Результаты, полученные с помощью GPS (GLOBAL POSITIONING SYSTEM) — масштабного проекта спутниковой связи, разработанного Соединёнными Штатами, — ясно показали, что свет может распространяться со скоростями (c+v) и (c−v). Считать, что этот экспериментальный результат ставит под сомнение справедливость двух физических постулатов, выдвинутых Альбертом Эйнштейном, — ошибочно. Эти постулаты лежат в основе современной физики и являются чрезвычайно сильными и обязательными с точки зрения физических законов. Закон Alice по своей сути включает в себя оба этих постулата, легко выражая тот факт, что свет распространяется со скоростями (c+v) и (c−v), и твёрдо отстаивает постулаты, на которых основано его существование. Закон Alice — это новый физический закон. На этих веб-страницах представлено доказательство существования этого нового физического закона.

Доказательство существования Закона Alice полностью основано на двух постулатах, выдвинутых Эйнштейном. Мы представляем развитие доказательства, исходя из этих постулатов.

ЭКСПЕРИМЕНТ 1: Полностью закрытая коробка, внутри которой находится человек. Пока человек спит, коробка начинает двигаться. Она движется по прямой линии с постоянной скоростью (без ускорения). Коробка сконструирована таким образом, что не издаёт ни звука, ни вибрации, по которым можно было бы определить движение. Когда человек просыпается, он не понимает, что коробка движется. Именно в этом и заключается цель эксперимента. Человек не должен знать, движется ли коробка или находится в покое. Он приступает к своему эксперименту.

Он отмечает центральную точку коробки (точка O). Затем он одновременно испускает два луча света из точек A и B, которые представляют переднюю и заднюю части коробки, и измеряет время, за которое свет достигает точки O. Оба луча достигают точки O ОДНОВРЕМЕННО.

Референсная фигура

Человек записывает результат своего эксперимента:

ИЗМЕРЕНИЕ 1: В эксперименте, проведённом внутри коробки, я измерил скорость света как "c". Световые лучи, испущенные одновременно из точек "A" и "B", достигли точки "O", центральной точки коробки, ОДНОВРЕМЕННО. Полученный мной внутри коробки результат совпадает с измерениями, проведёнными снаружи.

Описанная выше ситуация является примером первого из двух постулатов Эйнштейна. Первый постулат формулируется следующим образом:

Принцип относительности: Законы физики справедливы во всех инерциальных системах (движущихся по прямой линии с постоянной скоростью).

Другими словами, если мы проводим эксперимент в покоящейся системе, то получим тот же результат, если повторим его в системе, движущейся с постоянной скоростью в том же направлении. В приведённом выше эксперименте человек получил тот же результат. С этого момента мы будем развивать всё, исходя из описанного выше случая. Поскольку результат, полученный человеком в коробке, служит отправной точкой для ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ЗАКОНА ALICE, он обозначается как "ИЗМЕРЕНИЕ 1".

Человек по телефону внутри коробки сообщает свои результаты другу снаружи и говорит: «В этой неподвижной среде, в которой я нахожусь, я провёл эксперименты и определил скорость света как "c". Это значение такое же, как и то, которое я измерил вне коробки». Его друг отвечает: «Коробка, в которой ты находишься, не неподвижна. Она движется с постоянной скоростью по прямой линии».

Человек в коробке удивлён, узнав, что он движется. Он уверен, что провёл эксперименты без ошибок. Однако есть странная ситуация, которую он не может объяснить. Если коробка действительно движется, то лучи света, испущенные одновременно из точек A и B, должны достигать центральной точки коробки в разное время. Но в его экспериментах этого не произошло. Несмотря на уверенность в своих результатах, он начинает сомневаться. Он берёт пилу и делает большое окно в боковой стенке коробки. Он видит, что коробка действительно движется. После этого он решает повторить эксперименты. Но на этот раз, перед началом, он делает несколько окон по бокам коробки. Затем, пока коробка движется, он идеально повторяет свои эксперименты. Он получает те же самые результаты, что и в первом эксперименте.

Человек записывает результат: «Скорость распространения света внутри коробки не зависит от скорости коробки. Кроме того, нет различия между внутренней и внешней частью коробки. Потому что даже то, что я сделал много окон по бокам коробки, не изменило результат. Следовательно, я могу сказать, что скорость света не зависит от скорости объектов». Второй постулат, предложенный Эйнштейном:

Универсальная скорость света: В вакууме скорость света одинакова для всех инерциальных наблюдателей, независимо от движения источника, наблюдателя или предполагаемой среды.

Результат, полученный в этом теоретическом эксперименте, невозможно опровергнуть.

Теоретический эксперимент был построен с использованием средних точек обеих коробок в качестве опорных. Поэтому предположение о том, что длина объектов уменьшается при увеличении скорости, не изменяет результата, так как обе коробки движутся с одинаковой скоростью.

Проблема сформулирована следующим образом: имеются две совершенно идентичные коробки, внутри каждой находится человек. На передней и задней сторонах коробок есть небольшие отверстия, через которые может проходить свет.

1) Обе коробки движутся навстречу друг другу с ОДИНАКОВОЙ СКОРОСТЬЮ. Из задней части каждой коробки выходит световой луч, следуя за движущейся впереди коробкой. (Фигура 1)

 
Фигура 1

2) Момент попадания света в коробки настроен таким образом, что, когда коробки проходят мимо друг друга и их СРЕДНИЕ ТОЧКИ (O и O') совпадают, луч света достигает задней части коробки, за которой он следовал. То есть, в тот самый момент, когда луч B входит сзади в первую коробку, луч A, движущийся навстречу, входит спереди в ту же первую коробку. Эта же ситуация справедлива и для второй коробки. (Фигура 2)

Фигура 2

(На практике, условие, показанное на Фигуре 2, никогда не может быть выполнено из-за Общей Теории Относительности. Однако способ постановки задачи достаточен для того, чтобы привести нас к нужному выводу. Причина, по которой условие на Фигуре 2 недостижимо, содержится в самом результате данного теоретического эксперимента.)

