ფარდობითობის თეორია სისულელე არ არის, უბრალოდ მცდარია, ან სხვანაირად რომ ვთქვათ - ჩიხია.
"А. Космическая гармония: гармонические серии и сопряженные осцилляторы
Любой, кто немного знаком с музыкой, особенно с клавишными инструментами, знает о гармонических или обертональных сериях. Даже если термин кажется незнакомым, мы знаем о феномене. Его легко продемонстрировать на примере акустического фортепиано. Представьте, что вы сидите за инструментом. Теперь бесшумно нажмите клавишу «до» в средней октаве и удерживайте ее опущенной, ощущая вибрацию струны в звуковом коробе. Теперь нажмите другую клавишу «до» на одну или две октавы выше. Вы услышите, как эта нота бесшумно вибрирует в такт звуковой частоте первой взятой ноты.
Причина очень проста. Длина фортепианной струны произвольно взятой ноты вибрирует не только на частоте точной длины струны, но и на фракциях этой длины в 1/2, 1/3, 1/4, 1/5 и т. д. Для того чтобы убедиться, повторите эксперимент, но на этот раз возьмите ноту «си» и удерживайте ее, а потом возьмите ноту «до» где-нибудь ниже на клавиатуре. Вы снова будете слышать ноту «си», но немного слабее, чем в прошлый раз. Фактически вы можете бесшумно взять любую ноту, а потом взять любую другую ноту и вы все равно услышите бесшумно взятую ноту. Все бесшумно взятые ноты на клавиатуре называются обертонами или гармониками, звучащей нотой, которая является основным тоном. Когда они вибрируют вместе с основным тоном, то называются резонантными по отношению к нему. Когда мы бесшумно берем ноту, то создаем феномен, называемый физиками сопряженным гармоническим осциллятором, так как бесшумно взятая нота осциллирует с частотой звучащей ноты; она сопряжена с ней. В этом контексте клавишный инструмент, такой как орган и фортепиано, представляет собой ряд сопряженных гармонических осцилляторов, предназначенных для контроля над вибрационной энергией струн или воздушных труб с целью создания регулярных звуковых волн, которые мы называем музыкальными тонами.
Когда древние открыли этот принцип и поняли управляющие им математические свойства, они пришли к естественному выводу, что любая вещь, которая находится в движении, каким-то образом сопряжена со всеми остальными вещами, находящимися в движении. Иными словами, сама Вселенная является лишь собранием сопряженных гармонических осцилляторов. Что же пошло не так?
Все очень просто. Звук не может распространяться без проводящей среды, будь то воздух, струны, растянутые шкуры животных и так далее. После открытия вакуума концепция «космической гармонии», объединяющей вселенную, оказалась непригодной. Произошла смена парадигм.
Б. Светоносный эфир
Старые идеи имеют странную особенность возвращаться к жизни, и концепция космической гармонии не была исключением. После того как было установлено, что свет и другие виды электромагнитного излучения распространяются в виде волн, наука встала перед дилеммой. Для всех известных волновых феноменов требовалась некая среда распространения, разновидность материи, служащая проводником для волны. Но ученые знали, что свет распространяется в вакууме — космическом пространстве, явно лишенном вещества в том виде, как мы его знаем. Последовал вполне логичный вывод: в вакууме должна существовать некая разновидность материи, сверхтонкое вещество, которое является средой для распространения света и других электромагнитных волн. Его назвали «светоносным эфиром» («aether lumeniferous»), или «светопроводящим веществом». Теперь это заблуждение легко понять: ученые просто распространили свое понимание акустических волновых феноменов на световые волны. Они думали о свете, как о звуке.
На этой основе была построена довольно логичная цепочка рассуждений. Представьте себе человека, едущего в поезде со скоростью х миль в час. Если человек встанет и пойдет в направлении движения поезда, т. е. к передней части состава, со скоростью п, то он будет двигаться со скоростью х + п миль в час. Если же он пойдет в обратном направлении, то общая скорость его движения составит х — п миль в час. В физике этот процесс называется «сложением векторов». Вектор используется для измерения скорости, и об этом нужно сказать отдельно.
