В.В. ПЕТРОВ - Комментарии к статье Штыркова "О линейном эффекте в опыте Майкельсона-Морли"

Прежде всего, нас интересует вопрос, что значит “в равномерно движущейся системе”? Как установить границы этой самой системы, чтобы узнать, когда речь идет о скорости света в (т.е. внутри) этой системы и вне нее? Разумеется, можно провести координатные оси и отделить ими пространство в (т.е. внутри) этой системы от пространства вне этой системы. Только в природе никаких координатных осей не существует, следовательно, мы не можем отделить пространство внутри какой системы от пространства вне ее. Как же быть? Остается одно: признать, что одна система отделена от другой системы каким-то реальными границами – поверхностью твердого тела, пленкой поверхностного натяжения жидкости или некоторой невидимой границей, отделяющей газ с ненулевой его вязкостью от этого же газа с нулевой вязкостью. Тогда вопрос, какой мы можем задать применительно к опыту Майкельсона - Морли или “о тех опытах, где физики и астрономы пытались выделить составляющую движения Земли в оптических и электрических явлениях” заключается в следующем: сопровождается ли движение Земли относительно мирового эфира появлением в ее атмосфере “эфирного ветра” или же нет? Как показывают многочисленные опыты, во всех случаях, когда источник света находится вне Земли, а приемник на самой Земле, движение Земли с орбитальной скоростью относительно мирового эфира сопровождается вполне наблюдаемыми явлениями: изменением времени начала-окончания времени затмения спутников Юпитера, наблюдаемых с Земли (опыт Ремера), смещением видимого положения звезд и галактик относительно их истинного положения (опыт Брэдли), изменением частоты света, излучаемого звездами и галактиками, а также изменение частоты так называемого “фонового” излучения в зависимости от скорости движения Земли (эффект Доплера). Однако во всех случаях, когда источник и приемник света находятся на Земле и неподвижны относительно атмосферы Земли, не обнаруживается никакого эффекта (опыт Майкельсона-Морли и другие), или же этот эффект оказывается независящим ни от времени суток, ни от времени года (опыт Миллера, Маринова).

Итак, имеется формула сложения скоростей c’ = c + v_e. Чему равна скорость c’ в опыте Майкельсона - Морли, в котором, как известно, лучи света движутся в двух взаимно перпендикулярных направлениях? Для этого рассмотрим ход лучей в интерферометре в двух различных системах координат, одна из которых связана с Землей (назовем эту систему движущейся), а вторая – с неподвижным мировым эфиром (назовем ее неподвижной).

В движущейся системе координат, т.е. на Земле, движение Земли относительно мирового эфира должно, как считал Майкельсон и все другие исследователи, сопровождаться движением эфира в направлении, противоположном направлению движению Земли точно так же, как движение Земли сопровождается кажущимся движением Солнца и всего небосвода в направлении, противоположном истинному движению Земли. Этот почти очевидный факт остается незамеченным и Майкельсоном, и Лоренцем. Тогда, скорость света в интерферометре оказывается равной c – v при движении луча света в направлении движения интерферометра (так как “эфирный ветер” дует в этом случае в противоположном движению интерферометра направлении), и соответственно, c + v при движении луча света в обратном направлении. Тогда время движения параллельного луча света от полупрозрачного зеркала к отражателю и обратно, окажется равным

Этот луч света движется перпендикулярно направлению движения “эфирного ветра”, движущегося, напомним, в направлении, противоположном направлению движения Земли. Поэтому и луч света, движущийся перпендикулярно направлению движения “эфирного ветра”, должен отклоняться в направлении движения “эфирного ветра”, т.е. в направлении, противоположном направлению движения Земли. Таким образом, этот луч света одновременно движется в двух взаимно перпендикулярных направлениях: со скоростью c в направлении от полупрозрачного зеркала к отражателю, и со скоростью v в направлении движения “эфирного ветра”. Тогда скорость движения этого луча оказывается равной c’ = (c² + v²)^1/2.

В этом случае, как нетрудно сообразить, время движения луча оказывается равным t = L / c. Обратим внимание, что если движение эфира в атмосфере Земли, т.е. “эфирный ветер”, действительно имеет место, то перпендикулярный луч должен отклониться в направлении, противоположном направлению движения Земли. При длине оптического пути около 11 м, как это было в опыте Майкельсона - Морли 1887 года, величина отклонения составит около 1 мм. Известно, что в опыте Миллера длина оптического пути интерферометра равна 64 м. Тогда величина отклонения луча должна составлять величину около 6 мм. Чего, однако, никогда не наблюдалось, – перпендикулярный луч всегда попадает в точку, лежащую на перпендикуляре между полупрозрачным зеркалом и отражателем, что само по себе является доказательством отсутствия в атмосфере Земли движения эфира, обусловленного движением Земли. Вероятно, именно поэтому Майкельсон Рассматривает ход лучей в интерферометре с точки зрения наблюдателя, неподвижного относительно мирового эфира, относительно которого интерферометр движется с орбитальной скоростью Земли. Рассмотрим и мы движение лучей света в неподвижной системе координат. За время t₁, в течение которого параллельный луч света пройдет расстояние L, интерферометра сместится на расстояние vt₁. Поэтому путь, который пройдет этот луч света до встречи с отражателем, будет равен L + vt₁. Тогда время движения этого луча окажется равным t₁ = L / (c – v).

При обратном движении от отражателя к зеркалу свет движется навстречу движению интерферометра, поэтому путь, который проходит этот луч до встречи с зеркалом, оказывается равным t₂ = L / (c + v). Тогда время движения параллельного луча света от полупрозрачного зеркала к отражателю и обратно, окажется равным

T₁ = L / (c² – v²). Таким образом, и в одной, и в другой системе координат получаем один и тот же результат: T₁ = L / (c² – v²).

Посмотрим теперь, как в этой системе координат движется перпендикулярный луч. За время t, в течение которого перпендикулярный луч пройдет путь от полупрозрачного зеркала до отражателя, последний сместится на расстояние vt, в результате чего этот луч света попадет в точку, отстоящую на расстоянии vt от точки, в которую луч должен был бы попасть при отсутствии движения интерферометра относительно эфира. В действительности, однако, как мы знаем, этот луч света в движущейся системе координат, т.е. на Земле, всегда попадает в ту же точку, в которую он должен был бы попасть при отсутствии “эфирного ветра”. Следовательно, и в неподвижной системе этот луч должен попасть в ту же точку. И тогда Лоренц придумал такой ход луча, который обеспечивал его попадание в ту же точку, что и в движущейся системе координат.

“Луч sa отражается по аb (рис. 1), причем угол bab₁ равен углу аберрации α, возвращается по ba₁ (aba₁ = 2α) θ попадает в фокус зрительной трубы, направление которой не меняется”.

Как известно, аберрация возникает при движении приемника света относительно источника, Однако в опыте Майкельсона - Морли такого движения нет: и источник света (полупрозрачное зеркало) и приемник (отражатель) неподвижны как относительно друг друга, так и относительно наблюдателя. Следовательно, аберрация оказывается совершенно не при чем. А что же тогда при чем?

Известно, что в 1969 г. Шамиль и Фокс поставили опыт, в котором в качестве источника света использовался лазер. В оба плеча интерферометра были вставлены стеклянные стержни, внутри которых и двигались световые лучи. Как же в этом случае выглядит движение перпендикулярного луча? В движущейся системе интерферометр и среда, в которой движутся лучи света (стеклянные стержни) неподвижны относительно друг друга, поэтому время движения перпендикулярного луча от полупрозрачного зеркала к отражателю и обратно будет равно T = 2L / c. В неподвижной системе перпендикулярный луч одновременно движется в двух взаимно перпендикулярных направлениях: вдоль стержня со скоростью u = c / n и вместе со стержнем со скоростью интерферометра v. В этом случае скорость движения этого луча с точки зрения неподвижного наблюдателя будет равна (u² + v²)^1/2. Этот луч попадает в ту же точку на отражателе, что и в движущейся системе координат. Соответственно, время движения этого луча от полупрозрачного зеркала до отражателя и обратно будет равно T = 2L / c. Ну и при чем здесь аберрация?

