Андрей Гришаев - Этот «цифровой» физический мир
1.11. Ещё один пограничный эффект: годичная аберрация света от звёзд.
Аберрационные смещения видимых положений звёзд были открыты Брэдли в 18 веке. Обнаружилось, что, с периодом в один год, звёзды выписывают на небесной сфере эллипсы, вытянутые тем больше, чем меньше угол между направлением на звезду и плоскостью земной орбиты. Было ясно, что это явление как-то связано с орбитальным движением Земли, причём, по двум главным причинам, это явление не сводилось к годичному параллаксу. Во-первых, параллактический сдвиг далёких объектов происходит в сторону, противоположную смещению наблюдателя – тогда как годичные аберрационные сдвиги сонаправлены с вектором орбитальной скорости Земли. Во-вторых, параллактические сдвиги тем меньше, чем больше расстояние до объекта – тогда как большая полуось эллипсов годичной аберрации одинакова для всех звёзд: в угловой мере, она примерно равна отношению орбитальной скорости Земли к скорости света.
Годичная аберрация легко объяснялась на основе ньютоновых представлений о световых корпускулах. Объяснение же её с позиций представлений о свете, как о волнах в эфире, было довольно-таки проблематичным. В самом деле, наземные оптические опыты, например, опыт Майкельсона-Морли, показывали, что околоземный эфир вместе с Землёй участвует в её орбитальном движении. Как же тогда околоземный эфир без всяких турбулентностей продирается сквозь межпланетный эфир? Стокс показал, что эта проблема, по линии гидродинамики, устранялась бы, если плотность эфира у поверхности Земли была бы на несколько порядков больше, чем в межпланетном пространстве. Но известно, что скорость света у поверхности Земли и в межпланетном пространстве – практически одинакова, а ведь свет считался волнами упругих деформаций в эфире! Немыслимо, чтобы, при изменении плотности среды на несколько порядков, не изменялась бы скорость упругих волн в этой среде! Наконец, Эйнштейн упразднил эфир и, следуя логике относительных скоростей, заявил, что угол аберрации зависит от относительной тангенциальной скорости излучателя и наблюдателя [Э2].
Это заявление, как оказалось, отнюдь не согласуется с экспериментальными фактами. Так, визуально-двойные звёзды имеют заведомо различные тангенциальные скорости относительно земного наблюдателя – но они испытывают такие же аберрационные сдвиги, как и одинарные звёзды, причём эти сдвиги у двойных звёзд одинаковы не только по величине, но и по направлению. Концепция относительных скоростей, с очевидностью, не работает: годичная аберрация звезд зависит лишь от годичного движения наблюдателя! До сих пор релятивисты делают вид, что проблемы не существует – хотя, фактически, у них отсутствует понимание одного из ключевых явлений в оптике движущихся тел.
Между тем, это явление находит естественное объяснение на основе нашей модели, согласно которой частотные склоны играют роль той самой «небесной тверди», относительно которой локально фиксирована фазовая скорость света в вакууме. Т.е., эта скорость является фундаментальной константой лишь в локально-абсолютном смысле. Например, пока свет движется в пределах области планетарного тяготения, его скорость равна c только в планетоцентрической системе отсчёта. А в гелиоцентрической системе отсчёта она векторно складывается с гелиоцентрической скоростью планеты. Наоборот, по межпланетному простору свет движется со скоростью c только в гелиоцентрической системе отсчёта – для скорости же его относительно какой-либо планеты, следует, опять же, делать соответствующий векторный пересчёт. Заметим, что эти пересчёты следует делать не по релятивистскому закону сложения скоростей, а по классическому!
Согласно этой логике, свет от далёкой звезды, прошедший сквозь границу области земного тяготения, «игнорирует» тот факт, что эта область движется по межпланетному пространству. Свет движется по этой области со скоростью c – причём, направление движения определяется простым правилом: свет продолжает двигаться в том направлении, в котором он пересёк границу. А это направление, т.е. угол влёта, определяется классической комбинацией вектора орбитальной скорости области земного тяготения и вектора скорости света на подлёте к границе. В частном случае, когда эти векторы ортогональны, отношение их модулей даёт тангенс угла годичной аберрации – одной из фундаментальных констант в астрономии.