Для физика скорость — не то же самое, что быстрота. Если «быстрота» дает ответ на вопрос «как быстро», то «скорость» показывает не только «как быстро», но и в «каком направлении». Таким образом, если пассажир движется в одном направлении с поездом, то для определения его истинной скорости нужно прибавить скорость его движения к скорости движения поезда. Но когда он идет в противоположном направлении, скорость его движения вычитается из скорости движения поезда. Таким образом, «вектор» для наших целей служит почти синонимом «скорости».
В. Новаторский эксперимент и революционная теория
Если мы хотим понять, что все это значит для теории светоносного эфира, нужно вернуться к одному научному заблуждению: ученые относились к свету точно так же, как к любой другой условной движущейся системе, для которой можно складывать или вычитать векторы движения. Они полагали, что если бы могли расщепить луч света и послать одну его часть по направлению вращения Земли, а другую в противоположную сторону, то сумели бы зафиксировать эфир с помощью простого процесса — сложения векторов.
Это требует некоторого объяснения. Эфир считался очень тонкой структурой, занимавшей стационарное положение в пространстве. Таким образом, считалось, что, когда луч света движется по направлению вращения Земли, эфир будет «дуть» над поверхностью планеты. Ученые назвали данный феномен «эфирным ветром». Этот ветер должен был замедлить световой луч, движущийся в обратном направлении, и ускорить луч, движущийся в том же направлении. Поддающаяся измерению разница скоростей света между двумя лучами, какой бы малой она ни оказалась, подтвердила бы существование эфира.
Два американских физика разработали, наверное, самый знаменитый эксперимент в физике XX века, так называемый «эксперимент Майкельсона-Морли». Для того чтобы правильно понять его, следует помнить о другом убеждении физиков в дорелятивистскую эпоху: они думали о свете, как о звуке.
Большинству людей известно о доплеровском эффекте, даже если они не понимают сути этого феномена. Представьте себе, что вы стоите у железной дороги, поезд быстро приближается к вам, непрерывно подавая звуковой сигнал. Поскольку векторы скорости звука и скорости звуковых волн складываются, звуковые волны сжимаются и тон звука кажется более высоким. В тот момент, когда поезд проходит мимо, векторы начинают вычитаться, волны растягиваются и звук кажется более низким. Частота звуковых волн — по крайней мере для наземного наблюдателя — ощутимо изменяется. Это называется «фазовым сдвигом».
Теперь мы можем понять эксперимент Майкельсона-Морли. На рис. 1 дана схема эксперимента следующим комментарием:
Предполагалось разделить луч света (F) на две части и послать одну из них назад в направлении орбитальной траектории Земли (к зеркалу А) от наполовину посеребренного зеркала (G), а другую под прямым углом к орбитальной траектории Земли (к зеркалу В) через наполовину посеребренное зеркало (G) и стеклянную пластину (D). После рекомбинации этих двух лучей в интерферометре (Е) можно будет определить фазовый сдвиг обоих лучей по отношению друг к другу.
Обратите внимание, что эксперимент был организован в соответствии с принципом сложения векторов и допплеровского эффекта. Стрелка справа, обозначающая направление эфирного ветра, играла роль железнодорожного поезда, приближающегося к наблюдателю, т. е. интерферометру. Теперь обратите внимание, что луч света, отражающийся от зеркала В, совмещается с лучом света, отраженного от зеркала А. Если продолжить аналогию со звуком, этот эксперимент был организован так, чтобы позволять наблюдателю одновременно слышать звуковую волну, движущуюся к нему и от него. Разница «звуков», представляющая собой фазовый сдвиг, позволяет наблюдателю слышать два разных тона или видеть два немного различных цвета. Если различие уловимо, значит, произошел фазовый сдвиг и существование эфирного ветра можно считать подтвержденным, как и существование эфира.
