3 Краткая история и состояние проблемы icon

3 Краткая история и состояние проблемы



Смотрите также:
  1   2   3

Исследования эфирного ветра

Глава 3. Исследование эфирного ветра


3.1. Краткая история и состояние проблемы


Во времена Максвелла никаких сомнений в существовании эфира в природе не существовало, но версии об его устройстве и свойствах были разные. Одной из версий, получившей наибольшее признание, была концепция О.Френеля, впоследствии развитая Г.Лоренцем, об абсолютно неподвижном в пространстве эфире. Авторы этой концепции, так же как и авторы других многочисленных теорий, гипотез и моделей эфира никак ее не обосновывали, тем самым совершая принципиальную идеалистическую ошибку: не изучив природу (материю) эфира они на первое место выдвигали умозрительные положения (сознание), под которые затем пытались подгонять факты, а когда эти факты не соответствовали их представлениям, они либо просто отказывались от своих теорий, ничего иного не предлагая, как это делало большинство из них, либо начинали сортировать факты, принимая то, что соответствовало теориям и отбрасывая то, что их теориям не соответствовало. К последним относились и относятся сейчас все сторонники Теории относительности Эйнштейна.

О том, что Земля должна обдуваться эфирным ветром, впервые написал Дж.К.Максвелл в статье «Эфир», помещенной в 1877 г. в 8 томе Большой Британской энциклопедии [1]. В соответствии с этой концепцией Земля в своем орбитальном движении вокруг Солнца проходит сквозь неподвижный эфир, и поэтому на ее поверхности должен наблюдаться эфирный ветер («ether drift»), который надо бы измерить.

Максвелл там же указал на трудности, связанные с измерением эфирного ветра: тогда существовал единственный способ измерения – с помощью луча света, посылаемого в направлении скорости движения Земли и против него, а затем строя из посылаемого и возвращаемого потоков света интерференционную картину. Сдвиг интерференционных полос и должен свидетельствовать о скорости эфирного ветра. Однако Максвелл там же указал, что величина сдвига будет очень мала и ее вряд ли удастся определить.

«Если бы можно было определить скорость света, наблюдая время, употребляемое им на прохождение от одного пункта до другого на поверхности Земли, то, сравнивая наблюдаемые скорости движения в противоположных направлениях, мы могли бы определить скорость эфира по отношению к этим земным пунктам. Но все методы, которые можно применить к нахождению скорости света из земных опытов, зависят от измерения времени, необходимого для двойного перехода от одного пункта до другого и обратно. И увеличение этого времени вследствие относительной скорости эфира, равное скорости Земли на ее орбите, составило бы всего около одной стомиллионной доли всего времени перехода и было бы, следовательно, совершенно незаметно».

[Дж.К.Максвелл. Эфир. Статьи и речи. М.: Наука, 1968. С. 199-200].

Тем не менее, молодой американский ученый А.Майкельсон в в 1880 г. такой прибор сделал, и с этого момента началась сложная и драматическая история поиска эфирного ветра

История поисков эфирного ветра является одной из самых запутанных историй современного естествознания. Значение исследований эфирного ветра выходит далеко за рамки исследований какого-либо физического явления: результаты первых работ этого направления оказали решающее влияние на все естествознания ХХ столетия. Так называемый «нулевой результат» первых экспериментов А.Майкельсона и Э.Морли, выполненных этими американскими исследователями в 1881 и 1887 гг., привел физиков ХХ столетия к мысли не только об отсутствии на земной поверхности эфирного ветра, но и к убеждению, что эфир – мировая среда, заполняющая собой все мировое пространство, не существует в природе. Никакие положительные результаты, полученные этими же и другими исследователями эфирного ветра в более поздние годы, уже не поколебали этой уверенности. И даже когда сам Эйнштейн в 1920 и 1924 гг. в своих статьях стал утверждать, что «физика немыслима без эфира», это не изменило ничего.

