К поискам эфира
Георгий Черников, к.т.н.
Зачем
и кому нужен эфир, заполняющий все во Вселенной, пронизывающий атомы и самые
мелкие микрочастицы? Что плохого в схеме Вселенной, где в абсолютной пустоте
движется все сущее от нейтрино до галактик? Ничего дурного в такой схеме нет,
но без этой субстанции трудно объяснить всем известные факты. В древности ей
объясняли движение планет. Хотя механизм такого привода был неясен, но
тогдашний эфир представляли себе совсем не так, как нынче. После работ Галилея
и Ньютона планеты перестали нуждаться в двигателе и эфир, уже в новой ипостаси,
возродился при исследованиях природы света на стыке 17 и 18 веков. Голландский
физик Гюйгенс показал, что свет имеет волновую природу и, естественно, что-то
должно колебаться. От брошенного камня колеблется вода, от вибрации стенок
колокола – воздух, а что колеблется при распространении световой волны?
Пришлось Вселенную заполнить некой гипотетической средой, способной передавать
волны света. Это должна быть очень странная и противоречивая среда, сочетающая
малую плотность с твердостью, упругостью, несжимаемостью. Она, как и пустое
пространство, должна обязательно обладать однородностью, следствием чего
является хорошо проверенный на опыте закон сохранения импульса, и
изотропностью, обеспечивающей существование закона сохранения момента импульса.
Но главная трудность состояла в определении, хотя бы мысленном, покоящийся он
или подвижен? Если эфир неподвижен, - то относительно чего? В то время уже был
сформулирован Галилеем принцип относительности и установлено, что все в мире
движется. Если, скажем, принять эфир неподвижным относительно Земли, то наша
планета получило бы тоже статус неподвижного тела, выделенной системы отсчета
во Вселенной. Но это противоречило бы фактам и слишком возвысило бы нашу
“старушку” в сонме других планет, да и человека - тоже. Ясно, что покоящимся,
эфир быть не может, не нарушая принцип относительности и равноправность
движений. Тогда, может быть, принять его движущимся? И опять встает вопрос:
движущимся - относительно чего? Мироздание полно материальных объектов,
гигантских и микроскопических. Относительно которого из них и куда будет
двигаться этот вселенский “туман” или “желе”?
Особенно
актуальными поиски эфира стали в конце 19 века, после разработки Максвеллом
теории электромагнитного поля. Теперь вопрос уже стоял о справедливости
галилеевского принципа относительности – основы классической механики. Сам
Максвелл был убежден в существовании светоносного эфира и даже предложил идею
опыта для определения скорости его движения эфира. Она заключалась в сравнении
скорости света между двумя точками на поверхности Земли в прямом и обратном
направлениях. Наша планета, как известно, движется по орбите примерно в 10000
раз медленнее, чем свет, и такой опыт требовал очень чувствительной аппаратуры.
Сконструированный Альбертом Майкельсоном интерферометр имел достаточную
чувствительность. Но изюминка эксперимента заключалась в том, что все
устройство плавало на поверхности ртутной ванны, в которой можно было плавно
его вращать. Это позволяло быстро, без толчков менять направление луча света,
относительно направления движения Земли, отстраиваясь тем самым от постоянных
колебаний температуры, давления и т.д.
В
1081 году опыт, в результатах которого большинство физиков не сомневалось, а
лишь ожидало получить значения скорости эфирного ветра от движения Земли, – был
выполнен и произвел ошеломляющее впечатление. Скорость света, идущего в
направлении движения Земли и напротив него, не изменилась ни на йоту, -
интерференционная картинка осталась прежней. В первоначальных опытах можно было
обнаружить изменение скорости света до 150мм/сек, в последующих, с
использованием лазеров, чувствительность увеличилась до 0,03мм/сек. Однако
изменение скорости света для движущегося наблюдателя так и не было найдено.
Таким образом, эфир не может быть обнаружен, т.е. не является объектом научного
исследования. В самом деле, коли он неподвижен и никак не взаимодействует с
материей, то чем же он отличается от просто пустого пространства? Впрочем,
желающие могут продолжить поиски этого “мальчика” - эфирного ветра, но
необходимо повысить чувствительность, по сравнению с достигнутой, хотя бы на
порядок.
К
сожалению, схема опыта (1984г.) австрийца С.Маринова (см. рис.) не
удовлетворяет этим требованиям. Здесь раздвоенный лазерный луч 1,3 проходит
через отверстия двух вращающихся дисков к фотодетекторам 2 и 4, которые
соединены с детектором тока 5. Время срабатывания фотодетекторов, детектора
тока зависит от множества помех и даже при отсутствии последних не является
достаточно постоянным (сведения об их стабильности приводятся в соответствующих
справочниках). Чувствительность этого прибора значительно меньше, чем
интерферометра Майкельсона, изобретенного сто лет назад. Полученные данные об
абсолютной скорости Земли в 300-400 км/сек, о которых говорится в статье, не
согласуются с имеющимися опытными измерениями. Общеизвестно, что наша планета
вращается относительно Солнца со средней скоростью около 30 км/сек.
Оказывается, она еще имеет и абсолютную скорость, в десять раз большую! И куда
же это ее несет? Неужто, прочь от Солнышка? Этак, пожалуй, скоро совсем
замерзнем, без всякого Чубайса. А указанная там же, зависимость скорости света
от направления распространения световой волны вызывает недоумение. Ведь если
такая зависимость действительно установлена, то почему не опубликованы
координаты этих удивительных направлений во Вселенной. В каком именно
направлении скорость светового луча возрастает? В направлении на Полярную
звезду, на туманность Андромеды? А в каком направлении уменьшается? Проверить
это в современных астрофизических лабораториях не составит никакого труда.
Но
что особенно поражает, так это равнодушие научного мира к открытию, которому,
уже без малого 20 лет. Не слышно ни о Нобелевских премиях, ни о пересмотре
школьных программ. В чем дело? Ведь речь идет о ревизии фундаментальных основ
физической науки, той самой, что обеспечила все блага (и не только!)
современного мира и пока обходится без эфира. А значит и без абсолютного
движения, в полном согласии с теорией относительности.
А
дело в том, что нет пока объективных оснований для таких реформ. Любая теория
живет только до появления одного единственного факта, не вписывающегося в нее.
Пока такие факты отсутствуют, но они обязательно появятся и тогда нынешняя
физика войдет в новую теорию, как маленькая матрешка в большую, и станет
органической частью новой науки, которая начнет поиски фактов, пока не дойдет
ее очередь... Таков бесконечный процесс научного познания.
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.sciteclibrary.ru