Но заметьте, что сам экспериментальный аппарат движется вместе с Землей. Таким образом, на рисунках 2а и 2б показана фактическая траектория лучей света.
Сейчас результаты эксперимента хорошо известны. Никакого фазового сдвига обнаружить не удалось, поэтому скорость света парадоксальным образом оставалась одинаковой в обоих направлениях. За этим последовала смена парадигмы в теоретической физике, отголоски которой доносятся до современной теории суперструн, основанной на тех же предпосылках, которые Эйнштейн использовал для интерпретации результатов эксперимента.
Для понимания произошедшего математика имеет менее важное значение, чем предпосылки, на которых были основаны расчеты. Читателю, который встает в тупик перед математическими выкладками, рекомендуется понять, что интерпретация уравнений сама по себе имеет не математическую, но более глубокую философскую природу и здесь реальное значение эксперимента расходится с теорией Эйнштейна.
Поскольку результаты эксперимента противоречили теоретическим ожиданиям, продиктованным парадигмой «светоносного эфира», два физика, Лоренс и Фитцджеральд, разработали ряд уравнений, известных как преобразования Лоренса, предназначенных для согласования результатов эксперимента и гипотетических ожиданий[194]. Из уравнений следовало, что «при движении тела через эфир его длина уменьшается, масса возрастает, а локальное время замедляется» и таким образом можно установить существование эфира[195].
Преобразования Лоренса вошли в специальную теорию относительности Эйнштейна. Эйнштейн истолковал результаты эксперимента таким образом, что скорость света является постоянной для любого наблюдателя. После этого концепция эфира в том смысле, который она имела ранее, была отвергнута по той простой причине, что в ней больше не было необходимости. В теории Эйнштейна сохранилось «растяжение» времени и «сжатие» длины, которое теперь интерпретировалось как результат ускорения любой массы до околосветовой скорости. Более того, преобразования Лоренса были необходимы для того, чтобы Эйнштейн смог вывести свою знаменитую формулу Е = mс2.
комментарий:
Ошибка Эйнштейна заключалась в том. что он объявил скорость света наблюдаемым пределом скорости любой массы, в то время как она должна была являться лишь пределом скорости любой наблюдаемой электромагнитной волны в эфире. Скорость света является предельной лишь в пространственной среде, где она наблюдается. Если энергия-плотность пространства в другой его области оказывается большей или меньшей, то релятивистская скорость света поднимается выше или опускается ниже скоростного барьера референсной световой волны — если таковая существует.
…Когда среда с постоянной плотностью приводится в гармоническое движение вокруг центральной точки (sic!), количество масс, проходящих через неподвижную точку соотношения за единицу времени, можно наблюдать как возрастание массы (или сосредоточение энергии), хотя плотность (масса на единицу объема) остается постоянной, сочетание массы и скорости создает иллюзию большего количества массы на единицу объема за единицу времени.
Иными словами, пользуясь преобразованиями Лоренса, которые сами были следствием парадигмы, основанной на вере в существование эфира, Эйнштейн не устранил саму концепцию; он полагался на нее, но забыл, что делает это. Ошибка заключалась не в математике, а в логике его интерпретации. В результате скорость света была неправильно истолкована как постоянная верхняя граница скорости для любой массы, а не как пограничное состояние между разными типами пространственной среды, сосуществующими в одной и той же системе.
