§ 2.9 Проверка баллистического принципа в космосе

§ 2.9 Проверка баллистического принципа в космосе

— О, баллистика, баллистика!

Жюль Верн "Из пушки 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 в 1956 г. 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 Земле, а другой отдаляется со скоростью v=2,3 км/с, и скорости испущенных ими лучей должны отличаться по БТР 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 (оказавшийся в опыте нулевым), и искали разницу скоростей [74]. Причём различие должно было возникать уже в первом порядке малости v/c и потому легко регистрироваться.

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 после отражения скорость света не меняется, — как у мячика, имеющего после отскока от неподвижной стены ту же скорость, что и до удара. Но если при отражении, как это утверждает БТР (§ 1.13), свет меняет значение фазовой скорости (c+v) на (c — v) и наоборот, то полное время его движения найдётся уже как t1=L/(c+v)+L/(c — v), а у света, испущенного другим краем t2=L/(c — v)+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 (вспомним опыт Саньяка, § 1.13).

Впрочем, в опыте, похоже, измерялась всё же не фазовая, а групповая скорость света, с которой движется не фаза волны, а несущий свет реонный поток. Ведь опыт основан на модулировании луча света по интенсивности и сравнении фазы модуляции луча, прошедшего базу, и исходного. А скорость переноса колебаний яркости и энергии света, — это групповая скорость, которая, как видели, после прохождения светом линз и зеркал, становится равна c относительно них, поскольку они выступают как новые источники света (§ 1.13). 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 в космосе, в атмосфере он приобретёт 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, впрочем, не смог и опровергнуть эту теорию.

Интересно, что идея опыта была предложена ещё в 1950 г. С.И. Вавиловым, который живо интересовался историей науки и, особенно, корпускулярной теорией истечения света Ньютона, Демокрита. Был он знаком и с баллистической теорией, которую стремился проверить, так же, как и 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 в 1951 г., не дожив до своего 60-летия. В итоге предложенная им схема опыта была видоизменена с подачи Г.C. Ландсберга таким образом, что опыт не позволял проверить БТР и даже трактовался тем же Ландсбергом как противоречащий баллистической теории [74], 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 понимал, что измерения по новой схеме ничего не дадут (УФН, Т. 171, № 10, 2001 г.). 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.

А самое интересное, что эксперимент по схеме Вавилова, похоже, однажды всё же был осуществлён в лаборатории ВМФ США (вспомним, что оттуда же пришёл со своим ключевым для БТР опытом и А. Майкельсон, § 1.9, и У. Кантор, § 1.13, [4]). 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 света от 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 роль неподвижной среды, относительно которой свет имел бы постоянную скорость, играл бы не эфир, а система отсчёта, связанная с источником. Однако, все эти опыты тоже не выявили какой-либо зависимости интерференционной картины от скорости источника света и положения установки. Впрочем, 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 света была измерена, он успевал сотни раз переизлучиться и преобразоваться на пути следования луча. Исследовался не свет космических источников, а свет неподвижных земных. Уже одна атмосферная рефракция (искривление атмосферой звёздных световых лучей) 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.Б. Александров предлагал использовать цефеиды [14]. Если эти звёзды пульсируют (периодически раздуваются и сжимаются), то от разницы лучевых скоростей в разных участках поверхности неравные скорости обретут и световые лучи, которые будут от этого восприниматься не одновременно. Это привело бы к "размыву" вспышек цефеид, сделав их незаметными для нас. Но, согласно БТР, колебания блеска цефеид вызваны не пульсацией, а эффектом Ритца от обращения звёзд в двойных системах (§ 2.12), потому и нет разброса скоростей от их пульсации. По иронии судьбы, сразу вслед за статьёй Е. Александрова, критикующего БТР, в "Астрономическом журнале" стоит статья Э.Ф. Бражниковой и С.В. Бабинчука, где описан, по сути, эффект Барра (§ 2.10), как раз подтверждающий справедливость БТР в космосе для двойных звёзд.

