Владмир Бояринцев - АнтиЭйнштейн. Главный миф XX века
Полный обзор по экспериментальным исследованиям проблемы дан в работе В.А. Ацюковского «Эфирный ветер»[32], в которой отмечается, что в корректных экспериментах ряда ученых, в первую очередь Д.Миллера, «эфирный ветер был обнаружен, значение его скорости и направление были определены с неплохой для своего времени точностью. Оказалось, что направление этого ветра вовсе не совпадает с направлением движения Земли, как предполагалось вначале, а почти перпендикулярно к нему… И хотя Миллером… эксперименты уже были проведены, учитывая всю сложность обстановки, нужно сейчас, с использованием существующих измерительных средств и современных возможностей, вернуться к этому вопросу и провести соответствующие эксперименты вновь» (выделено мной. - В.Б.).
Один из таких экспериментов был выполнен Ю.М. Галаевым[33], который отмечает: «Значение скорости эфирного ветра,' измеренное в настоящей работе в диапазоне радиоволн, близко к значениям скоростей эфирного ветра, измеренным в оптическом диапазоне электромагнитных волн в экспериментах Миллера, Майкельсона, Писа, Пирсона…
Таким образом, результаты выполненного эксперимента согласуются с положениями исходной гипотезы о существовании в природе материальной среды эфира».
В 1920 году в статье «Эфир и теория относительности» Эйнштейн писал: «…общая теория относительности наделяет пространство физическими свойствами, таким образом, в этом смысле эфир существует. Согласно общей теории относительности, пространство немыслимо без эфира…» (выделено мной. - В.Б.).
Вопросы есть?
Принцип относительности
Принцип относительности, введенный Галилеем для механических систем (а других в то время не было), гласил, что никакими механическими опытами невозможно установить, покоится данная система или движется равномерно и прямолинейно.
Другими словами, если в различных инерциальных (где действуют силы инерции. - В.Б.) системах координат мы будем производить одни и те же механические опыты, то эти опыты во всех случаях дадут один и тот же результат.
Галилей заметил, что механика движения, а именно столкновений, полета снарядов и т.д., будет одной и той же как в покоящейся, так и в равномерно движущейся лабораториях.
Пояснить этот принцип можно, приведя пример из книги «Физика для любознательных»[34]: допустим, что один поезд проходит мимо другого с постоянной скоростью, без всяких толчков, причем все окутано таким густым туманом, что вокруг ничего не видно. Могут ли пассажиры определить, какой из поездов движется? Могут ли им помочь эксперименты по механике? Пассажиры могут наблюдать только относительное движение. Хотя все правила сложения векторов и законы движения выработаны в движущихся «земных» лабораториях, они тем не менее не обнаруживают никакого влияния этого движения.
Из принципа Галилея следует, что механическими опытами нельзя обнаружить равномерное и прямолинейное движение системы отсчета относительно Солнца и звезд. Но ускоренное движение системы отсчета относительно Солнца и звезд может сказаться на результатах опытов.
Среди систем координат классической физики особого внимания заслуживают галилеевы системы. Ни одной из них нельзя отдать принципиального предпочтения, хотя с практической точки зрения целесообразно в зависимости от ситуации считать предпочтительной ту или иную систему отсчета.
Так, для пассажира, едущего в поезде, система координат, связанная с поездом, является более естественной системой отсчета, чем система координат, связанная с железнодорожным полотном. В свою очередь, посленяя система является более удобной системой отсчета для наблюдателя, не едущего в поезде.
Принципиальная равноценность различных галилеевых систем находит свое выражение в том, что формулы для перехода из одной системы в другую одинаковы, изменяется только знак относительной скорости. Так обстоит дело с точки зрения кинематики, но такая же равноценность различных галилеевых систем имеет место и в динамике. В этом и состоит классический принцип относительности.
Специальный принцип относительности распространяет принцип относительности Галилея на все физические явления, а не только на одни лишь механические движения, для которых он был сформулирован. Иначе говоря, для всех систем координат, движущихся прямолинейно и равномерно друг относительно друга, любые физические явления должны протекать одинаково, и любые физические опыты должны давать одинаковый результат.
Это положение получило название специального принципа относительности, так как относится к специальному случаю равномерного и прямолинейного движения. Все законы должны выглядеть одинаково как для системы координат, связанной со звездами, так и для любой системы координат, движущейся относительно звезд прямолинейно и равномерно. Более общий принцип, охватывающий случаи ускоренного движения систем координат, был назван общим принципом относительности. Но при переходе к специальному принципу относительности классический закон сложения скоростей теперь должен быть заменен правилом Лоренца.
Лоренц постулировал: «В равномерно движущейся системе можно использовать собственный масштаб времени». Всякая система имеет свое время. Для пересчета времени одной системы на время другой он создал уравнения, которые получили название преобразований Лоренца.
Свет и его скорость
Теория относительности отказывается от двух основных постулатов классической физики - постоянство линеек (линейных размеров тела) и часов и принимает постулат - постоянство скорости света.
Постулат о постоянстве скорости света включает в себя прежде всего предположение о том, что при распространении светового сигнала туда и обратно в пустоте скорость его одна и та же.
Второе утверждение - скорость света не зависит от скорости движения всех приборов относительно звезд. В статье «Измерение времени» Пуанкаре указывает на трудность, заключающуюся в том, что нельзя измерить скорость, не измеряя времени. Отсюда проблема: для синхронизации часов нужно знать скорость распространения сигнала, а для определения скорости сигнала нужно иметь синхронно идущие часы, расположенные в разных точках пространства. Выход из этой ситуации нашел Пуанкаре в принятии условного положения о постоянстве скорости света. Это условное положение о постоянстве скорости света было принято и в теории относительности в варианте Эйнштейна.
В.Чешев[35] отмечает, что процедура синхронизации часов, основывающаяся на соглашении о постоянстве скорости света, является опорной точкой для специальной теории относительности и всех ее следствий. Из сказанного следует, что принятие допущения о постоянстве скорости света Эйнштейну не принадлежит.