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА

Относительно конечного положения световых лучей внутри коробок мы можем логически рассуждать следующим образом:

Когда свет, вошедший в переднюю часть первой коробки, достигает её задней части, свет, вошедший в переднюю часть второй коробки, одновременно достигнет и её задней части. Поскольку коробки движутся в противоположных направлениях, свет, вошедший в заднюю часть, ещё не достиг передней части. (Фигура 3)

Фигура 3

Но правильна ли наша логика? С точки зрения внешнего наблюдателя, как и в текущей ситуации, можно подумать, что это рассуждение верно. Однако законы физики говорят нам, что такое мышление не полностью отражает реальность природы. Ведь перед нами Постулат 1 и Постулат 2. Согласно ИЗМЕРЕНИЮ 1, наблюдатели внутри коробок определяют, что свет вошёл через передние и задние отверстия их коробок ОДНОВРЕМЕННО, и что оба луча также ОДНОВРЕМЕННО достигли противоположных сторон коробки. То, что кажется правильным внешнему наблюдателю, на самом деле не соответствует восприятию наблюдателя внутри коробки.

Теперь давайте изобразим события, происходящие после того, как свет достиг коробок, с помощью рисунков. 

В этом теоретическом эксперименте невозможно утверждать, что результат является ошибочным, опираясь на существующую Общую Теорию Относительности. Читатели без физического образования поймут приведённую ниже логику, когда будут читать последующие разделы.

1) Для одной коробки условие, представленное на Фигуре 2, всегда выполняется.

2) Обозначим переднюю и заднюю части обеих коробок как A', A'' и B', B''. Даже если предположить, что обе коробки испытывают сокращение длины, это сокращение будет одинаковым вдоль направления движения. Когда A' и A'' совпадают, B' и B'' также совпадут. (Фигура 5)

Фигура 5

3) Если при условии «Фигура 2 = Фигура 5» один из наблюдателей в коробках зафиксировал свет в позициях A и B в пространстве, то по Общей Теории Относительности другой наблюдатель не сможет зафиксировать этот же свет. Следовательно, для второго наблюдателя свет не находится в позициях A и B.

4) Если оба наблюдателя зафиксировали свет, тогда, согласно Общей Теории Относительности, коробки не могут находиться в одной и той же пространственной позиции вдоль направления движения. Отсюда мы приходим к тому же выводу: для каждого наблюдателя свет находится в разных точках пространства.

5) Если утверждается, что сокращение длины коробок относительно друг друга не является одинаковым (то есть одна из коробок рассматривается как покоящаяся система отсчёта, несмотря на движение обеих), тогда, поскольку условие Фигуры 2 справедливо для одной коробки, мы получаем ситуацию, изображённую на Фигуре 6. Тогда возникает вопрос: какой из наблюдателей увидел свет? Даже если один или оба наблюдателя зафиксировали свет, он всё равно находится в разных точках пространства для каждого из них.

Фигура 6

Как видно, невозможно опровергнуть результат, полученный во Втором эксперименте, опираясь на Общую Теорию Относительности. Таким образом, мы доказали, что свет может находиться одновременно в разных точках пространства. Это доказательство заложило основу для объяснения (c+v) и (c−v).

Проведение эксперимента: Две абсолютно идентичные коробки движутся навстречу друг другу с постоянной скоростью. На передней и задней сторонах коробок имеются отверстия, через которые может проходить свет, и в каждой коробке находится наблюдатель. Разность в скоростях коробок не имеет значения. В момент, когда средние точки обеих коробок выравниваются (точка O), световые источники A и B, расположенные на равном расстоянии от этой точки, активируются одновременно. (Фигура 7)

Фигура 7

Развитие событий для обеих коробок показано на следующем графике: это график путь–время и он представляет собой единственную ситуацию, которая соответствует обоим постулатам. (Фигура 8)

Фигура 8

Ход событий:

t1 — В момент, когда средние точки обеих коробок совпадают, источники света A и B активируются одновременно.

t2 — Световые лучи, движущиеся с обеих сторон, одновременно достигают передней и задней сторон коробок. В этот момент пространственные положения коробок различны. Наблюдатели внутри фиксируют одновременное попадание света с обеих сторон.

t3 — Свет, вошедший в коробки, одновременно достигает их центральных точек.

t4 — Свет одновременно достигает противоположных сторон коробок.

«Эксперимент 2», являющийся доказательством существования Закона Alice, по сути является подтверждением Постулатов 1 и 2. Каждый наблюдатель измеряет скорость света как c внутри своей коробки. Кроме того, чтобы оба наблюдателя могли видеть, что свет был зажжён одновременно, существует только одно возможное условие: момент, когда средние точки коробок совпадают (точка O), и источники света находятся на одинаковом расстоянии от этой точки. Результат: (c+v)(c−v).

Эксперимент 2 — это доказательство существования Закона Alice.

(c+v)(c−v) существует в природе.

Скорость света относительна.

ИССЛЕДОВАНИЯ, ОБНАРУЖЕННЫЕ В РЕЗУЛЬТАТЕ МОИХ ПОИСКОВ
И, ВОЗМОЖНО, ИМЕЮЩИЕ ОТНОШЕНИЕ К ТЕМЕ