Сергей Семиков - Баллистическая теория Ритца и картина мироздания
Согласно Е.Б. Александрову, колебания блеска цефеид могли бы размываться и за счёт теплового разброса скоростей элементарных атомных излучателей, придающих разные скорости испущенному ими свету [14]. На деле же, рассеивающая свет среда должна излучать как одно целое. Важна скорость всей среды, а не отдельных её излучателей. Рассеяние атомами, переизлучающими свет по принципу Фокса, сглаживает начальный разброс скоростей света, на что обратил внимание и сам Фокс, отвечая на аргументы Александрова [2]. Так, если излучение одного атома рассеивается на двух других, то свет, переизлучённый приближающимся атомом, увеличит скорость на V, а удаляющимся — уменьшит.
От разной скорости волны приходят к новым атомам уже в противофазе и гасят друг друга (Рис. 64). Это произойдёт на таком расстоянии S, на котором разность хода S(c+V)/c — S(c — V)/c достигнет половины длины волны λ. То есть 2SV/c= λ/2, откуда S= λc/4V. При средней скорости атомов в звёздных атмосферах V~1000 м/с и длине волны λ~1 мкм это даст S=75 см. Значит, уже объёмы газа с размерами более 1 м должны излучать как одно целое. Волны, излучённые с разной скоростью, будут постепенно гаситься интерференцией, зато волны, излучаемые сходно движущимися атомами, — будут взаимно усиливаться. В итоге, свету передаётся только та скорость атомов, с которой они движутся вместе со средой, и тепловой разброс скорости света отсутствует. Он возможен лишь у разреженных сред и малых объёмов газа.
Рис. 64. В участке среды усиливается излучение атомов, для которых V=0.
Некоторые астрономы, скажем О. Хэкман, Р. Диккенс и С. Малин, пытались опровергнуть БТР, используя звёздную аберрацию (§ 1.9). Известно, что орбитальное движение Земли с V=30 км/с меняет направление прихода звёздного света на угол α=V/c. Это — прямое следствие классического закона сложения векторов скорости света и источника. Но, если бы скорость света зависела от лучевой скорости v источника, то у разных объектов отклонение α было бы разным: вместо α=V/c нашли бы α=V/(c — v). Интересно, что такое неравенство аберрационных углов предсказывали и тщетно искали ещё Лаплас и Араго, которые поддерживали корпускулярную теорию света и применяли к нему баллистический принцип (см. "Эйнштейновский сборник-1977"). Впрочем, при имеющихся скоростях звёзд, различие углов α вышло бы столь малым, что его и не смогли бы заметить. Ведь даже для быстрейших звёзд, летящих со скоростью v~300 км/с, то есть 0,001c, изменение α составило бы одну тысячную. А поскольку угол аберрации α и сам крайне мал — всего 20 угловых секунд, — то его изменение на 0,02'' будет и вовсе незаметно, даже при наблюдении через лучшие телескопы с разрешением в 1''–0,1''.
Впрочем, полагали, что изменение α можно выявить у далёких галактик, которые, как судят по эффекту Доплера, удаляются с огромными скоростями v, сопоставимыми со скоростью света c. И, всё же, для них угол α=V/(c — v) оказался тем же, что и для звёзд, словно скорость v не меняла скорости света, тем самым говоря будто бы против БТР [153]. Здесь нестыковка возникала опять же от неверных представлений о космосе. Ведь, согласно БТР, галактики не разбегаются, а имеют сравнительно небольшие случайные скорости, такие, что v/c<<1, тогда как красное смещение вызвано не эффектом Доплера от удаления галактик, а эффектом Ритца от их вращения (§ 2.4). Поэтому реальная скорость v галактик ничтожна в сравнении со световой и очень слабо влияет на скорость идущего от галактик света. Именно поэтому, аберрационный угол мало отличается от стандартного α=V/c. Кстати, это отмечал и сам автор "опровержения", Диккенс, понимавший, что оно теряет смысл (аберрация света галактик не противоречит БТР), если красное смещение галактик имеет недоплеровскую природу, согласно Белопольскому и другим астрономам [87].
Итак, явления космоса не противоречат, а скорее подтверждают теорию Ритца. В большинстве же своём постановка и трактовка таких опытов попросту не корректна и не позволяет установить ни справедливость, ни ошибочность БТР. Так что нужны новые наблюдения и эксперименты, скажем, сравнение аберрационных углов звёзд интерферометрическими методами с их разрешением в 0,001''-0,0001'', которые докажут БТР окончательно. И тогда уже, совсем как в романе Жюля Верна, отпадут всякие сомнения в могуществе баллистики.
