Баллистическая


Проверка баллистического принципа в космосе



жүктеу 8.2 Mb.
бет30/99
Дата04.03.2018
өлшемі8.2 Mb.
1   ...   26   27   28   29   30   31   32   33   ...   99

Проверка баллистического принципа в космосе

– О, баллистика, баллистика!



Жюль Верн "С Земли на Луну"
Выше было показано (§ 2.1.), что радиолокационные измерения в Космосе противоречат второму постулату теории относительности и подтверждают баллистический принцип. Однако эти подтверждения носили случайный, неожиданный для учёных характер. Возможно, лишь поэтому результаты подобных измерений и стали известны. Их просто не успели сразу осознать и скрыть. В то же время было выполнено множество целенаправленных измерений скорости света от космических источников. И вот такие опыты, уже изначально имевшие целью опровергнуть баллистическую теорию, в полном соответствии с задумкой экспериментаторов отвергали БТР и доказывали СТО.

Известен, к примеру, опыт, поставленный А.М. Бонч-Бруевичем. Он сравнивал скорости света, испущенного левым A и правым B краями Солнца (Рис. 63). Поскольку Солнце вращается, то один его край приближается к нам, а другой отдаляется со скоростью v=2,3 км/с, и скорости испущенных ими лучей должны отличаться на 4,6 км/с. Найденные же значения скорости почти не различались, что будто бы говорило против БТР. В опыте скорость света измерялась по времени, затраченному светом на прохождение туда-обратно базовой длины L (Рис. 63.б). Считалось, что первый луч, идущий со скоростью (c+v), пролетев базу, отражается зеркалом назад с той же самой скоростью, проходя весь путь за время t1 = 2L/(c+v), а второй луч, имеющий скорость (c-v), – соответственно за время t2=2L/(c–v). По разнице времён t2 – t1, создающей сдвиг фаз (и оказавшейся равной нулю), и искали разницу скоростей [74]. Причём различие должно было возникать уже в первом порядке малости v/c и теоретически должно было легко обнаруживаться.



Рис. 63. а) по БТР скорость света c, испущенного двойными звёздами или краями Солнца, складывается с их лучевой скоростью ±v; б) установка Бонч-Бруевича для сравнения скорости двух лучей.

При этом молчаливо полагали, что при отражении скорость света не меняется, – как у мячика, имеющего после отскока от стены ту же скорость, что и до удара. Но если после отражения, как это утверждает БТР (§ 1.13.), луч меняет свою скорость с (c+v) на (cv) и наоборот, то полное время движения луча найдётся уже как t1=L/(c+v)+L/(cv), а у луча, испущенного другим краем t2=L/(cv) + L/(c+v). Другими словами, за счёт того, что фазовая скорость света при отражении не меняется относительно источника, по БТР время движения лучей в такой системе одинаково, и опыт ни в коей мере не вредит баллистическому принципу. Кроме того, даже сам Бонч-Бруевич указывает в своей статье [93], что его опыт не противоречит теории Ритца, хотя во всех учебниках почему-то сказано, что он опровергает БТР [74, 136]. Также и большинство других (в т.ч. предлагаемых) экспериментов с использованием зеркал и замкнутым путём луча по той же причине не могут ни доказать, ни опровергнуть БТР.

Впрочем, в опыте, похоже, измерялась даже не фазовая, а групповая скорость света, с которой движется не фаза, а несущие свет реоны. Ведь опыт основан на модулировании луча света по интенсивности и сравнении фазы луча, прошедшего базу, и исходного. А скорость переноса колебаний яркости, скорость переноса информации, - это групповая скорость, которая, как видели, после прохождения светом линз и зеркал становится равна c относительно них, поскольку они выступают как новые источники света. Поэтому свет в установке Бонч-Бруевича, ещё до того как он успевал хотя бы раз пройти базу, утрачивал всякую информацию о скорости источника во время прохождения линз и при отражении зеркалом целостата. Таким образом, опыт теряет всякий смысл, ничего не говоря о влиянии скорости источника на скорость света.

Кроме роли переизлучающих свет зеркал, следует учесть, что свет, входящий в атмосферу Земли, теряет избыточную скорость, приданную ему источником, ввиду переизлучения атомами атмосферы (§ 1.13.). Таким образом, с какой бы скоростью свет ни двигался, он приобретёт в атмосфере скорость с. Поэтому обнаружить разницу скоростей от правого и левого краёв Солнца принципиально невозможно в атмосфере Земли. Чтобы обнаружить разницу, необходимо помещать измерительную установку в вакуум, в космос, причём так, чтобы между источником и приёмником не было никаких линз, зеркал и других переизлучающих сред, иначе вся информация о скорости источника, заложенная в скорости света, будет потеряна. А в опыте Бонч-Бруевича была и атмосфера, и зеркала, и линзы телескопов, через которые проходил свет от Солнца, прежде чем попасть в установку. Поэтому неудивительно, что опыт не смог подтвердить БТР, как не смог и опровергнуть эту теорию.