Как выяснилось недавно, в области исследований эфирного ветра рядом ученых были проведены весьма обширные работы. Некоторые из них дали исключительно богатый позитивный материал. К ним нужно, конечно же, в первую очередь отнести исследования, проведенные замечательным американским ученым профессором Кейсовской школы прикладной науки Дэйтоном Кларенсом Миллером, потратившим на эти исследования практически всю жизнь. Не его вина, а его и наша беда в то, что все полученные им и его группой результаты современниками ученого и более поздними физиками-теоретиками отнесены к категории «не признанных». К 1933 году, когда исследования Миллера были завершены, школа релятивистов – последователей специальной теории относительности А.Эйнштейна прочно стояла на ногах и бдительно следила за тем, чтобы ничто не могло поколебать ее устои. Такому «непризнанию» способствовали также и результаты некоторых экспериментов, в которых их авторы, сами не желая того, наделали ошибок и не получили нужного эффекта. Их не нужно обвинять в преднамеренности такого исхода: они просто не представляли себе природу эфира, его свойства, его взаимодействие с веществом, и поэтому при проведении экспериментов ими были допущены принципиальные ошибки, не позволившие им добиться успеха. К числу таких ошибок, в частности, относится экранирование интерферометра – основного прибора, использованного для исследований эфирного ветра, металлическим экраном. Металл, как выяснилось теперь, отражает не только электромагнитные волны, но и любые струи эфира, а поэтому измерять скорость эфирных потоков в закрытой металлической коробке, это все равно, что пытаться измерить ветер, который дует на улице, глядя на анемометр, установленный в плотно закупоренной комнате. При всей абсурдности подобного эксперимента, увы, так оно и было. В этом читатель сможет убедиться, прочитав статьи Р.Кеннеди, К.Иллингворта, Е.Стаэли, А.Пиккара. К числу других ошибок относятся попытки уловить доплеровский эффект, якобы возникающий при наличии эфирного ветра, у взаимного неподвижных источника и приемника электромагнитных колебаний. И это, увы, не выдумка: именно на этой основе был поставлен в 1958-1962 гг. эксперимент группой Дж.Седархольма и Ч.Таунса. Этот эксперимент не мог кончиться ничем положительным, ибо эфирный ветер дает сдвиг фазы колебания, а вовсе не меняет его частоту, и никакая высокая чувствительность прибора к изменению частоты здесь не поможет.

Однако, так или иначе, в корректных экспериментах ряда исследователей – Д.Миллера, Э.Морли и самого А.Майкельсона в период 1905 – 1933 гг. эфирный ветер был обнаружен, значение его скорости и направление были определены с неплохой для того времени точностью. Оказалось, что направление этого ветра вовсе не совпадает с направлением движения Земли, как это предполагалось вначале, а почти перпендикулярно к нему. Выяснилось, что орбитальная составляющая скорости Земли почти не заметна на фоне большой космической скорости обдува Солнечной системы эфиром. Причины этого, так же как и причины уменьшения относительной скорости эфира и Земли по мере уменьшения высоты над поверхностью Земли, тогда остались не выясненными. Но сегодня, в связи с появлением эфиродинамики – новой области физики, опирающейся на представления о существовании в природе газоподобного эфира, эти недоуменные вопросы сняты. С позиций представления об эфире, как об обычном вязком сжимаемом газе, можно непредвзято оценить и все данные, полученные Морли, Миллером и Майкельсоном об эфирном ветре, а также оценить все ошибки, допущенные исследователями, получившими «нулевые результаты».

Эфиродинамика сегодня делает лишь первые шаги. Господствующая школа релятивистов все еще игнорирует эфир, поэтому за его признание идет борьба. Она обязательно увенчается успехом, так как только на путях признания эфира оказывается возможным вскрыть внутренний механизм физических явлений, понять их сущность, что сегодня, безусловно, необходимо всем областям естествознания. Ибо без этого становится невозможным продвигаться во многих прикладных направлениях. Однако над признанием эфира по-прежнему висит предубеждение относительно «отрицательного результата» эксперимента Майкельсона 1881 и 1887 гг. Для того чтобы снять это предубеждение понадобилось выпустить сборник переводов оригинальных статей авторов экспериментов по эфирному ветру [5].

Сегодня необходимо вновь ставить эксперименты по обнаружению эфирного ветра, но с учетом допущенных ранее ошибок и на современной основе – с автоматической регистрацией и автоматизированной обработкой результатов измерений, на различных высотах, включая установку приборов на ИСЗ – искусственных спутниках Земли. Для этого не обязательно использовать интерферометры, можно поступить гораздо проще – определять отклонения лазерного луча от его среднего положения, поскольку установлено, что эфирный ветер отклоняет лазерный луч подобно тому, как обычный ветер отклоняет от нормального положения консольно закрепленную балку.

Состояние эфира, его плотность, вязкость, направление и скорость потоков в околоземном пространстве необходимо знать, ибо именно через эфир космос оказывает свое влияние на земные процессы. Знание параметров эфира позволит по-новому поставить прогноз многих событий на Земле – климатических, геологических, физиологических и многих других, а также учесть ряд явлений в самом космосе, включая полеты спутников, а также межпланетные и в будущем межзвездные полеты.

А пока, поскольку «нулевые результаты» первых экспериментов А.Майкельсона привели к непризнанию существования в природе не только эфирного ветра, но и самого эфира, представляется полезным напомнить, хотя бы вкратце, историю его поисков.

Тех, кто проявит интерес к этой проблеме, можно отослать к книге «Эфирный ветер» [5], в которой впервые на русском языке опубликованы переводы оригинальных статей исследователей эфирного ветра, начиная от А.Майкельсона (1881) до Ч.Таунса (1962).


^ 3.2. Эксперименты, давшие неопределенные или положительные результаты


В 1881 г. американский ученый А.Майкельсон сделал первую попытку обнаружить эфирный ветер, для чего он построил крестообразный интерферометр, схема которого приведена на рис. 3.1.





Рис. 3.1. Схема интерферометра А.Майкельсона (Вавилов, с. 28)


Аппарат Майкельсона сконструирован так, что в нем присутствуют два луча света, которые проходят по траекториям, расположенным под прямым углом друг у другу, и интерферируют между собой. Луч, который проходит в направлении движения Земли, в действительности пройдет на долю длины волны δ больше, чем если бы он прошел бы, если бы Земля находилась в покое. Второй луч, проходящий под прямым углом к движению, не будет испытывать этого влияния.

Если же аппарат будет повернут на угол 90о таким образом, что второй луч пройдет в направлении движения Земли, то его траектория увеличится на δ. Общее же изменение положения интерференционных полос составит 2δ, величину, как полагал вначале Майкельсон, легко измеряемую.

Поскольку для того, чтобы построить интерференционную. картину лучи света должны обязательно вернуться к источнику света, то это есть эксперимент второго порядка, в котором искомый эффект определяется второй степенью отношения орбитальной скорости Земли v к скорости света c, а именно:


v 2

δ = 2D ——,

c 2


здесь D – длина оптического пути светового луча, равная в приборе Майкельсона 1200 мм.

Если опираться на предпосылки, заложенные в эксперименте, о том, что эфир всепроникающ и не испытывает никакого торможения при проходе через предметы и среды, например, через поверхностный слой Земли (эксперимент проводился в подвале Берлинского университета, а затем в подвале университета в Потсдаме), что природа света носит волновой характер и свет поэтому полностью захватывается движущимся эфиром, и учитывая, что орбитальная скорость Земли составляет около 30 км/с, общее отклонение интерференционной картины при повороте интерферометра составит ) 0,04 длины волны света, т.е. интерференционные полосы сдвинутся на 0,04 шага интерференционных полос. Но это только при том условии, что эфир не испытывает никаких препятствий в своем распространении сквозь атмосферу и слой земли, отделяющий прибор от поверхности Земли.