§ 2.10 Баллистический принцип, двойные звёзды и эффект Барра
Принцип этот долго не мог укорениться в науке и подвергался жёсткой критике со стороны чистых математиков и физиков. Однако какая-то сила заставляла другую часть учёных продолжать изыскания в этом направлении эмпирическим путём, и через полстолетия после Доплера принцип, наконец, установился как прочный метод.
А.А. Белопольский, "Расстояния и движения звёзд" [153]Как видим, приведённые выше попытки опровергнуть баллистический принцип не имеют доказательной силы, — все они некорректны. Впрочем, не они привели к отказу от баллистической теории Ритца, а совсем иные наблюдения, а, конкретней, выполненный Де Ситтером анализ движения двойных звёзд. Собственно говоря, это и был первый весомый аргумент против баллистической теории, который остановил её развитие и привёл к забвению идей Ритца. Напомним, что "двойной звездой" называют пару звёзд M и N, обращающихся вокруг общего центра O по круговым или эллиптическим орбитам (Рис. 65). Если скорость испускаемого звёздами света c складывается с их орбитальной скоростью v, то луч от приближающейся к нам звезды A должен иметь бóльшую скорость и проходить расстояние L до земного наблюдателя быстрее, чем луч от удаляющейся B (Рис. 63.а). Поэтому, согласно БТР, свет приближающейся звезды M мы видели бы на время Δt= L/(c-v)—L/(c+v) раньше, чем свет удаляющейся N. То есть, в одних точках орбиты мы будем наблюдать звезды чуть раньше, а, в других, — чуть позже, чем следовало бы.
Рис. 65. Двойные звёзды с круговыми (а) и эллиптическими (б) орбитами.
В результате видимое движение звёзд исказится, получив отклонения от законов Кеплера, чего реально никто не наблюдал [26, 152]. Именно это было основным аргументом, по которому в своё время отвергли теорию Ритца. Но, поздней, было показано, что у двойных звёзд, различимых через телескоп, подобные отклонения и нельзя бы было обнаружить при существующих параметрах двойных звёздных систем и разрешающей способности астрономических приборов [111]. Из-за сравнительно малой их удалённости, малыми (меньше разрешающей силы телескопов) получаются и пропорциональные L искажения.
Поэтому, против теории Ритца могут свидетельствовать лишь наблюдения спектрально-двойных звёзд, удалённых от нас на много большие расстояния, чем визуально-двойные, и имеющих пропорционально большие искажения. Однако, такие звёзды уже неразличимы по отдельности, и, даже при наблюдении через сильнейшие телескопы, сливаются в одну светящуюся точку. Поэтому, об их движении судят лишь на основании наблюдений спектра звёзд: смещение спектральных линий даёт по формуле эффекта Доплера лучевую скорость звёзд в каждый момент времени. А по кривой лучевых скоростей легко найти основные параметры звёздных орбит, в том числе их эксцентриситет, — степень вытянутости орбиты. Так, если для круговой орбиты кривая лучевых скоростей имеет форму синусоиды (Рис. 66.а), то для эллиптической орбиты она уже менее симметрична (Рис. 66.б, в).
Рис. 66. Орбитальные v и лучевые vr скорости звёзд в зависимости от вида их орбиты и положения на ней.
Рассмотрим случай круговой орбиты. Если движение звезды влияет на скорость света, то её кривая скоростей должна перекоситься (Рис. 67): точки, где лучевые скорости vr положительны (направлены от нас, снижая скорость света до c-vr) сместятся вперёд по оси времени (их свет запоздает), а где отрицательны — назад (их свет прибудет раньше за счёт выросшей скорости света). И форма кривой скоростей (Рис. 67.а) стала бы напоминать таковую для эллиптической орбиты Рис. 66.в). Кроме того, нарушался бы (Рис. 67.б) зеркальный ход кривых скоростей двух звёзд M и N (Рис. 65.а). Зная удалённость и скорость звёзд, легко вычислить значения этих предполагаемых отклонений. Но, как показали наблюдения, такие отклонения отсутствуют или имеют величину заметно меньшую расчётной. Так, известно множество спектрально-двойных с почти круговыми орбитами, которые по БТР казались бы сильно вытянутыми. Выяснилось, что, если скорость света и складывается со скоростью источника по закону c΄=c+kv, то k<0,002 [93]. То есть выходило, что теория Ритца (где k=1) полностью противоречит наблюдениям.