Интересно, что идея опыта была предложена С.И. Вавиловым, который интересовался историей науки, в частности теорией истечения света Ньютона, Демокрита и, несомненно, знал и стремился проверить баллистическую теорию, а не просто второй постулат СТО. И предлагал Вавилов схему опыта совсем иную - он собирался измерять скорость света, испускаемого каналовыми лучами - быстро движущимися атомами водорода в трубке с высокой степенью разрежения. Такой опыт, действительно, позволил бы проверить и подтвердить БТР, поскольку атомы водорода в каналовых лучах летят со скоростями порядка v=106 м/с, причём свет от них шёл бы в крайне разреженном газе, который не успел бы отнять у света скорость источника. Однако Вавилов вскоре после того как он заинтересовался этой проблемой и предложил данную схему опыта, умер (1951), не дожив до своего 60-летия и предложенная им схема опыта была таким образом видоизменена с подачи Г.C. Ландсберга, что опыт не позволял проверить БТР и даже трактовался как противоречащий баллистической теории, хотя сам Бонч-Бруевич ни о чём таком не говорил [24, 111]. Напротив, он с горечью и стыдом признавался позднее, что, изменив схему установки, не оправдал доверия и надежд С.И. Вавилова, поскольку знал, что измерения по новой схеме ничего не дадут. Каналовые лучи как ключ к спору БТР и СТО интересны ещё и тем, что своим открытием и изучением они обязаны Дж. Томсону и И. Штарку - противникам теории относительности и сторонникам баллистического подхода.

Самое интересное, что эксперимент по схеме Вавилова, похоже, однажды всё же был выполнен в лаборатории ВМФ США. Результаты его были опубликованы, так что о них узнал и Эйнштейн [58, с. 213]. Оказалось, что в катодной трубке, служащей для получения каналовых лучей, были зафиксированы скорости световых лучей до 322000 км/с, что на 22000 км/с выше скорости света c от покоящегося источника и сопоставимо со скоростью света (c+v) от каналовых частиц, если следовать БТР (Рис. 20). Однако научным сообществом и Эйнштейном эти результаты были проигнорированы или же намеренно замяты военным ведомством США, как это полагает Б. Уоллес (§ 2.1.). Вот почему проверка баллистического принципа с помощью каналовых лучей остаётся наиболее простым и перспективным экспериментом для подтверждения БТР. Надо лишь устранить влияние промежуточных отражающих и переизлучающих сред (§ 1.13.).

По той же причине не могут ни подтвердить, ни опровергнуть баллистической теории другие опыты по измерению скорости движущихся космических источников, выполненные в земной атмосфере. Так, по предложению Ла Розы [93] пробовали использовать для проверки БТР схему опыта Майкельсона, применив в качестве источников света движущиеся или вращающиеся с большой скоростью Солнце (опыт Д. Миля), планеты, звёзды (опыт Р. Томашека) [6, 152]. Поскольку в опыте мерялись величины второго порядка малости по v/c, то даже учёт изменения скорости света при отражении от зеркала не помешал бы обнаружить различие в скорости лучей. Тогда опыт действительно получался бы в точности аналогичен опыту Майкельсона, только в качестве неподвижной среды, относительно которой свет имел бы постоянную скорость, играл бы не эфир, а система отсчёта, связанная с источником. И тем не менее все эти опыты тоже не выявили никакой зависимости интерференционной картины от скорости источника света и положения установки. Однако причина этого опять же состояла не в утверждавшейся авторами опытов ошибочности БТР, а в том, что свет, изучаемый в опыте, испускался уже не движущимися источниками, а покоящимися переизлучающими атомами атмосферы, зеркалами оптической системы и линзами телескопов. Прежде чем скорость свет была измерена, он сотни раз успел переизлучиться и преобразоваться на пути следования луча. Исследовался не свет космических источников, а свет неподвижных земных. Уже одна атмосферная рефракция - искривление атмосферой световых лучей звёзд - говорит о том, что мы наблюдаем не исходный свет космического источника, а вторичное излучение атмосферы, идущее в совсем ином направлении.