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 по принципу Фокса, сглаживает начальный разброс скоростей света, на что обратил внимание и сам Фокс, отвечая на аргументы Александрова [2]. Так, если излучение одного атома рассеивается на двух других, то свет, переизлучённый приближающимся 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)/c — S(c — V)/c достигнет половины длины волны ?. То есть 2SV/c= ?/2, откуда S= ?c/4V. При средней скорости атомов в звёздных атмосферах V~1000 м/с и длине волны ?~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 газа.

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

Некоторые астрономы, скажем О. Хэкман, Р. Диккенс и С. Малин, пытались опровергнуть БТР, используя звёздную аберрацию (§ 1.9). Известно, что орбитальное движение Земли с V=30 км/с меняет направление прихода звёздного света на угол ?=V/c. Это — прямое следствие классического закона сложения векторов скорости света и источника. Но, если бы скорость света зависела от лучевой скорости v источника, то у разных объектов отклонение ? было бы разным: вместо ?=V/c нашли бы ?=V/(c — v). Интересно, что такое неравенство аберрационных углов предсказывали и тщетно искали ещё Лаплас и Араго, которые поддерживали корпускулярную теорию света и применяли к нему баллистический принцип (см. "Эйнштейновский сборник-1977"). Впрочем, при имеющихся скоростях звёзд, различие углов ? вышло бы столь малым, что его и не смогли бы заметить. Ведь даже для быстрейших звёзд, летящих со скоростью v~300 км/с, то есть 0,001c, изменение ? составило бы одну тысячную. А поскольку угол аберрации ? 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 ? можно выявить у далёких галактик, которые, как судят по эффекту Доплера, удаляются с огромными скоростями v, сопоставимыми со скоростью света c. И, всё же, для них угол ?=V/(c — v) оказался тем же, что и для звёзд, словно скорость v не меняла скорости света, тем самым говоря будто бы против БТР [153]. Здесь нестыковка возникала опять же 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 реальная скорость v галактик ничтожна в сравнении со световой и очень слабо влияет на скорость идущего от галактик света. Именно поэтому, аберрационный угол мало отличается от стандартного ?=V/c. Кстати, это отмечал и сам автор "опровержения", Диккенс, понимавший, что оно теряет смысл (аберрация света галактик не противоречит БТР), если красное смещение галактик имеет недоплеровскую природу, согласно Белопольскому и другим астрономам [87].

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. Так что нужны новые наблюдения и эксперименты, скажем, сравнение аберрационных углов звёзд интерферометрическими методами с их разрешением в 0,001'-0,0001', которые докажут БТР окончательно. И тогда уже, совсем как в романе Жюля Верна, отпадут всякие сомнения в могуществе баллистики.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

Политические перемены на Земле и в космосе

Из книги Тайны лунной гонки автора Караш Юрий Юрьевич

Политические перемены на Земле и в космосе Что же произошло? Да, в общем, ничего необычного. Просто космическая политика в очередной раз стала заложницей земной — внутренней и внешней. Остановимся на первой.В октябре 1964 г. Никита Сергеевич Хрущев, великий энтузиаст


Международное сотрудничество в космосе или поиск союзников в космическом «противоборстве»?

Из книги Битва за звезды-2. Космическое противостояние (часть I) автора Первушин Антон Иванович

Международное сотрудничество в космосе или поиск союзников в космическом «противоборстве»? Интернационализация космоса, истинное международное сотрудничество в космосе, сотрудничество между странами или группами стран в исследовании и освоении космического


«Свой путь» Советского Союза в космосе

Из книги Учебник по ТРИЗ автора Гасанов А И

«Свой путь» Советского Союза в космосе 22 октября 1969 г. генсек ЦК КПСС Л. И. Брежнев, выступая с речью на приеме в Кремле, в частности, сказал, что у СССР имеется собственная обширная космическая программа, рассчитанная на многие годы, и что Советский Союз будет