На рис. 3.2 показан сам прибор, в котором вся оптическая часть расположена на вращающемся основании.

Майкельсон пишет []:

«Первый раз аппарат был размещен на каменном основании в подвале Физического института в Берлине. Первое же наблюдение показало, что из-за исключительно чувствительности прибора к вибрациям работа не может выполняться в течение всего дня. Тогда эксперименты попробовали проводить ночью. Когда зеркала были установлены на середине плеч, полосы стали видимыми, но их положение не могло быть измерено до 12 часов ночи, а далее – только в некоторые интервалы времени. Когда же зеркала были сдвинуты к концам плеч, полосы были видны лишь эпизодически.





^ 3.2. Интерферометр Майкельсона 1881 г.


Тогда же выяснилось, что эксперименты не могут выполняться в Берлине, и аппарат был перемещен в Астрофизическую лабораторию в Потсдам. Но даже здесь обычные каменные опоры не удовлетворяли требованиям, и аппарат опять был перемещен, на этот раз в подвал, круглые стены которого служили основанием для опоры экваториала (стационарного телескопа – В.А.).

В обычных условиях полосы были очень нечеткими, и их было трудно измерить, прибор был настолько чувствительным, что даже шаги на тротуаре в ста метрах от обсерватории были причиной полного исчезновения полос!».

В результате обработки измерений выяснилось, что существуют небольшие смещения интерференционных полос. А далее Майкельсон пишет:

«Небольшие смещения -0,004 и -0,015 – это просто погрешности эксперимента.

Полученные результаты, однако, более четко показаны при построении реальной кривой вместе с кривой, которая должна быть построена, если теория верна. Это показано на рис. 1.4 (здесь – рис.3.3 – В.А).





Рис. 3.3. Результаты измерений: кривая, полученная Майкельсоном в результате обработки отсчетов интерферометра (———) и теоретическая кривая (- - - - ). По оси абсцисс – угол поворота интерферометра, двум периодам теоретической кривой соответствует один оборот, по оси ординат – смещение интерференционных полос в долях расстояния между осями соседних полос.


Пунктирная кривая изображена, исходя из предположения, что ожидаемое смещение составляет 1/10 расстояния между интерференционными полосами, но если это смещение составляет лишь 1/100, то ломаная линия будет еще ближе к прямой линии.

Эти результаты можно интерпретировать (! – В.А.) как отсутствие смещения интерференционных полос. Результат гипотезы стационарного эфира, таким образом, оказывается неверным, откуда следует вывод: эта гипотеза ошибочна.

…мы не будем склонны поверить без явного подтверждения, что эфир движется свободно через твердую массу Земли».

А.Майкельсон. Относительное движение Земли в светоносном эфире. 1881 г. На русском языке в сб. Эфирный ветер. Под ред. д.т.н. В.А.Ацюковского. М.: Энергоатомиздат, 1993. С. 6-7. Пер. с англ. Л.С.Князевой.


В ^ 1887 г. Майкельсон привлек для помощи профессора Э.Морли. Интерферометр был размещен на мраморной плите, которая была водружена на деревянный кольцевой поплавок, плавающий в желобе, наполненном ртутью (рис. 3.4).




Рис. 3.4. Интерферометр Майкельсона-Морли


Камень, на котором были размещены все оптические элементы, имел площадь в 1,5 м2 и толщину в 0,3 м. Он расположен на кольцеобразном деревянном плоту, имеющим внешний диаметр в 1,5 м., внутренний диаметр 0,7 м., а толщину в 0,3 м. Плот покоится на ртути, залитой в желоб, отлитый из железа, толщиной в 1,5 см и таких размеров, чтобы вокруг плота оставалось расстояние в 1 см. Отлитая из железа форма покоится на цементном основании и на низком кирпичном фундаменте, имеющем форму простого восьмиугольника.