Итак, в опыте Шамира и Фокса отклонение перпендикулярного луча, наблюдаемое в неподвижной (или из неподвижной) системе координат обусловлено сложением скорости движения луча вдоль стержня со скоростью движения самого стержня. Точно так же и в опыте Майкельсона - Морли отклонение перпендикулярного луча в направлении движения интерферометра, наблюдаемое в неподвижной (или из неподвижной) системе координат обусловлено сложением скорости света, движущегося в атмосфере Земли, со скоростью движения самой атмосферы с орбитальной скоростью. Тогда Т перпендикулярное в опыте Майкельсона - Морли оказывается равным Т параллельному = 2L / c. Главная ошибка Майкельсона, как и Лоренца, заключается в том, что они так и не поняли, что отклонение перпендикулярного луча, наблюдаемое в неподвижной системе, обусловлено сложением скорости света, движущегося в атмосфере Земли, со скоростью движения самой атмосферы. Поэтому никакие ухищрения и усовершенствования интерферометра делу не помогут, – эфирного ветра в атмосфере Земли нет и обнаружить его невозможно никакими способами.

Как описывает Майкельсон, источником света в его опыте был небольшой фонарь, установленный в a, снабженный линзой таким образом, чтобы пламя фонаря оказалось в фокусе линзы. Этот фонарь хорошо виден на рисунке. Благодаря этой линзе лучи света, излучаемые фонарем, становятся практически параллельными и могут быть изображены одной линией для простоты рассуждений. В эксперименте, выполненном в 1881 г., интерферометр был установлен на металлической крестовине, в эксперименте1887 г. – на массивной бетонной плите, плававшей в бассейне с ртутью.

Автор пишет: “При достаточно быстром повороте… положение Земли в пространстве практически не успевает измениться”. В действительности, суть дела заключается в другом. Майкельсон поворачивал интерферометр, так как понимал, что величина эффекта должна изменяться в зависимости от положения плеч интерферометра относительно направления орбитального движения. И действительно, ему удалось обнаружить некоторое изменение интерференционной картины от нуля до некоторого предельного значения. Нуль в его измерениях соответствовал такому положению интерферометра, когда оба плеча интерферометра направлены под углом 45 градусов к направлению орбитальной скорости Земли. В этом случае, как мы сейчас понимаем, длина пути, проходимая каждым из лучей, оказывалась одинаковой. Максимальный эффект обнаруживался тогда, когда одно из плеч было направлено на восток, а второе – на север. Но Майкельсон решил, что этот эффект представляет собой ошибку эксперимента.

В отличие от Майкельсона Миллер установил свой интерферометр на массивном стальном основании, которое нельзя было поворачивать именно вследствие его массивности. Перед ним стояла задача направить одно из плеч интерферометра параллельно орбитальной скорости Земли. Как же он решил эту задачу? Он направил одно из плеч в направлении, перпендикулярном плоскости эклиптики. Тогда второе плечо оказалось лежащим в плоскости эклиптики. Миллер справедливо рассудил, что вследствие суточного вращения Земли плечо интерферометра, лежащее в плоскости эклиптики, рано ил поздно окажется параллельным орбитальной скорости. Он сразу же обнаружил эффект, который, однако, не зависел ни от времени суток, ни от времени года. Оказывается, этот эффект зависит только от направления плеча интерферометра, направленного перпендикулярно плоскости эклиптики. Напомним, что это направление почти совпадает с направлением на северный магнитный полюс Земли. Заметим, что в этом же направлении обнаруживается слабый эффект и в опыте Майкельсона - Морли, и в опыте Маринова. Таким образом, имеются основания считать, что во всех этих случаях обнаруживается изменение скорости света вдоль и поперек силовых линий магнитного поля Земли. И это было обнаружено интерферометром Майкельсона. А Вы говорите о низкой чувствительности интерферометра!

Знаете ли Вы, что релятивистское объяснение феномену CMB (космическому микроволновому излучению) придумал человек выдающейся фантазии Иосиф Шкловский (помните книжку миллионного тиража "Вселенная, жизнь, разум"?). Он выдвинул совершенно абсурдную идею, заключавшуюся в том, что это есть "реликтовое" излучение, оставшееся после "Большого Взрыва", то есть от момента "рождения" Вселенной. Хотя из простой логики следует, что Вселенная есть всё, а значит, у нее нет ни начала, ни конца... Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

Комментарии к статье Штыркова “О линейном эффекте в опыте Майкельсона-Морли”

Комментарии к статье Штыркова
“О линейном эффекте в опыте Майкельсона-Морли”