Ядерные взрывы в космосе

Из книги Show/Observer МАКС 2011 3 автора Автор неизвестен

Ядерные взрывы в космосе Перспектива использования околоземного космического пространства в качестве плацдарма для размещения ударных вооружений заставила задуматься над способами борьбы со спутниками еще до появления самих спутников.Наиболее радикальным по тем


8.3. Примеры решений, в основе которых лежит один принцип. Выявление этого принципа

Из книги Вернер фон Браун: человек, который продал Луну автора Пишкевич Деннис

8.3. Примеры решений, в основе которых лежит один принцип. Выявление этого принципа Ситуация А. На месторождении «Нефтяные Камни» в Каспийском море широко применялась добыча нефти с отдельно стоящих платформ. Платформы устанавливались на сваях — стальных трубах, вбитых в


Сотрудничество в космосе продолжится

Из книги Баллистическая теория Ритца и картина мироздания автора Семиков Сергей Александрович

Сотрудничество в космосе продолжится 17 августа руководитель Роскосмоса Владимир Поповкин и генеральный директор Европейского космического агентства (ЕКА) Жан-Жак Дорден неожиданно для всех сделали важное заявление о необходимости продолжения космических полетов в


8 Гонка за первое место в космосе

Из книги Обитаемые космические станции автора Бубнов Игорь Николаевич

8 Гонка за первое место в космосе Президент Эйзенхауэр объявил, что были одобрены планы запусков небольших, обращающихся вокруг Земли спутников, которые должны стать частью вклада Америки в Международный геофизический год. Почти сразу все пошло не так, как надо. Вернер


§ 2.13 Звёзды-гиганты и измерение расстояний в космосе

Из книги 100 великих достижений в мире техники автора Зигуненко Станислав Николаевич

§ 2.13 Звёзды-гиганты и измерение расстояний в космосе Одновременное наблюдение величин изменений блеска, интенсивности и смещения спектральных линий у переменных "пульсирующих" и спектрально двойных звёзд позволяет определить, кроме параметров их движений по орбитам,


ЧЕЛОВЕК В КОСМОСЕ, А ЧТО ДАЛЬШЕ?

Из книги автора

ЧЕЛОВЕК В КОСМОСЕ, А ЧТО ДАЛЬШЕ? Успехи современной космонавтики позволяют нам сегодня приоткрыть завесу будущего и заглянуть в завтрашний день науки и техники.Предлагаемая читателю книга рассказывает о проблемах, которые необходимо решить на предстоящем этапе


НИИ В КОСМОСЕ

Из книги автора

НИИ В КОСМОСЕ Значение ОКС и тем более обитаемых станций как баз для научных исследований далеко не исчерпывается физикой Земли и космоса или метеорологией. Условия, в которых будет находиться орбитальная станция, позволят применить ее для других научных


ЭЛЕКТРИЧЕСТВО В КОСМОСЕ

Из книги автора

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО В КОСМОСЕ Длительное функционирование научной ОКС невозможно без развитой сети энергоснабжения на борту станции.Пока еще не представляется возможной передача энергии с Земли прямо на борт орбитального корабля. Использование электромагнитных колебаний


Из фотоархива «Человек в космосе»

Из книги автора

Из фотоархива «Человек в космосе» Запуск первого советского космического корабля «Восток-1» с Юрием Гагариным на борту. Апрель 1961 г.  Лайка — первая жительница Земли на орбите. Запуск первого американского пилотируемого космического корабля. Май 1961 г. Юрий


Отели в космосе…

Из книги автора

Отели в космосе… Говорят, что «Мир» в свое время затопили столь поспешно потому, что некий американский мультимиллиардер хотел выкупить его и превратить в своего рода туристско-развлекательный центр, чего идеологи нашей космической программы никак допустить не


Частники в космосе

Из книги автора

Частники в космосе Когда более полувека тому назад начинались первые космические полеты, они были делом сугубо державным. Ныне же из космических держав, пожалуй, лишь Китай да Япония все еще считают покорение космоса государственной задачей. Остальные стали все больше