Такое размещение интерферометра исключило вибрационные помехи, и вращение аппарата далее происходило без внесения дополнительных искажений. Кроме того, было увеличено число повторных отражений от зеркал и это позволило увеличить длину оптического пути в 10 раз по сравнению с прежним значением.

Авторы подробно описывают примененные ими способы регулировки зеркал (три вида – по высоте и по азимуту), а также способ наблюдения.

Наблюдения были проведены следующим образом: по окружности платформы, отлитой из железа, были нанесены 16 отметок на равном расстоянии длруг от друга. Аппарат очень медленно вращался (один оборот за 6 минут) и после нескольких минут проволочное перекрестие микрометра было установлено на самой четкой из интерференционных полос в момент прохождения одной из отметок. Движения было настолько медленны, что это можно было сделать точно и аккуратно.

Было обнаружено, что при поддержании медленного равномерного движения аппарата результаты получались гораздо более однородными и последовательными, чем когда камень останавливался для каждого наблюдения, в силу того, что эффекты деформации могут наблюдаться еще в течение, по крайней мере, полминуты после того, как камень будет остановлен, потому что в это время начинает оказывать влияние изменение температуры.

Результаты наблюдений представлены графически на рис.2.5 (здесь – 3.5 – В.А.). Верхняя кривая – это дневные наблюдения, нижняя – вечерние наблюдения. Пунктирные кривые представляют собой 1/8 теоретического смещения.





Рис. 3.5. Результаты наблюдения эфирного ветра. По оси абсцисс – угол поворота интерферометра, по оси ординат – значения отклонений интерференционных полос в длинах волн света. Штрихами показана теоретическая кривая: расчет сделан из предположения, что эфирный ветер имеет направление, противоположное движению Земли в плоскости эклиптики.


Авторы пишут:

«Кажется вполне справедливым заключить из рисунка, что если есть какое-либо смещение из-за относительного движения Земли и светоносного эфира, то оно не может быть больше, чем 0,01 расстояния между полосами.

…Если теперь, на основании данной работы, можно было бы вполне законно сделать вывод о том, что эфир находится в покое относительно Земли, а согласно Лоренцу может не существовать потенциала скоростей, то собственная теория Лоренца также оказывается несостоятельной».

В дополнении к статье авторы пишут:

«Из изложенного выше очевидно, что безнадежно пытаться решить вопрос о движении Солнечной системы путем наблюдений оптических явлений на поверхности Земли. Но не невозможно обнаружить относительное движение аппаратом, подобным использованному в описанных экспериментах, на средних высотах над уровнем моря, например. на вершине отдельно стоящей горы. Вероятно, если эксперимент будет когда-либо проводиться в подобных условиях, кожух аппарата должен быть выполнен из стекла или вообще отсутствовать».

С.И.Вавиловым в работе [ c. 33] приведена таблица, в которой показаны данные его обработки результатов измерения эфирного ветра Майкельсона-Морли. На рис. 3.6. построен график смещений по таблице, рассчитанной Вавиловым.





Рис. 3.6. График смещения полос, рассчитанный С.И.Вавиловым


Как видно из графика, совершенно отчетливо просматривается вторая гармоника, соответствующая эфирному ветру. Что касается того, что максимальное смешение интерференционных полос в 10 раз меньше теоретического, то, учитывая тот факт, что смещение полос пропорционально квадрату отношения относительной скорости эфира и Земли к скорости света, необходимо констатировать, что в рассмотренном эксперименте Майкельсона-Морли было доказано существование эфирного ветра, скорость которого составляла от 3 до 6 км/с, что не соответствовало «теоретическому» значению скорости в 30 км/с, но однако вовсе не являлось «нулевым» результатом.

^ А.Майкельсон и Э.Морли. Об относительном движении Земли и светоносном эфире. Там же, с. 17-32. Пер. с англ. Л.С.Князевой.