Г. Возвращение к эксперименту: ошибочное измерение не в там месте и неправильные выводы1. Ротационный вариант Саньяка
Специальная теория относительности оказала глубокое влияние на последующую историю теоретической физики вплоть до нашего времени. Но, как бывает при смене любой научной парадигмы, некоторые физики отказались принять ее. Их усилия и эксперименты — во всяком случае сначала — считались маргинальными и не заслуживающими особого внимания. Одним из них был француз Джордж Саньяк, утверждавший, что Майкельсон и Морли произвели неправильное измерение к неверном месте. В конце концов, эксперимент проводился с расщепленными перпендикулярными лучами света, двигавшимися по прямым. Но Саньяк рассудил, что пространство устроено по-другому. Пространство и все объекты, которые в нем содержатся, подвержены вращательному движению; таким образом, логично предположить, что эфир тоже вращается. Значит, если кто-то хочет установить существование эфира, ему нужно измерить скорость расщепленного светового луча в ротационном эксперименте (см. рис. 3).
Иными словами, в самой организации эксперимента Майкельсона-Морли заключалась фундаментальная ошибка.
Ошибка эксперимента Майкельсона~Морли заключается в том, что его результаты также справедливы и в случае существования эфира, который движется с такой же относительной скоростью и по такой же орбите, как и Земля, движущаяся вокруг Солнца. Для объяснения этой ошибки можно воспользоваться «чайной» аналогией. Если помешать чай в чашке (предпочтительно белого цвета) с маленькими чаинками, плавающими на поверхности, то можно заметить, что некоторые чаинки, расположенные ближе к центру вращения, движутся быстрее, чем удаленные от центра (это справедливо как для линейной, так и для угловой скорости). Теперь можно представить, что наблюдатель уменьшился до микроскопического размера и сидит на одной из вращающихся чаинок. Если бы он опустил руку в жидкость с любой стороны чаинки, то смог бы он ощутить движение чая? Нет. Причина в том, что движение чая является той силой, которая обуславливает скорость движения чаинки. Наблюдатель не почувствует движения, если и он, и жидкость движутся в одном направлении и с одной скоростью. Однако если бы у него были достаточно длинные руки, чтобы дотянуться до чая либо ближе к центру, либо ближе к краю чашки, где скорость вращения отличается от его собственной, то он почувствовал бы, что жидкость движется быстрее или медленнее по отношению к нему.
С другой стороны, если бы наблюдатель мог разогнать свою чаинку, вращающуюся вокруг центра, и опустил руки в жидкость по обе стороны от нее, то он ощутил бы инерциальное сопротивление, вектор которого был бы направлен против вращательного момента его чаинки.
Саньяк воспользовался этой логикой для организации своего ротационного варианта знаменитого эксперимента Майкельсона-Морли. Результат оказался в точности таким, как предсказывала эфирная парадигма. Эксперимент Саньяка успешно показал, что «скорость света, излученного в направлении вращения по периметру вращающегося диска (для поверхности Земли), отличается от скорости света, излученного против направления вращения».
Эксперимент Саньяка был повторен Гейлом и самим Майкельсоном в 1925 г. с таким же результатом. Недавно ученые повторили его с использованием лазерной системы и более точных современных методов измерения. Результат остается неизменным: скорость света не является постоянной.
Трудно оценить влияние эксперимента Саньяка на теоретическую физику. С одной стороны, Эйнштейн, по всей вероятности, создал общую теорию относительности отчасти для того, чтобы разрешить возникшую проблему. Это явствует из вывода, что локальное пространство-время вокруг вращающихся тел большой массы изгибается и, в свою очередь, может изгибать свет. Однако некоторые ошибочные предпосылки, выведенные из линейного варианта эксперимента Майкельсона-Морли, не были отвергнуты, и их влияние сохраняется. К примеру:
В предыдущей аналогии центр вращающейся жидкости (или вихревой центр) обозначает Солнце, чаинка — Землю, чай — эфир, а руки наблюдателя — лучи света в эксперименте Майкельсона-Морли. По сути дела, Майкельсон, Морли, Эйнштейн и многие другие ученые говорили, что этот эксперимент показал, что скорость света не зависит от орбитального движения Земли. Поэтому, говорили они, мы можем прийти к одному из двух выводов:
1) Земля вращается вокруг Солнца, и, следовательно, никакого эфира не существует, или
2) Земля не вращается вокруг Солнца, и эфир существует, но, поскольку Земля не движется через эфир, эфирный ветер нельзя определить.