Впрочем, не всегда для проверки БТР применялись измерения света в земной атмосфере. Порой путь, на котором у лучей, испущенных разными космическими источниками, набиралась разность хода, пролегал и в космосе. Так, для проверки баллистического принципа Е. Александров предлагал использовать цефеиды [14]. Если эти звёзды пульсируют, то от разницы лучевых скоростей в разных участках поверхности разные скорости обретал бы и свет. Это привело бы к "размыву" вспышек цефеид, сделав их для нас незаметными. Но согласно БТР колебания блеска цефеид (§ 2.12.), вызваны не пульсацией, а эффектом Ритца от обращения звёзд в двойных системах, а потому не может быть и разброса скоростей. По иронии судьбы сразу вслед за статьёй Е. Александрова, критикующего БТР, в "Астрономическом журнале" стоит статья Э.Ф. Бражниковой и С.В. Бабинчука, где излагается эффект Барра (§ 2.10.), как раз подтверждающий справедливость БТР в космосе для двойных звёзд, хоть сами авторы об этом не говорят.

Согласно Е.Б. Александрову, колебания блеска цефеид могли бы размываться и за счёт теплового разброса скоростей элементарных атомных излучателей, придающих разные скорости испущенному ими свету [14]. На деле же рассеивающая свет среда должна излучать как одно целое. Важна скорость всей среды, а не отдельных её излучателей. Рассеяние атомами, переизлучающими свет, сглаживает начальный разброс скоростей света. Так, если излучение одного атома рассеивается на двух других, то свет, переизлучённый сближающимся атомом, увеличит скорость на V, а удаляющимся – уменьшит.

От разной скорости волны приходят к новым атомам уже в противофазе и гасят друг друга (Рис. 64). Это произойдёт на таком расстоянии S, на котором разность хода S(c+V)/cS(c–V)/c достигнет половины длины волны λ. То есть 2SV/c= λ/2, откуда S= λc/4V. При средней скорости атомов в звёздных атмосферах V~1000 м/с и длине волны λ~1 мкм это даст S=75 см. Значит, уже объёмы газа с размерами более 1 м должны излучать как одно целое. Волны, излучённые с разной скоростью, будут постепенно гаситься интерференцией, зато волны, излучаемые сходно движущимися атомами будут взаимно усиливаться. В итоге свету передаётся только та скорость атомов, с которой они движутся вместе со средой, и тепловой разброс скорости света отсутствует. Он возможен лишь у разреженных сред и малых объёмов.

Рис. 64. В участке среды усиливается излучение атомов, для которых V=0.

БТР пытались проверить и звёздной аберрацией (§ 1.9.). Известно, что движение Земли с V=30 км/с меняет направление прихода звёздного света на угол α=V/c. Это прямое следствие классического закона сложения векторов скорости света и источника. Но если б скорость света зависела от лучевой скорости v источника, то у разных объектов отклонение α было бы разным: вместо α=V/c нашли бы α=V/(c–v). Впрочем, при имеющихся скоростях звёзд различие углов α вышло бы столь малым, что его и не смогли бы заметить. Ведь даже для быстрейших звёзд со скоростью v~300 км/с, то есть 0,001c, изменение α составило бы одну тысячную. А поскольку угол аберрации α и сам крайне мал – всего 20 угловых секунд, – то его изменение на 0,02'' будет и вовсе незаметно, даже при наблюдении через лучшие телескопы с разрешением в 1''–0,1''.

Впрочем, полагали, что изменение α можно выявить у далёких галактик, которые, как судят по эффекту Доплера, удаляются с огромными скоростями v, сопоставимыми даже со скоростью света c. И всё же для них угол α=V/c оказался тем же, что и для звёзд, свидетельствуя будто бы против БТР [153]. Здесь тоже нестыковка возникала от неверных представлений о космосе. Ведь согласно БТР галактики не разбегаются, а имеют сравнительно небольшие случайные скорости, такие что v/c<<1, тогда как красное смещение вызвано не эффектом Доплера от удаления галактик, а эффектом Ритца от их вращения (§ 2.4.). Поэтому скорость v ничтожная в сравнении со световой очень слабо влияет на скорость идущего от галактик света, отчего аберрационный угол мало отличается от обычного α=V/c.

Итак, явления космоса не противоречат, а скорее подтверждают теорию Ритца. В большинстве же своём постановка и трактовка таких опытов попросту не корректна и не позволяет установить ни справедливость, ни ошибочность БТР. Поэтому нужны новые опыты, скажем, сравнение аберрационных углов звёзд интерференционными методами с их разрешением в 0,001''-0,0001'', которые докажут БТР окончательно. И тогда уже, словно в романе Жюль Верна, отпадут все сомнения в могуществе баллистики.



    1. Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   26   27   28   29   30   31   32   33   ...   99


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет