ото всех точек куба сигналы, в глаз или другой регистрирующий прибор, прибыли одновременно, что возможно только с фотографии куба.
Не скоро наше Сколково превратится в Силиконовую долину, если будем учиться по таким учебникам.
