1. Wstęp – Czy Einstein popełnił błąd?
Mija właśnie 100 lat od opublikowania przez Einsteina pierwszych prac z Teorii Względności. Po początkowych sukcesach STW a następnie OTW nastąpił zastój trwający praktycznie do dziś. Nie udało się ujednolicić oddziaływań grawitacyjnych i elektromagnetycznych pomimo, że podobieństwo i obiecująca koncepcja połączenia oddziaływań pojawiła się na początku lat dwudziestych XX wieku [3], nie udało się połączyć Teorii Względności i Mechaniki Kwantowej. Dodatkowo Teoria Względności jest na tyle niejasna, że wielu fizyków nie interpretuje jej właściwie czego rezultatem są rozmaite zadziwiające paradoksy [4]. Można oczywiście twierdzić, że rzeczywistość fizyczna jest tak złożona, że postęp wymaga długich prac. Jednak zamierzam postawić tezę, że przyczyną tych niepowodzeń jest błąd tkwiący u podstaw Teorii Względności.
Istota błędu Einsteina:
Einstein opisując czasoprzestrzeń założył, że:
- Rzeczywistość jest czterowymiarowa
- Czwartym wymiarem rzeczywistości jest czas, jaki mierzy obserwator
Einstein mógł popełnić błąd przy założeniu numer 2 – przyjmując jako czwarty wymiar czas. Założenie to Einstein przyjął a priori bez żadnych dowodów, mimo, że jest inna możliwość opisu czwartego wymiaru za pomocą czasu.
Dlaczego założenie Einsteina mogło być błędne?
Z matematycznego punktu widzenia, aby opisać czwarty wymiar przy pomocy czasu wystarczy, aby czas był nachylony do trójwymiarowej przestrzeni pod dowolnym niezerowym kątem – rys. 1.1. W tym przypadku czwarta współrzędna punktu w czterowymiarowej przestrzeni jest równa czasowi pomnożonemu przez cosinus kąta między osią czasu a osią dodatkowego czwartego wymiaru.
Rys. 1.1 Dodatkowy czwarty wymiar (prostopadły do trójwymiarowej
przestrzeni) można opisać wektorem czasu nachylonym po dowolnym niezerowym
kątem do trójwymiarowej przestrzeni (na rysunku zmieściły się jedynie 2 wymiary
przestrzenne). Współrzędna mierzona
wzdłuż tego dodatkowego czwartego wymiaru jest równa współrzędnej mierzonej
wzdłuż wymiaru czasowego, pomnożonej przez cosinus kąta między osią czasu a
osią dodatkowego czwartego wymiaru – na rysunku kąt a.
Z kolei założenie, że to czas jest czwartym wymiarem oznacza, że wymiar czasowy jest prostopadły do trzech wymiarów przestrzennych – rys. 1.2. W takim przypadku czwarta współrzędna punktu w czterowymiarowej przestrzeni jest równa czasowi – oś dodatkowego czwartego wymiaru pokrywa się z osią czasu.
Rys. 1.2. Przyjęcie osi czasu jako prostopadłej do trójwymiarowej przestrzeni
jest szczególnym przypadkiem sytuacji przedstawionej na poprzednim rysunku
(rys.1.1) Oś czasu pokrywa się teraz z osią czwartego wymiaru tworzącego
rzeczywistość (czas jest teraz czwartym
wymiarem tworzącym rzeczywistość).
Założenie, że czas jest prostopadły do trójwymiarowej przestrzeni - rysunek 1.2 - jest szczególnym przypadkiem sytuacji przedstawionej na rysunku 1.1.
Ten szczególny przypadek został wybrany przez Einsteina a priori, bez przeprowadzenia jakiegokolwiek dowodu czy analizy alternatywnego rozwiązania i to właśnie mogło być błędem Teorii Względności.
W kolejnych rozdziałach przedstawię alternatywny model czasoprzestrzeni zgodny z sytuacją przedstawioną na rys. 1.1. Nowy model czasoprzestrzeni opisuje rzeczywistość w sposób znacznie prostszy niż TW a efekty relatywistyczne są bardziej zrozumiałe, ponieważ nie są one teraz zmianą faktycznych właściwości ciał (jak to było w TW) a jedynie wynikiem specyficznego sposobu prowadzenia obserwacji. Ponadto z nowego podejścia wynikają pewne różnice w stosunku do przewidywań „klasycznej” Teorii Względności i konkretne zjawiska, które już teraz mogą być sprawdzone doświadczalnie prawdopodobnie na podstawie istniejących wyników doświadczalnych. Jeśli ktoś z szanownych czytelników ma dostęp do takich danych będę wdzięczny za kontakt.
Niezależnie od tego, czy ktoś się będzie zgadzać z proponowanym tu podejściem, czy nie to dopiero analiza wyników doświadczalnych pozwoli dać ostateczną odpowiedź na moje pytanie:
Czy Einstein popełnił błąd przyjmując czas jako czwarty wymiar
rzeczywistości fizycznej?