Как легко и просто понять теорию относительности

ВО-ПЕРВЫХ: например, можно рассуждать так.
Пусть в каком-то месте с определёнными координатами в некий момент времени произошло некое событие. А потом в другом месте и в другой момент времени произошло другое событие.
Расстояние между этими местами можно определить по теореме Пифагора как квадратный корень из суммы квадратов разностей координат. Координат будет три, так как наше пространство пока 3-х мерное.

Но чтобы учесть ещё и времена  событий введём четвертую (временнУю) координату, но мнимую. Так что время равное "t" на этой координате получит значение:  "ict", где "c" – скорость света, Откуда здесь вылезла скорость света? Надо! Во-первых, чтобы получилась размерность длины, да и потом пригодится.

Если кто-то заскучал, то можно переходить к разделу "лирическое отступление" или сразу к "во-вторых".

Ну а разность квадратов времён между событиями по этой координате получится отрицательной, так как i – мнимая единица, так что i*i=-1. Вот, если из суммы этой отрицательной величины и квадрата расстояния между событиями, извлечь квадратный корень, то и получим так называемый пространственно-временной интервал между двумя событиями. Он может быть вещественным или мнимым. Иногда пишут наоборот, значение квадрата разности времён с плюсом, а квадраты разностей координат с минусом.

Вот это 4-х мерное мнимое пространство (3 простанственных+1 мнимое временнОе измерения) и является пространством Минковского (ПМ). Хотя придумал его Пуанкаре. А интервал, это его метрика, т.е. способ вычисления длины в этом пространстве.

Пусть имеем две ИСО движущиеся относительно друг друга так, что направления их осей совпадают. И будем наблюдать интервал события между излучением импульса света из одной точки и его приходом в другую. Поскольку расстояние проходимое светом за время "t" между событиями равно расстоянию между точками, интервал будет равен нулю.

ПОСТУЛИРУЕМ, что скорость света одинакова в любой ИСО.

Поскольку скорость света одинакова в каждой ИСО, интервал будет нулевой и в другой ИСО. Следовательно, величины интервала, вычисленные в разных ИСО, будучи величинами одного порядка, должны быть пропорциональны. А ввиду однородности пространства  интервал не может зависеть от времени и координат, а значит должен зависеть только от абсолютной величины относительной скорости этих ИСО.

Остаётся, ещё возможность интервалу события, вычисленного в разных ИСО, зависеть от угла между направлением скоростей их движения. Однако, ввиду изотропности пространства, т.е. равнозначности любого в нём направления, интервал, вычисленный в любой ИСО, не зависит от направления её движения.

А значит и интервал вычисленный в разных ИСО, не зависит от угла между их скоростями. Отсюда следует, что интервал некоего события, вычисленный в любой ИСО, имеет одинаковое значение. Это называется инвариантностью пространственно-временного интервала, учитывая что "c"–const. Где вы тут видите эфир? Вот наука его и не признаёт.

Я просто пересказываю из Л.Д.Ландау и Е.М.Лифшиц "Теоретическая физика т.2, Теория поля", стр. 12-16. Может и напутал чуток.
Вот и всё – остальное дело техники. Математики это умеют. Отсюда точно получится вся теория относительности со всеми её феноменами. Я покажу (процитирую из того же источника), как это делается в статье "Постоянство пространственно-временного интервала" http://proza.ru/2024/09/25/333.

ЛИРИЧЕСКОЕ ОТСТУПЛЕНИЕ.
Можно, конечно, спросить "а какое отношение это ПМ имеет к нашей реальности"? Ответ: оно её описывает! Согласуется с опытом Майкельсона, описывает сокращение длин и замедление времени, о которых уже говорили Лоренц и другие.
Вопрос: "почему"? Ответ: это неправильный вопрос. Наука должна уметь описывать "как", а не заниматься выяснением "почему".

Ещё Ленин боролся с этим "махизмом", см. "Марксизм и эмпириокритицизм - кто прав, кто неправ" http://proza.ru/2016/05/02/1470. И, увы, тоже принимал свои ментальные представления за объективную реальность.

Конечно СТО возникла не с этого. Во-первых, все были уверены, что эфир есть, а по нему свет и распространяется волновым образом. Гюйгенс и Максвелл убедили. И практически все формулы СТО были выведены Пуанкаре и Лоренцем, подразумевая существование эфира.

И тут Эйнштейн в 1905г. провозглашает "принцип относительности" (Пуанкаре аналогичный свой вывод назвал "постулат относительности"), что в любой ИСО и скорость света, и всё остальное одинаково, так что нет нужды пытаться выводить всё из эфира, а следовательно он и не нужен (а вот такого Пуанкаре не говорил).

И когда в 1907г. Минковский всё описывает в своём без эфирном ПМ, то СТО Эйнштейна каким-то образом становится непререкаемой истиной, хотя большинство учёных были против. Даже Эйнштейн вначале жаловался, что так почти перестал понимать свою теорию.

Но видимо влиятельным математикам-теоретикам ПМ как раз весьма импонировало – какое роскошное и загадочное "новое платье" для физических теорий! Или что-то иное повлияло?

Зато философы, особенно в СССР, были в восторге. Вот же доказательство перехода количества в качество! При малых скоростях – физика Ньютона, а при больших – другая, Эйнштейна. Хотя и могли бы сообразить, что физика Ньютона просто отменяется, при любых скоростях

ВО-ВТОРЫХ: а почему бы не вывести всю эту СТО исходя из существования эфира? Лоренц, увы, слишком акцентировал существенность тут электромагнитных полей, чем сузил применимость своей теории. Да и математически его теория была не простой.

Будем исходить из того, что никакая классическая механика не отменяется. Вспомним, что все вещественные тела состоят из молекул и атомов, которые между собой связываются и удерживаются вместе физическими полями. А сами эти поля существуют в эфире и в нём же распространяются с определённой скоростью, совершенно не завися от движения породившего их источника. Допустим, со скоростью света (которая в разных областях эфира может быть различной).

А теперь пусть это тело станет двигаться в эфире. Теперь воздействие полей между атомами станет зависеть от скорости движения. Действие от переднего атома достигнет заднего быстрее, так как тот двигается ему навстречу. Зато действие к атому, который впереди по ходу движения, станет идти дольше, так как оно будет его догонять.

И это приведёт к тому, что все процессы в теле, движущемся относительно эфира, станут происходить несколько замедленно. В итоге, взаимный обмен атомов воздействиями станет дольше. Действительно, если тело будет двигаться со скоростью света, то воздействие от задних атомов никогда не догонит передних, так как те с такой же скоростью убегают. Все процессы в движущемся теле остановятся. А ведь по СТО так и должно быть – время у движущегося тела замедляется, а при его скорости равной световой – останавливается.

А что же будет происходить с движущимся телом? Ведь теперь времена воздействия между атомами поперёк движения станут другими, чем между атомами вдоль траектории движения. Тело как бы должно разрушиться или как-то деформироваться. Естественно, оно предпочтёт деформироваться, потому что поля, которые скрепляли атомы, теперь просто укажут им другие места.

И эти новые места атомов будут как раз такие, чтобы времена взаимодействия, как с атомами поперёк движения, так и с передними и задними атомами, стали одинаковы. Как это и было, когда тело не двигалось. Тем самым сохранится целостность тела. А эти новые места легко вычислить. И оказывается, чтобы целостность движущегося тела не нарушилось, оно должно сжаться вдоль траектории, как и следует по формуле Лоренца.

Время взаимодействия, это сумма времён, когда воздействие от какого-то атома дойдёт до соседнего, а затем от него вернётся к первому. Оно, естественно, равно времени взаимодействия и второго с первым. И вот эти времена взаимодействия в теле, сократившемся по Лоренцу, будут одинаковы во всех направлениях для атомов, которые, когда тело не двигалось, располагались на поверхности некоей сферы (в сферическом слое), а при движении тела они же останутся на том же слое бывшей сферы, но уже сжавшейся по Лоренцу в эллипсоид.

Если бы мы затеяли эксперимент в ИСО по измерению скорости света, посылая импульсы от источника на окружающую его сферу известного радиуса и засекая время их возврата после отражения, то и при движении ИСО мы получили бы по любому направлению тот же самый численный результат, что и в покое. Что и происходило в опыте Майкельсона.

Это потому, что и сама сфера сжалась бы в эллипсоид, и потому что суммарное время движения импульса туда и обратно увеличилось, и потому, что в эталонах длин и времени происходили бы те же самые физические процессы, и они бы так же сокращались, а эталонное время точно так же замедлилось бы.

Поскольку и внутри атомов электроны удерживаются полями, и внутри ядер тоже поля с тем же эфиром, то значит и атомы, и всё, что внутри них, тоже должно сократиться по Лоренцу вдоль траектории. И в эталонных часах так же должно замедлиться время. Будь они хоть цезиевыми часами.

Вот этот физический механизм и обеспечивает так называемое "постоянство скорости света". Как видим, ничего постулировать не нужно, достаточно просто правильно рассчитать, что происходит при движении тела в эфире. И ясно, что в любой ИСО эта измеренная скорость света будет численно равна его скорости собственно в неподвижном эфире.

Отмечу, что релятивистские феномены здесь продемонстрированы для наглядности на примере тел из молекул и атомов. Но фактически те же рассуждения годятся и при описании движения структурных отличий в состояниях собственно эфирных полей, не обязательно связанных с вещественными частицами.

Итак, СТО – это та же классическая механика, только с учётом движения через неподвижный эфир посредством которого передаются полевые воздействия.

И теперь нет оснований возглашать о "предельности" скорости света. Она может зависеть от физического состояния эфирной среды. Именно эфир позволяет легко и просто объяснить все феномены теории относительности. Математические доказательства вышесказанного приведены мною в статьях "Материалистические причины сокращения Лоренца в ТО" http://proza.ru/2024/09/22/1093 и далее по ссылкам.

А теперь вопрос к "ортодоксам" настаивающим на отсутствии эфира. Чем можно доказать истинность именно гипотезы, озаглавленной "во-первых", отрицающей эфир и ничего не объясняющей? Разве не более предпочтительна гипотеза, озаглавленная "во-вторых" и которая объясняет буквально ВСЁ?

Ведь в рамках СТО они обе приводят к одним и тем же формулам. Но второй гипотезе не требуются "костыли" в виде постулатов постоянства скорости света или принципа относительности. Буду весьма признателен, если кто сможет отыскать и показать ошибку в вычислениях. Обязательно постараюсь исправить.

Поскольку оказалось, что мнимое пространство Минковского для обоснования СТО совершенно излишне – то нет необходимости вообще признавать существенность его места в теоретическом описании мироздания – разве только в качестве средства в отдельных случаях упрощающего вычисления. Кстати, Пуанкаре говорил, что "перевод физики на язык четырёхмерной геометрии повлечёт за собой слишком большие усилия с весьма ограниченной пользой".

Следовательно, не может быть и речи о неких искривлениях в пространстве Минковского, якобы концептуально что-то выражающих и к чему-то приводящих. Так что теоретикам, знания и труд которых я очень уважаю, есть смысл и возможность придумать что-то другое.