Был получен результат в виде скорости эфирного ветра в 3 км/с. Это противоречило исходному положению, по которому ожидалось, что скорость эфирного ветра должна составлять 30 км/с (орбитальная скорость Земли). Возникло предположение, что под действием эфирного ветра длины плеч интерферометра сокращаются, что нивелирует эффект, или что скорость эфирного потока убывает с уменьшением высоты. Решили работы продолжить, подняв интерферометр на высоту над уровнем Земли.


В 1904-1905 гг. в работах по дальнейшему исследованию эфирного ветра Майкельсон не участвует, их проводят профессора Э.Морли и Д.К.Миллер – профессор Кейсовской школы прикладной науки.

Первые исследования имели целью проверить предположение Фицжеральда и Лоренца о том, что при движении сквозь эфир размеры аппаратуры могут изменяться.

Для исследования этого вопроса были сконструированы два аппарата. В первом был использован песчаник, применявшийся в 1887 г,, обрамленный досками из белой сосны. Силовое пересечение было построено из брусьев, имеющих 14 дюймов (355 мм) ширины, двух дюймов (51 мм) толщины и 14 футов (427 см) длины. Все вместе было размещено на круглом поплавке, который был помещен в бочку, заполненную ртутью, и мог в ней вращаться. На рис. 3.7. приведена немасштабная оптическая схема интерферометра




a)




б)


Рис. 3.7. Интерферометр Морли-Миллера: a) общий вид; б) оптическая схема


Авторы описывают методику проведения эксперимента.

«Один наблюдатель ходил по кругу вместе с движущимся аппаратом. Его глаз все время касаля телескопа, поэтому он поддердивал вращение прибора с помощью нерегулярных мягких толков через веревку, закрепленную так, чтобы не твносить каких-либо напряжений в плечи аппарата. Комната была затемнена. Второй наблюдатель также ходил по кругу вместе с аппаратом. Когда индекс устанавливался на одной из шестидесяти расположенных на равном расстоянии друг от друга отметок, второй наблюдатель называл азимут или подавал какой-либо другой сигнал. Первый наблюдатель считывал показания для данного азимута, который записывал второй наблюдатель. Назывался следующий азимут, считывались показания и так далее. Часть времени, однако, затрачивалась на то, чтобы скорректировать чрезмерное смещение интерференционных полос, вызванных изменениями температуры: на это время наблюдения прекращались.

Здесь требуется терпение и самообладание, без которых нельзя проводить работы подобного рода. Пробеги по двадцать или тридцать оборотов, включающих в себя 320 или 480 считываний, были обычным делом. Пробег в тридцать оборотов означал, что наблюдатель, который должен был делать за один оборот шестьдесят считываний за 65 или 75 секунд, проходил половину мили, с трудом удерживая свой глаз на окуляре, с тем чтобы в течение получаса не прерывать наблюдений. Эта работа, конечно, весьма утомительна.

…мы запланировали создание нового аппарата и провели несколько экспериментов, чтобы убедиться, хотя и было хорошо известно, не повлияет ли разница магнитного притяжения железных частей нашей аппаратуры на наши наблюдения. Однако наблюдения давали тот же результат, что и раньше. Мы исследовали, на какое расстояние смещаются интерференционные полосы под влиянием железного груза в 100 г. и убедились в том, что было известно и раньше: земной магнетизм не является мешающим фактором.

Во втором аппарате все оптические пути пролегали по стальной раме, выполненной из пластин и уголкового железа и несколько напоминающей мостовые блоки. На концах подвешены рамки, удерживающие зеркала, в рамки упираются сосновые рейки, пропущенные по всей длине в латунные трубки, та что положение зеркал зависит только от длины сосновых реек. Эта конструкция позволяет удобно заменять стержни на другие из другого материала, так что эксперимент может быть легко использован для проверки того, по-разному ли зависят размеры различных материалов от движения сквозь эфир.

Наблюдения проводились по той же схеме, что и при использовании предварительной аппаратуры.