Таким образом, феномен годичной аберрации находит элементарное объяснение как пограничный эффект, происходящий при переходе светом от звёзд границы области земного тяготения – с переключением вектора скорости света на новую локально-абсолютную привязку. Единым махом объясняются особенности годичной аберрации, которые до сих пор не удалось объяснить на основе концепции относительных скоростей. Во-первых, это одинаковость больших полуосей эллипсов годичной аберрации для всех звёзд, независимо от их других собственных движений по небесной сфере. Во-вторых, это результат проверки того, не происходит ли аберрационный «излом» движения света на телескопе, с помощью которого ведутся наблюдения. Для этой проверки Эйри заполнил телескоп водой. Скорость света в воде примерно в полтора раза меньше, чем в воздухе. Если бы «излом» происходил на телескопе, то отношение скорости движения телескопа к скорости света в нём дало бы в полтора раза больший аберрационный эффект. Однако, эффект остался прежним – значит, в телескоп попадает свет, уже испытавший аберрационное отклонение где-то выше. Наконец, в-третьих, это своеобразная селективность действия феномена: годичная аберрация наблюдается для объектов, находящихся за пределами области земного тяготения – но не наблюдается для объектов, находящихся внутри этой области, например, для Луны и искусственных спутников Земли.
Как можно видеть, вновь выглядит предпочтительнее логика «цифрового» мира – в котором есть место для «эфира». Следует только не забывать, что «эфир», о котором говорим мы, это реальность не физическая, а надфизическая: это программные предписания. Поэтому, при движении планетарного «эфира» сквозь межпланетный «эфир», не возникает проблем ни по линии гидродинамики, ни по линии наложения этих «эфиров» друг на друга. Программные предписания таковы, что планетарный и межпланетный «эфиры», так сказать, не смешиваются, а граница между ними сохраняет первозданную резкость.
1.12. Квадратичный эффект Допплера в модели локально-абсолютных скоростей.
Согласно СТО, величина квадратичного эффекта Допплера есть
где f - частота излучения, V - скорость излучателя в системе отсчёта приёмника. Этот эффект ещё называют поперечным эффектом Допплера, поскольку он имеет место даже при движении излучателя, ортогональном к линии «излучатель-приёмник». Но термин «поперечный эффект Допплера», на наш взгляд, неудачен, поскольку эффект имеет место и при удалении-приближении излучателя.
Поскольку, согласно СТО, причиной квадратичного эффекта Допплера считается релятивистское замедление времени у движущегося объекта, то здесь со всей остротой возникает проблема: теория, построенная на относительных скоростях, оказывается бессильна ответить на вопрос о том, какой из двух рассматриваемых объектов движется, а какой покоится. Простейший пример: два космических аппарата обмениваются радиосигналами. В системе отсчёта первого аппарата, со скоростью V движется второй из них, значит, и «время замедляется» на втором – т.е. частота, принимаемая на первом аппарате, окажется уменьшена. Но в системе отсчёта второго аппарата, со скоростью V движется первый из них, значит, и «время замедляется» на первом – т.е. частота, принимаемая на нём, окажется увеличена. Это – пример внутреннего противоречия СТО, которое называется «парадоксом близнецов» (или «парадоксом часов»). Сей парадокс убил несколько поколений мыслителей, которым вдалбливали, что квадратичный эффект Допплера наблюдается на опыте в полном согласии с предсказаниями СТО. В действительности, этого согласия нет. Первые же эксперименты с транспортируемыми атомными часами (1.13) показали, что результаты их сличений, после действия «релятивистского замедления времени», принципиально однозначны – в полном согласии со здравым смыслом. Более того, эти результаты оказалось невозможно объяснить на основе концепции относительных скоростей. Для правильного расчёта, пришлось учитывать индивидуальные замедления хода у лабораторных и у транспортируемых часов, а затем брать соответствующую разность интервалов времени, отсчитанных теми и другими часами.
Такое положение дел легко и естественно следует из концепции локально-абсолютных скоростей (1.6). Согласно этой концепции, квадратичный эффект Допплера обусловлен отнюдь не «замедлением времени», а, по логике «цифрового мира», уменьшением частот квантовых пульсаций у движущихся частиц вещества – и, соответственно, сдвигами вниз квантовых уровней энергии в движущихся физических телах, только движение здесь следует понимать в локально-абсолютном смысле. Квадратично-допплеровские сдвиги квантовых уровней описываются формулой, аналогичной (1.12.1), а именно:
