Выступления по этой статье:
Выступление от 07.10.2017, Брейтерман Хаим, ИзраильВыступление от 04.10.2017, д-р Коллендер Борис,
Выступление от 04.10.2017, доктор Розенберг Семен, Израиль
Выступление от 19.09.2017, д-р Ейльман Леонид, Соединённые Штаты Америки
Выступление от 19.09.2017, доктор Розенберг Семен, Израиль
Ответ автора от 03.09.2017, Д-р физ-мат наук Книжник Генрих, Россия
В редакцию пришло письмо
Здравствуйте, уважаемый Исаак!
Удивительно то, что на семинаре, в работе которого принимает такое большое количество физиков, в последнее время совершенно отсутствуют работы по физике. Мне хотелось бы восполнить этот недостаток и предложить такую работу. Мне кажется, что обращение к опыту Майкельсона не будет анахронизмом и, возможно, даст пищу некоторой дискуссии. Сам я не вижу возражений против высказываемых мыслей, но, возможно, их найдут другие.
С наилучшими пожеланиями, Миркин.
Действительно, эта статья вызвала интерес и определённые возражения рецензентов. Часть замечаний была учтена автором. Часть замечаний вызвала его несогласие. Мне кажется, что эта дискуссия и, возможно, последующий обмен мнениями будет интересен коллегам, интересующимся вопросами физики.
Редактор Исаак Сокол.
Обоснование странной формы статьи.
Когда я в первый раз посылал свою статью руководителю семинара, то сопроводил ее словами, что сам не могу найти ошибку в своих рассуждениях и хотел бы, чтобы возможные ошибки нашли другие. Вообще, уже на протяжении лет десяти, когда мне впервые пришла в голову мысль, что эфир существует и состоит он из частиц одинакового электрического заряда во всей Вселенной, я пытаюсь услышать какое-либо физическое опровержение этой идеи (сам я усиленно занимался тем, что искал такое опровержение). Однако практически единственным аргументом против были слова, что другие делают не так, как я. Но за всю историю науки и вообще человеческой цивилизации не было еще ни одной новой идеи, против которой не возражали бы подобным образом.
Руководитель семинара отдал статью на рецензию и затем попросил учесть замечания рецензентов. Рецензии были короткими и имели отрицательный акцент, но, на мой взгляд, практически не содержали физической аргументации. Однако, они выявили ряд весьма важных вопросов, которые, наверное, следует осветить. А также то, что некоторые моменты в объяснениях, которые мне кажутся достаточно очевидными, требуют более детального пояснения. Чтобы читателям и мне было бы легче ориентироваться в материале, я решил совместить свою изначальную статью с пояснениями, сделанными в качестве ответа на рецензии.
Сначала о названии, которое показалось одному из рецензентов странным. «Отмечу, что заглавие довольно странное для научного доклада. В чьих силах измерять физический опыт?» Я не думаю, что нам следует измерять силу физического опыта. Просто в человеческой практике существует понятие «форс мажора», или по-русски «обстоятельства непреодолимой силы», когда происходят события, которые мы не можем предотвратить никакими человеческими силами. Существующая интерпретация опыта Майкельсона практически уже стала таким обстоятельством: вы можете приводить любые аргументы, но вам в ответ с возмущением на лице будут говорить: «А вы знаете, что опыт Майкельсона ...» Выбор названия был определен еще одним обстоятельством. Если бы я писал статью в русле обычных представлений, то назвал бы ее «121-ый эксперимент, доказывающий, что эфира нет». Но, поскольку пришлось писать нечто, идущее в разрез с существующим мнением, то мне нужно было «цепляющее» название (для скромности я поставил знак вопроса). Реакция рецензента показывает, что я был прав.
Чтобы читателю было легче разобраться. Основной (изначальный) текст моей статьи изложен обычным шрифтом, вопросы и замечания рецензентов подчеркнуты, мои ответы даны более крупным наклонным шрифтом.
Аннотация.
В работе показано, что почти «отрицательные» результаты опытов Майкельсона-Морли-Миллера и всех последующих экспериментов вызваны тем, что выбранные эталоны размера и времени изменялись практически синхронно с измеряемыми параметрами. То есть, все «старые» опыты и современные эксперименты в принципе не могли ответить на вопрос о существовании эфира. Кроме того, даже в самых первых экспериментах уже присутствовал результат, который следовало бы интерпретировать, как наличие эфира.
В конце 19-ого начале 20-ого веков были проведены эксперименты Майкельсона-Морли-Миллера, результаты которых «позволили» сообществу ученых заявить об отсутствии светоносного эфира. То есть, данные эксперименты явились краеугольным камнем на пути развития физики, повернув (именно, повернув) ее в том направлении, в котором она сейчас и развивается. Опасность выбора единственного «правильного» направления заключается в том, что по сути весь ученый мир стал заложником данного решения, поскольку даже трудно себе представить (хотя представить-то как раз легко, только не хочется), что произойдет с наукой, если все-таки окажется, что опыты были ошибочны. Такая ситуация выглядит катастрофой, рушащей современную идеологическую основу физики (хотя парадокс в том, что именно эфир мог бы быть идеологической основой, а сейчас «основой» является его отсутствие да и вообще отсутствие чего бы то ни было). Наверное, поэтому (понимая шаткость ситуации) до настоящего времени проводятся подобные эксперименты: один из них описан в работе [1], в которой дан точный перевод короткого сообщения, опубликованного ранее в Physical Review Letters. Подобные эксперименты поддерживают в нас иллюзию, что увеличение точности и сложности эксперимента гарантирует нам правильность выбранного решения.
В интернете (ну не в научных же журналах) существует множество работ, в которых авторы стараются выявить методологические ошибки опытов Майкельсона (обобщающее название), но содержание данных работ не в состоянии поколебать мнение ученых, что Майкельсон доказал отсутствие эфира.
Вот здесь я прервусь из-за замечания рецензента «Автор пытается доказать, что общепринятая интерпретация опытов Майкельсона-Морли ошибочна, и из неё не следует доказательство отсутствия светоносного эфира. «В интернете (ну не в научных же журналах) существует множество работ, в которых авторы стараются выявить методологические ошибки опытов Майкельсона (обобщающее название), но содержание данных работ не в состоянии поколебать мнение ученых, что Майкельсон доказал отсутствие эфира» - пишет автор. Удивляет отношение автора к научным журналам».
А почему удивляет? Назовите мне любой научный журнал от Nature и УФН до отраслевых журналов, которые не всем доступны, в которых бы публиковались статьи с негативным отношением к опыту Майкельсон (а ведь таковых множество, и не все они низкого качества). И, несмотря на огромные заслуги этих журналов, это не делает им чести. А почему оригинальные статьи Максвелла, Майкельсона и Миллера (в переводе) опубликованы не в этих журналах, а книге Ацюковского, который придерживается теории эфира? Думаю, что подавляющее большинство физиков (особенно теоретиков) об этих опытах знает уже через десятые руки. Тем более, что эксперимент в университетах и институтах — это «Золушка» науки (нам преподают лишь идеологически чистое описание, которое вовсе не отражает трудности постановки и проведения экспериментов). Вот поэтому практически никто не умеет интерпретировать их результаты.
В религии (по крайней мере, в католицизме), которую наука презрительно называет догматической, есть понятие «адвокат дьявола». Например, при канонизации святого, или признании чуда назначается священник, который обязан (обязан) искать опровержения общепринятым представлениям. Так церковь пытается бороться со своим догматизмом. В науке нет ничего подобного. Я говорю это не в пользу религии, а в осуждение науки. Конечно ученые могли бы высказывать свое мнение (если бы их печатали). Кроме того, ученые «зашуганы» окружением и сами боятся публиковать материалы, если они выходят за общепринятые рамки (можно вспомнить всемирно известного физика Этвеша, который не решился опубликовать результаты экспериментов, из которых следовало, что ускорение свободного падения слабо, но зависит от химического состава объекта).
Мне представляется, что так происходит, поскольку в работах рассматриваются не самые важные и принципиальные моменты в данных экспериментах, и все из этих работ игнорируют очевидные свойства эфира, который никто никогда не рассматривал как реальный газ, или жидкость. А потому, понимая жизненную важность результатов этих опытов, следует еще раз попытаться понять, что же делали физики 100-130 лет назад, и что они делают сейчас. И это тем более важно, что со временем любой результат опыта становится непререкаемым стереотипом и даже догмой, а потому необходимо искать такие доказательства (причем, как за, так и против), которые невозможно опровергнуть.
Замечания рецензентов.
В статье автор излагает свои соображения в пользу доказательств существования эфира, причём описывает свойства этой субстанции, не приводя каких либо обоснований своим утверждениям. Прежде всего он считает эфир по свойствам чем-то подобным воде (или газу). Например, он считает. что эфир течёт и его течение должно подчиняться закону Бернулли.
Автор рассматривает светоносный эфир как жидкость, к которой он применяет законы гидродинамики. Насколько мне известно, от такого подхода современная теоретическая физика давно отказалась. После создания общей теории относительности, Эйнштейн предложил возобновить применение термина «эфир», изменив его смысл, а именно — понимать под эфиром некое физическое пространство, соответствующее свойствам общей теории относительности. В отличие от светоносного эфира, это физическое пространство не субстанционально (например, нельзя приписать точкам пространства собственное движение и самоидентичность), поэтому для этого пространства, в отличие от эфира Лоренца-Пуанкаре, не возникает трудностей с принципом относительности. Однако большинство физиков предпочло не возвращаться к использованию уже упразднённого термина.
Сначала об очень важном. Как авторы рецензии, да и все остальные физики представляют себе методику решения физических (да и математических) задач, когда не в состоянии увидеть анализируемую систему «глазами»? Практически всегда делается некое предположение, единственным обоснованием которого является «соответствие» неких расчетов результатам экспериментов. То есть, перед нами метод подстановки, который все физики, в том числе и я, используют для решения физических задач. В данной работе я не ставил целью приводить эти обоснования, поскольку пытался рассматривать ситуацию с точки зрения физиков того времени и понять, почему же они приняли те решения, которые приняли. Но не могу согласиться, что ничем не обосновываю свою идею униполярно заряженного эфира. На сайтах mirkin.iri-as.org и mirkinvlad.wixsite.com/physicslib (и еще две статьи в Химии и Жизни, но не в научных же журналах) опубликовал порядка 50 статей, показывающих применимость теории униполярного эфира для объяснения всех явлений физики и даже тех, в которые верить не хочется, несмотря на то, что они явно существуют. Но в данной статье я не хотел рассматривать одновременно множество сущностей, поскольку и одну-то иногда понять сложно: мне было достаточно сказать, что даже тот эфир, который рассматривался физиками сто лет назад, не мог быть выявлен данными экспериментами.
Эфир можно представить в виде газа, жидкости или даже плазмы. Так почему же физики отказались от гидродинамических представлений (так утверждает рецензент)? На мой взгляд, дело в том, что физики в то время эфира не обнаружили (они ведь не знали, что так его нельзя обнаружить), решили, что если он не обнаружим, то зачем он нужен (хотя некоторые явления можно было приписать действию эфира). Правда, Эйнштейн понимал, что без него как-то не комфортно, а потому, не зная его «конструкции», задал его некими свойствами. (Можно считать, что автомобиль — это нечто поворачивающее, когда крутят руль, и управляемое педалями, а можно знать его конструкцию, и тогда все свойства вытекают из этой конструкции.) И тогда эфир — это то, что нам нужно, чтобы выполнялась теория относительности. А вот хотелось бы узнать, что там за субстанция, при которой выполняются все свойства, нужные нам. А заодно и все причуды квантовой механики, расширение Вселенной, сильное и слабое взаимодействие и гравитация. Все эти свойства как раз и вытекают из теории униполярного эфира, о чем я и писал на указанный сайтах. Другими словами эфир и то, о чем говорил Эйнштейн, вовсе не противоречат друг другу, как не противоречат друг другу свойства машины и ее конструкция.
1. Можно ли с помощью экспериментов Майкельсона-Морли-Миллера установить наличие, или отсутствие эфира?
Следует начать с того, что до Альберта Эйнштейна, наверное, не было физиков, которые не признавали бы наличие эфира. И именно это они старались доказать. И нам сейчас следует принять их логику, чтобы однозначно понять, что же они делали. Их отправная точка была в том, что эфир существует.
Конечно, было важно, что из себя представляет этот эфир. Век назад ученые считали, что такой эфир является неподвижной средой, в которой распространяются электромагнитные волны и движутся различные тела (кстати, современные последователи эфира — а таких немало — либо вообще не описывают эфир, либо полностью солидарны с физиками тех времен). Данное представление выглядит слишком формальным, чтобы принять его за реальную среду, поскольку реальная среда не может быть неподвижной. Даже в такой маленькой системе, как атмосфера Земли (да и в объеме количества молекул, равного числу Авогадро) имеются не только хаотично движущиеся молекулы кислорода и азота, но и их направленные потоки. А если еще при этом в эфирной среде движутся различные тела, которые в той, или иной мере увлекают эфир?
Данное замечание не столь важно в точки зрения дальнейших рассуждений, но оно важно для понимания того, что ученые того времени не представляли себе реальную среду и из-за этого сделали другие ошибки.
Впервые аналогию движения лодки в реке и движения в эфире использовал Дж. Максвелл. Если река имеет скорость υ, а скорость лодки в стоячей воде с, то средняя скорость движения туда и обратно лодки с гребцами (назовем это продольным раундтрипом) на расстояние L между двумя точками не равна скорости движения туда и обратно поперек «течения» (поперечный раундтрип) на такое же расстояние L (вместо скорости можно измерять время). Разница между средней скоростью продольного раундтрипа и поперечной скоростью характеризуется величиной (υ/с)2. Следуя логике Максвелла, аналогичным образом должны были бы измеряться средние скорости движения света в продольном направлении и поперечном (я специально обозначил скорости реки тем же символом, что и скорость света). Так вот величину (υ/с)2 вполне можно было измерять даже в то время. Но для тех, кто проводил эксперимент в попытке показать наличие эфира, результат был обескураживающе мал. То есть, не ноль, но существенно меньше, чем должны были дать скорости Земли в эфире, и, тем более, скорости движения ее поверхности.
Конечно, здесь можно было бы и принять упрек одного из рецензентов: «Мне кажется, для научно-популярного доклада не хватает исторического введения о понятии эфира, а для научного доклада серьезного обзора существующей литературы по этому вопросу». Но мне лично не очень нравится, когда Пушкина записывают в сторонники эфира (а такое было). И я считаю, что кратко описал все свойства эфира, которые необходимы именно в данной работе. Для тех, кто реально заинтересуется эфиром, информацию можно почерпнуть в Википедии и на некоторых сайтах, легко находимых в интернете. Много литературы о гравитационных антеннах, в которых используются интерферометры.
1.1. «Резиновый» эталон измерений.
Но дальше в интерпретацию результатов экспериментов вмешалось то, что никто из тех физиков не представлял реальной физической сущности рассматриваемого эфира. Дело в том, что аналогия движения в реке и эфире является физически неправильной. В реке мы можем в качестве эталона измерений выбрать расстояние между берегами, поскольку оно абсолютно неизменно. Но в эфире нет «берегов», и мы не можем считать электрическую длину плеча в направлении, перпендикулярном движению, неизменной.
Чтобы пояснить высказанную выше мысль, давайте представим себе проводимые измерения. Поскольку мы имеем дело со светом, то ни измерить изменение его скорости на расстоянии плеча интерферометра, ни посчитать количество длин волн вдоль того же плеча мы не можем. Мы можем лишь сравнить электрические длины плеч интерферометра, выявляя разницу этих длин. И такое сравнение длин плеч возможно только тогда, когда одно из них будет строго неизменной длины (по крайней мере, с точностью до одной-двух длин волн используемого света). Расстояния между берегами в реке за время проведения эксперимента вряд ли будут изменяться более, чем на несколько молекул. Но можем ли мы утверждать, что расстояния между концами плеч инерферометра не будут изменяться на несколько десятков длин волн?
Еще Д. Фицджеральд и Х. Лоренц предположили, что в случае движения в эфире объекты могут менять свои размеры в направлении движения объекта. Причем это изменение выглядело не формальным математическим приемом (как это в основном принято делать сейчас), а ему было дано вполне физическое объяснение: молекулы объекта, наталкиваясь на эфир, прижимаются друг к другу в направлении движения, и тело укорачивается. Но, мне кажется, такой подход, будучи вполне оправданным (здесь все так же, как в командной гонке преследования у велосипедистов, когда первый испытывает наибольшие нагрузки), не учитывает еще одного эффекта: тело одновременно должно укорачиваться и в поперечном направлении (из-за малости своих частиц эфир должен течь между молекулами вещества, а тогда на молекулы действуют силы прижимания, вызванные эффектом Бернулли).
Вот здесь возникает странная ситуация: Дж. Максвелл и все его последователи взяли в качестве аналога эфиру воду (могли взять и газ). Д. Фицджеральд и Х. Лоренц рассматривали эфир как вполне реальную среду, способную оказывать сопротивление движущимся в нем телам. Но все они проигнорировали еще одно свойство реальной среды (воды и газа): уменьшать статическое давление в потоке при увеличении скорости этого потока. И это явилось самой главной и очевидной ошибкой всех проводимых экспериментов, поскольку это означает, что эталон, в качестве которого мы используем поперечное движение, тоже меняется в размерах, причем в ту же сторону. И тогда в эксперименте мы не увидим (или почти не увидим) никаких изменений, даже если эфир в реальности существует.
Давайте проведем простейший и очевиднейший мысленный эксперимент. Установим в стоячей воде четыре лодочки точно в углах квадрата, вернее в углах квадрата будут концы мачт с приемниками-излучателями волн). Заставим воду течь столь ламинарным потоком, что ее действие на лодки будет математически одинаковым для лодок одного поперечного ряда (одинаковым для двух передних лодок и меньшим, но одинаковым для двух задних). Лодки установлены так, что их не уносит потоком, но они имеют возможность перемещаться в небольших пределах в сторону течения и поперек него. И это перемещение пропорционально силам, действующим на лодки. В данной ситуации уменьшится расстояние между передними и задними (назовем это колонной) лодками в силу динамического сопротивления потоку и внутри «шеренги» лодок в силу действия сил Бернулли. Если поток ламинарный, то уменьшение продольного и поперечного размеров будет одинаковым.
Создадим схему (она ничем не отличается от схемы опытов Майкельсона), в которой будет происходить сложение волн, распространяющихся в продольном и поперечном направлениях. Можем условно считать, что внутри колонны (лодки в направлении течения) и шеренги (лодки в поперечном направлении) уложилось 100 длин стоячих волн некого излучения (в стоячей воде). При текущей воде длина колонны (и, соответственно, электрическая длина) изменится до 90 длин. Если считать, что поперечный размер не изменится (так считали авторы идеи эксперимента Майкельсона), то мы бы увидели смещение картины на 10 длин волн. Но в случае уменьшения поперечного размера на те же 10 длин волн, мы не увидим смещения полос интерференционной картины. И этот результат весьма близок к тому, что получилось в экспериментах в эфире.
Если же поток будет неламинарным, то может получиться то, что в поперечном направлении будет не 90, а 89, или 91 длина волны, и мы увидим смещение на одну полосу, хотя ожидали 10. Это похоже на то, что вы измеряете размер «резиновой» материи «резиновой» же линейкой. Неужели на основании проведенного мысленного эксперимента мы сделаем вывод, что воды не существует?
Именно то, о чем мы говорили, описывая данный мысленный эксперимент, мы и наблюдали в опытах Майкельсона и всех тех, кто до настоящего времени проводит аналогичные опыты. То есть, то, что мы увидели ненулевой результат (скорость «эфирного ветра» не равна нулю), говорит о неламинарности потока эфира, в котором движется Земля, да и все остальные объекты. И совершенно ясно, что вывод об отсутствии эфира совершенно не подтверждается экспериментом.
Чтобы понять, как происходит движение любого тела (включая звезды и планеты) в эфире, представим, что сквозь воду движется сеточка для мытья посуды (планеты и звезды при этом движутся не только поступательно, но еще и вращаются). Вода при этом обтекает сеточку за ее пределами. И вблизи поверхности потоки воды вряд ли ламинарные. Кроме того, вода проходит сквозь сеточку, и уж здесь говорить о ламинарности вообще не приходится. Более того, здесь вообще возможны самые разные течения воды в разных частях сеточки, которые возникают из-за неодинаковой плотности сеточки по ее объему.
При движении планет и звезд эфир течет сквозь них из-за малости размеров частиц эфира по сравнению с расстояниями между атомами и их ядрами (кстати, это понимали все те, кто проводил эксперименты, поскольку все они негативно говорили о закрытых помещениях и подвалах, металлических корпусах приборов и собирались поднимать интерферометр на воздушном шаре). Очевидно, что при таком движении между частицами эфира и частицами вещества трение должно присутствовать. По крайней мере, мы не имеем никакого права это отрицать (напомню, что вслед за теми экспериментаторами мы считаем эфир реальной средой).
Во-первых, при трении между эфиром и веществом вблизи поверхности Земли скорость потока должна быть существенно меньше, чем скорость движения Земли в солнечной системе (никто же не измеряет скорость реки у берега, а делают это на стрежене). Во-вторых, нет никакой гарантии, что поток эфира на поверхности Земли (и даже на некоторой высоте) будет абсолютно ламинарным (кстати, можно вполне обоснованно предположить, что поток эфира будет менее турбулентным вдали от поверхности Земли, а потому на высоте величина эффекта может быть еще более малой, чем измерена в опытах Майкельсона). То есть, мы не можем утверждать, что увеличение динамического давления в этом потоке, приводящее к сокращению длины в направлении движения, в точности равно уменьшению статического давления, сокращающего длину плеча в поперечном движению направлении. Именно это неравенство изменения статического и динамического давлений за счет неламинарности в законе Бернулли и компенсирует разницу скоростей в перпендикулярных направлениях плеч интерферометра.
Если же в реальности представить себе все виды движения Земли в эфире, то очевидно, что плотность эфира перед движущейся планетой возрастает, позади уменьшается, уменьшается для точек поверхности, где скорость вращения суммируется со скоростью продольного движения, и увеличивается там, где эти скорости противонаправленны. Именно поэтому и наблюдалась некая слабая периодическая зависимости разницы электрических длин плеч интерферометра, но она лишь отражала названное выше обстоятельство и возможную степень турбулентности в разное время суток. А также то, что реальная среда (а не неподвижный эфир) не может стоять на месте, а увлекается движущимся в ней телом.
Теперь о физических аргументах одного из рецензентов.
В мысленном эксперименте с четырьмя лодочками на потоке (в том числе и эфира) соседние лодки должны по закону Бернулли сходиться за счёт ускорения потока между ними из-за сужения русла. но это возможно только в том случае, если по другую сторону лодок поток не ускоряется, а это не так: из-за обтекания лодок потоком он будет одинаково ускоряться по обе их стороны и силы Бернулли компенсируются. Крыло самолёта не имело бы подъёмной силы, если бы кривизна его профиля была бы одинаковой.
Мне кажется, что здесь необходимо более подробно рассказать некоторые сведения о силах Бернулли. То, что подъемная сила возникает из-за несимметричности крыла самолета, является очевидным фактом, но это только частный случай действия силы Бернулли. «Сухой лист» в футболе является абсолютно симметричным, но вращающимся мячом. Человека, стоящего у края платформы, не отбросит, а всегда затянет под быстро идущий поезд, каким бы боком ни стоял несимметричный человек к поезду. И, наконец, то, что явно является аналогом нашему случаю. Возможно еще древние греки и римляне знали, что параллельно идущие на малых расстояниях суда притираются бортами независимо от их величины и формы, почти наверняка об этом знали в средние века, а теперь об этом знают все юнги мореходных училищ. Более того, в учебниках по судоходству нарисованы разрезы кораблей, и между ними уровень воды ниже, чем в остальной акватории (так в реальности проявляет себя снижение статического давления в движущейся жидкости). То есть, при параллельном движении кораблей относительно воды (или воды относительно кораблей) возникают силы, стремящиеся сблизить корабли. И, чтобы не возвращаться к этому вопросу, вода может периодически менять направление течения, а силы сближения все равно будут силами сближения (может, несколько меньшими, чем при постоянном течении в одну сторону). В данной ситуации вопрос уменьшения расстояния в поперечном направлении не вопрос дискуссии, а вопрос знания (основ морского дела).
Автор говорит о сопротивлении эфира движущимся телам, из-за чего они сокращают свою длину. Но это означает, что тела испытывают сопротивление, а значит, должны терять свою скорость. Какова величина этого сопротивления, неизвестно и подсчитать, например, происходит ли уменьшение вследствие этого радиусов орбит планет невозможно.
Немного странно, что рецензент предъявляет претензию мне, а не Лоренцу с Фицжеральдом, которые придумали данный механизм, но будем считать, что упрек ко мне, поскольку я согласен с ними. Итак, первое. В моей статье нигде не говорится, что сопротивление не приводит к замедлению движущихся тел, в том числе и планет. И у нас сейчас нет никаких данных, что начальная скорость Земли по орбите, например, в 40 км/с не могла уменьшиться до нынешних 30 км/с. Но вот интересно, если вы ускорите в стоячей воде детский кораблик, то он остановится через метр, но в текущей воде его скорость относительно берега будет равна скорости воды. А, если кораблик попадет в ускоренный поток, то он сам будет двигаться ускоренно. Из этого следует, что во вполне возможных потоках эфира Земля может и не замедляться. Мы, конечно ничего не посчитаем, но учитывать вполне допустимые явления мы должны.
Есть еще пара странных эффектов, которые указывают на то, что движущиеся в космосе тела делают это не совсем по теории и даже приобретают дополнительную энергию. Один из них — эффект Пионеров. Оказалось, что на давно забытых летательных аппаратах Пионерах радиостанции продолжали работать. И когда проанализировали результаты, то оказалось, что аппараты не там, где их ожидали. Придумать объяснения, сопровождая их словом «возможно», можно, но это не исключает другие объяснения. Группа Вячеслава Турышева (скорее всего в НАСА) исследовала влияние тепловых фотонов (возможных), но объяснила только половину отклонения от нормы. Но есть еще одно обстоятельство: это хорошо, что входная антенна имеет низкую температуру, но для работы p-n переходов нужна все-таки некая температура. Так откуда тепло, если аппараты так далеко, что температура там уже не больше, чем у реликтового излучения?
Американский астроном О. Хансен измерил температуру четырех астероидов и увидел, что она градусов на 100 выше, чем могло бы дать Солнце. Откуда тепло? И что интересно, все астероиды по массе отличаются раз в десять, а температурный перегрев одинаковый. То есть, учитывая, что камни имеют примерно одинаковую теплоемкость, из уравнения теплового баланса можно вывести, что тепло нагрева пропорционально массе, а с учетом примерного равенства плотности камней, получаем, что тепло пропорционально объему. Но не площади поверхности, если бы источник тепла был снаружи. Значит источник внутри. Вот и предположите его, если нет эфира и замедления.
В то же время автор говорит. что частицы эфира настолько малы, что свободно "протекают" сквозь тяжёлые тела. То есть автор делает произвольные предположения о свойствах эфира, ничем их не обосновывая.
Несколько странная претензия, поскольку эфир и должен состоять из частиц, которые вполне могут быть меньше, чем расстояния между частицами вещества, и вполне могут течь между ними. Но и всеми своими работами я показываю, что такое предположение может быть верным.
1.2. Современные измерения анизотропии.
Все это относится к экспериментам, проводимым в конце 19-ого начале 20-ого веков, с их громоздкими установками. Но это так же относится и к современным экспериментам. Один из них описан в работе [1].
В двух перпендикулярно расположенных световодах (за отсутствием нормального описания установки это надо понимать, что один располагался в направлении экватора, другой — меридиана) возбуждались лазером стоячие волны, и проводился анализ биений суммарного сигнала. Другими словами, в экваториальном световоде могло бы ожидаться изменение частоты колебаний (если бы скорость света зависела от скорости источника), а меридиональный световод, в котором при вращении Земли вокруг оси частота меняться не должна, служил эталоном времени (или давал опорную частоту). Частота сигнала в письме не указана, но поскольку использовался лазер, то грубо можно считать, что она порядка 1015 Гц. На уровне 10-17 изотропии обнаружено не было.
К сожалению, то, что написано мною об этом эксперименте, даже превышает информацию, приведенную в первичной литературе, а потому оценить ее можно только по косвенным признакам.
Ясно, что взаимодействие данного интерферометра с эфиром ничем не отличается от аналогичного взаимодействия с эфиром интерферометров Майкельсона и Миллера. То есть, и здесь длины плеч меняются синхронно со всеми вытекающими последствиями.
Более того, можно утверждать, что и во всех последующих экспериментах, использующих аналогичный принцип (даже если эти эксперименты будут проводится в далеком космосе в почти бескорпусных приборах), мы можем не увидеть никаких изменений скорости, адекватных скорости движения прибора в пространстве. Но есть один малозаметный результат (он получен в экспериментах Д. Миллера), который еще в то время следовало интерпретировать, как наличие эфира.
2. Интерпретация «скольжения» линий у Д. Миллера.
Сказанное выше можно прокомментировать следующим образом: все эксперименты, по обнаружению анизотропии скорости света, связанные с наличием эфира, проводились на неверной идеологической основе, а потому вовсе не отвечают на вопрос, есть эфир, или его нет. Но существует один результат эксперимента Д. Миллера, который, почему-то не заслужил должного внимания, но именно он имеет, на мой взгляд, главное значение: постоянное перемещение интерференционных линий на экране, с которым все боролись, считая его некой ошибкой (паразитной помехой).
Когда мы рассматриваем возникновение стоячих волн и вообще интерференционной картины, то из математических соображений всегда говорим о когерентности волн (прямой и обратной в случае стоячих волн). Ясно, что требование когерентности абсолютно игнорируется природой, а потому она вполне удовлетворяется тем, что возникающие волны (например, на воде) часто бывают не только стоячими, но одновременно и бегущими. То есть, и узлы, и пучности вовсе не стоят на месте, а могут перемещаться. Кстати, для некогерентных процессов уже придумали термин «время когерентности», имея ввиду, что в течение некоторого времени интерференционная картина будет достаточно устойчивой, чтобы успеть ее зафиксировать неким прибором.
Одной из возможностей добиться того, чтобы интерференционная картина перемещалась, будет то обстоятельство, что фазовые скорости перемещения волн в прямом и обратном направлениях будут разными. Имеется ввиду не то, что скорость света будет складываться со скоростью источника, а то, что сама скорость света будет зависеть от направления движения эфира. Такое невозможно себе представить в безэфирном пространстве, но тогда невозможно объяснить скольжение линий, которое в реальности существует.
Попробуем записать ситуацию (кстати, здесь нет никакого эфира: уравнения верны для любой среды и даже воды)
Y1=Y0sin(ω1t+k1x)
Y2=Y0sin(ω2t-k2x), k1≈k2, ω1≈ω2.
Здесь k=2π/λ – волновые числа, ω — круговая частота, λ — длина волны.
Сложим эти прямую и обратную волны и проведем некоторые тригонометрические преобразования
Y=Y0(sinω1t•cosk1x+cosω1t•sink1x+sinω2t•cosk2x-cosω2t•sink2x).
Будем считать, что ω1=ω2=ω (хотя это не совсем точно), тогда выражение в скобках можно несколько упростить (обозначим его А)
А=2sinωt[cos(k1+k2)x/2]•[cos(k1-k2)x/2]+2cosωt[sin(k1-k2)x/2]•[cos(k1+k2)x/2].
Если волновые числа равны, то косинус разности становится равным единице, а синус нулю, и уравнение в точности описывает стоячую волну, у которой узлы и пучности стоят на месте, но если волновые числа не равны, то положение узла (и пучности) уже будет зависеть от времени, поскольку в выражении для А есть второе слагаемое. Оно, конечно, мало по сравнению с первым за счет того, что волновые числа отличаются мало, косинус разности близок к единице, а синус близок к нулю, но, тем не менее, оно сдвигает узлы и пучности на некоторую величину. Отсюда следует, что минимум и максимум будут ползать в направлении x. Время когерентности в данном процессе зависит от разности волновых чисел, и оно тем больше, чем меньше эта разность.
Кроме того, сделав предположение, что ω1=ω2, мы на самом деле допустили некоторую ошибку. Если взять определение волнового числа k=2π/λ, то ясно, что разные волновые числа соответствуют разным длинам волн, то есть частот. В нашем случае разные волновые числа получились в результате движения волн в разных направлениях с разными скоростями. Две волны с разными частотами, движущиеся в противоположных направлениях, не могут создать длительно устойчивую интерференционную картину. Она будет «ползти».
В опытах Д.Миллера линии тоже скользили. Конечно, величина этого скольжения была невелика по сравнению с электрической длиной плеча интерферометра, но я ведь уже говорил, что величина скольжения точек пучности и узла будет весьма малой за счет того, что второй член в уравнении мал. Таким образом можно считать, что наличие этого самого «ошибочного» процесса является явным свидетельством того, что скорости распространения сигнала в противоположных направлениях отличаются друг от друга. Чего, собственно, и хотели добиться авторы всех экспериментов. Но, к сожалению, упустили из виду этот результат.
Еще одна претензия. Говоря о "скользящих линиях" интерференции Миллера, автор объясняет этот эффект возможностью образования стоячих волн, которые в то же время являются и бегущими. Возможно, я не в курсе, но по-моему, стоячие волны потому и стоячие. что образуются между двумя неподвижными объектами, поддерживающими колебания, а бегущие распространяются свободно. Их природа разная.
Наверное, нам следует спуститься от математически удобных абстракций к реально существующим явлениям. Понятно, что удобно рассматривать чисто бегущую волну и чисто стоячую, но в природе множество примеров, когда волны вовсе не чистые. Ну представьте себе, что луч света пробегает некое расстояние за 1 миллиардную секунды, а отражающее зеркало смещается со скоростью 1 см в минуту. Сколько раз там установится стоячая волна? Именно это характеризуется термином «время когерентности». Кроме того, у меня в работе возможность перемещения стоячей волны показана математически.
Об опытах Майкельсона-Морли-Миллера написано очень много, и вопрос интерференции Миллера разбирается в них очень подробно. Мне не показалось, что выводы авторов этих статей недостаточно обоснованы.
Здесь рецензент не понял, о каком смещении идет речь. Интерференция, обусловленная поворотом интерферометра, объяснена, но я не о ней. Было еще скольжение линий, не связанное с поворотом. Именно его и не могли объяснить и, главное, побороть, и оно было признано непонятным шумом. Я встретил пару раз обещание его объяснить, но не сами объяснения (все это опять было не в научных журналах). Но даже если какое-то объяснение дано, то это не означает, что оно правильное, и не может быть других объяснений.
3. Заключение.
Резюмируя сказанное, можно констатировать. Проведенные ранее и проводимые сейчас эксперименты (и, думаю, что и в будущем) ни в коей мере не доказали отсутствия абсолютной системы отсчета, то есть, эфира даже в том понимании, которое существовало в те далекие годы. Более того, скольжение линий у Д. Миллера следовало интерпретировать, как наличие эфира.
Я понимаю, что за прошедшие более, чем 100 лет создан весьма устойчивый стереотип (опыт Майкельсона доказал отсутствие эфира), подкрепленный престижем громких имен. Но люди — не боги, все они могут ошибаться. И наша задача в науке не изобретать священных коров, а искать истину, даже если она кому-то не нравится.
Однако, я вовсе не хочу сказать, что СТО и ОТО, да и большинство современных теорий неверны: с достаточной для современной практики точностью они описывают большинство явлений, происходящих в настоящее время и в нашем участке пространства. Хотя успешно отвечая на вопрос «Как?», они не отвечают на вопрос «Почему?».
Мнение рецензента. Современная физика постоянно натыкается на необходимость "среды" в которой происходит распространение излучений, взаимодействие объектов и т.п. но пока ничего подходящего ни обнаружить ни выдумать не удалось.
Мне кажется, что статья не доработана. использует произвольные допущения и предположения, и с этих позиций не представляет интереса для Научного Семинара.
Я абсолютно согласен с рецензентом в том, что физика нуждается в некой среде, которая, наконец, позволит нам оперировать не свойствами, а «конструкцией». Но не могу согласиться, что пока ничего не придумано, иначе зачем бы я все это выдумывал.
Что же касается интереса семинара, то не могу же я диктовать ему, что интересно, а что нет (хотя ничего важнее не вижу), приведу лишь слова одного биолога (никак не могу вспомнить его имя): «Неправильное, но оригинальное лучше, чем правильное, но не оригинальное». Кроме того, понимаю ситуацию так. Научные статьи пишутся по конкретным, узкопрофессиональным поводам. Но, если бы я написал статью об ЛБВ, то читателям семинара вряд ли было бы интересно. Что же касается работ широкого профиля, то лучше Эйнштейна, Бора, Хокинга вряд ли можно что-либо сказать. Тогда о чем и зачем писать?
И еще одно обстоятельство. Мой анализ претензий рецензентов показывает, что эти претензии либо эмоциональны, либо противопоставляют свойства объекта его «конструкции» (то есть, элементам и их взаимодействию), либо физически неверны. И, если это все аргументы, которые мне могут противопоставить физики, то, значит, я прав в своих умозаключениях. А, если я прав...
Литература.
1. Ch. Eisele, A.Yu .Nevsky, S .Schiller. Проверка изотропности скорости света. УФН, #10, 2009.