Мы получили 260 полных наблюдений, состоящих каждое из считанных шестнадцати азимутов вокруг окружности. Из данных наблюдений годового движения Земли ее скорость вместе со скоростью движения Солнечной системы может быть принята как 33,5 км/с. Скорость света 300.000 км/с, отношение квадратов скоростей составляет 0,72·108. Длина пути луча в нашем аппарате составляла 3224 см, в этом расстоянии укладывается 5,5·107 волн натриевого света. Ожидаемый эффект проявляется дважды при повороте через 90о, смещение интерференционных полос в соответствии с простой кинематической теорией составляет 1,1·108 – 0,72·108. Это 1,5 длины волны.

Усреднение данных наблюдений дало 0,0076 длины волны, поэтому мы могли декларировать, что эксперимент показал: если имеется некоторый эффект природного происхождения, он составляет не более сотой части вычисленного значения.

…Можно думать, что проведенный эксперимент доказал лишь, что в спокойной подвальной комнате эфир увлекается вместе с ней. Поэтому мы хотим поднять место размещения аппарата на холм, закрыть его только лишь прозрачным покрытием с тем, чтобы посмотреть, не будет ли обнаружен какой-либо эффект».


^ Э.Морли и Д.Миллер. Отчет об эксперименте по обнаружению эффекта «Фицжеральда-Лоренца». Там же, с. 35-42.


Результаты наблюдений Морли и Миллера по исследованиям эфирного ветра 1904-1905 гг. были опубликованы зимой 1905 г.

В докладе, прочитанном в Вашингтонской Академии наук, профессор Д.К.Миллер пишет:

«Именно в это время вопросом заинтересовался Эйнштейн. Он опубликовал в 1905 гю работу под названием «Электродинамика движущихся тел». Эта работа была первой в длинном ряду статей Эйнштейна и других, которые развили современную теорию относительности. В упомянутой работе Эйнштейн выставляет принцип постоянства скорости света, утверждая, что для наблюдателя на движущейся Земле измеренная скорость света должна быть постоянна, независимо от направления и скорости движения Земли. Главным физическим фактором теории относительности является допущение, что опыты с эфирным ветром дали определенный результат. Однако истолкование этого опыта для автора было неприемлемо (курсив мой – В.А.), и для разрешения вопроса были предприняты дальнейшие наблюдения.

Осенью 1905 г. Морли и Миллер перенесли интерферометр на Евклидовы высоты близ Кливленда, на высоту примерно 300 футом над озером Эри, в место, свободное от всяких преград и построек. Было проделано пять серий наблюдений (1905-1906 гг.), которые даль определенный положительный эффект, составляющих приблизительно 1/10 ожидаемого ветра. Существовало подозрение, что это могло быть вызвано влиянием температуры, однако прямых указаний на это не было


На высоте 250 м. над уровнем моря (Евклидовы высоты около озера Эри) получена скорость эфирного ветра в 3-3,5 км/с. Результат уверенный, но непонятный. Написаны отчеты и статьи. Хотели работы продолжить, но участок земли отобрали, работы были отложены.


^ 1905 г. А.Эйнштейн публикует свою знаменитую статью «К электродинамике движущихся тел», в которой пишет, что при введении двух предпосылок – первой, «что для всех координатных систем, для которых справедливы уравнения механики, справедливы те же самые электродинамические законы», и второй, что свет в пустоте всегда распространяется с определенной скоростью, не зависящей от состояния излучающего тела. Тогда «Введение «светоносного эфира» окажется излишним, поскольку в предлагаемой теории не вводится «абсолютно покоящееся пространство», наделенное особыми свойствами, а также ни одной точке пространства, в которой протекают электромагнитные процессы, не приписывается какой-нибудь вектор скорости».

А.Эйнштейн. К электродинамике движущихся тел. Собр. научн. трудов. И.: Наука, 1965. С. 7-8.


