Рассмотрим, например, парадокс одновременности. Пусть две ИСО представляют собой скользящие друг относительно друга линейки. На каждой из линеек установлены «столбы» с указателем расстояния от некоторого начала отсчета и с установленными на них часами. Пусть синхронизация часов и разметка линеек производятся внутри каждой ИСО самостоятельно по следующим правилам, базирующимся на принципе постоянства скорости света в любой ИСО:
1) расстояние до столба равно половине интервала времени, за который свет проходит до столба и обратно, умноженной на скорость света;
2) для синхронизации часов, установленных на столбах, нужно на каждом столбе установить среднее значение между моментами излучения светового сигнала из точки начала отсчета и приема отраженного от часов сигнала.
Легко заметить, что независимо от того, одинаковы или нет масштабы времени в этих ИСО, понятие одновременности является абсолютным: два события, одновременные в одной ИСО, будут одновременными и в другой. Это противоречит тому, что следует из преобразований Лоренца. Если же принять, что в двух ИСО темпы хода часов одни и те же, то и масштабы расстояний в обеих ИСО будут одинаковы, что тоже противоречит преобразованиям Лоренца. Поэтому, если присягнуть следствиям из преобразований Лоренца, то придется согласиться с тем, что в двух ИСО либо темпы хода часов различны, либо постоянство скорости света «какое-то не такое». На наш взгляд, имеет место и то, и другое.
ВОЗВРАЩЕНИЕ ЭФИРА
Постулаты об эфире. Вернемся к началу 19-го века, т. е. будем считать, что пространство заполнено неподвижным эфиром. Примем два постулата об эфире, который является средой распространения света.
1. Постулат о распространении света. Скорость света постоянна относительно эфира, т. е. не зависит от движения источника.
2. Постулат о часах. Темп хода стандартных часов уменьшается с увеличением их скорости относительно эфира в соответствии с упомянутым ранее релятивистским коэффициентом. Хотя механизм этого эффекта нам неизвестен, но его физическая природа ясна: темп часов тем меньше, чем сильнее их обдувает «эфирный ветер». Назовем этот эффект хронофизическим.
Систему отсчета, неподвижную относительно эфира, назовем абсолютной или A-системой. Существенно то, что если координаты и моменты времени событий определять в A-системе, то классическая кинематика, полностью сохраняет свою силу.
Рассмотрим теперь известный в классической физике эффект Доплера. Если источник периодического сигнала и его приемник движутся с некоторыми скоростями относительно эфира, то в А-системе справедлива классическая «акустическая» формула Доплера, связывающая период на приемнике с периодом источника. Если теперь, опираясь на постулат о часах, по известным абсолютным скоростям источника и приемника пересчитать их периоды к собственному времени каждого из них, то получим известную в СТО релятивистскую формулу для эффекта Доплера. Из анализа этой формулы следует, что никакими опытами определить скорости источника и приемника относительно эфира невозможно, так как отношение периодов в релятивистской формуле оказывается связанным не через абсолютные скорости источника и приемника, а через относительную релятивистскую скорость. Оперировать можно только относительными скоростями. Можно сказать, что постулат о часах релятивирует эфир.
Информационное соглашение. Пусть произошло некоторое событие. Рассмотрим теперь две ИСО, движущиеся относительно эфира, и найдем соотношения, которые связывают пространственные координаты и момент времени события в одной системе с таковыми в другой системе. Для этого двух постулатов об эфире недостаточно, так как требуется еще иметь процедуру, с помощью которой оцениваются момент времени события и расстояние до него от начала отсчета.