^ 1910 г. А.Эйнштейн в статье «Принцип относительности и его следствия», ссылаясь на опыт Физо по увлечению света движущейся жидкостью (водой), проведенный в 1851 г., пишет:

«Итак, частично свет увлекается движущейся жидкостью. Этот эксперимент отвергает гипотезу полного увлечения эфира. Следовательно, остаются две возможности.

1. Эфир полностью неподвижен, т.е. он не принимает абсолютно никакого участия в движении материи.

2. Эфир увлекается движущейся материей, но он движется со скоростью, отличной от скорости движения материи.

Развитие второй гипотезы требует введения каких-либо предположений относительно связи между эфиром и движущейся материей. Первая же возможность очень проста, и для ее развития на основе теории Максвелла не требуется никакой дополнительной гипотезы, могущей осложнить основы теории».

И далее:

«Отсюда следует, что нельзя создать удовлетворительную теорию, не отказавшись от существования некоей среды, заполняющей все пространство».

Это и есть все обоснование отсутствия в природе эфира: с эфиром теория оказывается слишком сложной!

А.Эйнштейн. Принцип относительности и его следствия. Там же, с. 140, 145-146.


^ 1914 г. М.Саньяк публикует результаты экспериментов по измерению скорости вращения платформы, на которой свет от расположенного на ней источника света с помощью зеркал обегает платформу по периферии по часовой стрелке и против часовой стрелки. Обнаружено смещение интерференционных полос, величина которого пропорциональна скорости вращения платформы. Подобный опыт был проведен Ф.Гарресом (Иена, 1912). В настоящее время эффект Саньяка использован в лазерных ДУСах (датчиках угловых скоростей), выпускаемых промышленностью многими тысячами экземпляров.





Рис. 3. 8. Интерферометр Саньяка


С.И.Вавилов в книге «Экспериментальные основания теории относительности» пишет:

«Если бы явление Саньяка было открыто раньше, чем выяснились нулевые результаты опытов второго порядка, оно, конечно, рассматривалось бы как блестящее экспериментальное доказательство наличия эфира. Но в ситуации, создавшейся в теоретической физике после опыта Майкельсона, опыт Саньяка разъяснял немногое. Маленький интерферограф Саньяка обнаруживает «оптический вихрь», следовательно, он не увлекает за собой эфира. Таково единственно возможное толкование этого опыта на основе представления об эфире».

С.И.Вавилов. Экспериментальные основания теории относительности» (1928). Собр. соч. М.: изд. АН СССР, 1956. С. 52-57.


^ 1915 г. А.Эйнштейн во второй части статьи «Теория относительности» впервые формулирует основной принцип Общей теории относительности:

«…свойства масштабов и часов (геометрия или вообще метрика) в этом континууме (четырехмерном континууме пространства-времени – В.А.) определяются гравитационным полем; последнее, таким образом, представляет собой физическое состояние пространства, одновременно определяющее тяготение, инерцию и метрику. В этом заключается углубление и объединение основ физики, достигнутое благодаря общей теории относительности».

А.Эйнштейн. Теория относительности (1915). Собр. научн. трудов. М.: Наука, 1965, С. 424.

^ 1920 г. А.Эйнштейн в статье «Эфир и теория относительности» пишет, что «…общая теория относительности наделяет пространство физическими свойствами; таким образом, в этом смысле эфир существует. Согласно общей теории относительности пространство немыслимо без эфира; действительно, в таком пространстве не только было бы невозможно распространение света, но не могли бы существовать масштабы и часы и не было бы никаких пространственно-временных расстояний в физическом смысле этого слова. Однако этот эфир нельзя представить себе состоящим из прослеживаемых во времени частей (части – это в пространстве, во времени – процессы! – В.А.); таким свойством обладает только весомая материя; точно так же к нему нельзя применить понятие движения».

А.Эйнштейн. Эфир и теория относительности (1920). Там же, с. 689.





страница1/3
Дата конвертации15.08.2013
Размер0,99 Mb.
ТипДокументы
  1   2   3
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rud.exdat.com


База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2012
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Документы