Очевидно, что этот вывод опровергается наблюдаемой гелиоцентрической орбитой Земли, Однако эта линия рассуждений должна включать и третью возможность:
3) Земля вместе с эфиром вращается вокруг Солнца, следовательно, эфирный ветер нельзя определить в орбитальном векторе, расположенном в непосредственной близости от Земли.
Иными словами, каждая крупная вращающаяся масса тянет или закручивает эфир за собой и вокруг себя. Это становится важным соображением, когда мы рассматриваем теорему нелокальности Белла. Как мы вскоре убедимся, предпосылка о вихревой структуре самого эфира делает возможным гармоническое сопряжение нелокальных систем; сам эфир представляет собой бесшумно нажатую клавишу па клавиатуре Вселенной. Воспроизводя геометрию различных вращающихся систем, связанных таким образом, можно получить доступ к инерциальной энергии эфирного пространства этих систем. Именно этот принцип был воплощен на практике в Гизе и в Великой Пирамиде. Первичная энергия, к которой открывался доступ через Пирамиду, была не ядерной, электромагнитной или акустической, но инерционной энергией самого пространства-времени. Мы называем эту энергию либо нулевой энергией (ZPE), либо скалярным потенциалом координатной точки.
3. Реакция Теслы и других физиков на теорию относительности
Существовала еще одна проблема, связанная с экспериментом Майкельсона-Морли, открытая в ходе эксперимента Эрнеста Сильвертуса в 1987 году.
Специальная теория относительности Эйнштейна требует, чтобы односторонняя скорость света была постоянной. Если это оказывается не так, специальная теория относительности не работает. Эксперимент Майкельсона-Морли показал лишь то, что двусторонняя (туда и обратно) средняя скорость света является постоянной. Он не обязательно доказывает, что односторонняя скорость света в любом направлении тоже постоянна. Таким образом, специальная теория относительности основана на расширительном толковании, которое выходит далеко за рамки экспериментальных результатов Майкельсона-Морли.
Эксперимент Сильвертуса продемонстрировал, что длина волны одностороннего луча света меняется с направлением его распространения. В свою очередь, это указывает, что односторонняя скорость света тоже может меняться в зависимости от направления, хотя еще никто не нашел достаточно точного метода для измерения такой скорости.
Американский физик из Bell Laboratories, Герберт Айвз, вмешался в дискуссию в 1938 году. После публикации результатов эксперимента Саньяка многие обратились к релятивистам за объяснениями, и физик Поль Лонжевин посчитал, что эти результаты следует откорректировать с учетом эффекта растяжения времени в преобразованиях Лоренса. Такая умственная акробатика заслуживает особого внимания, поскольку эти преобразования были разработаны в качестве математического трюка для сведения результатов первоначального эксперимента Майкельсона-Морли (линейного варианта) с результатами, которых следовало бы ожидать, если бы эфир существовал на самом деле. Теперь эти преобразования использовались для достижения прямо противоположной цели: показать, что эфир не существует, и подтвердить обоснованность теории, несмотря на обратные результаты!
В 1938 году Айвз опубликовал статью, опровергающую аргумент Лонжевина о «локальном времени». В 1951 году он пошел еще дальше и продемонстрировал, что «односторонняя скорость света, определенная Эйнштейном для движущейся релятивистской системы, не равна постоянной с, как утверждал сам Эйнштейн. Скорее, постоянной по отношению к разным системам отсчета является очень сложная математическая функция, включающая показания часов и термины, описывающие метод их применения».
Его критика специальной теории относительности и ее пагубного влияния па теоретическую физику была подробной и уничижительной:
Приписывание определенной величины для неизвестной скорости [односторонняя скорость света] без помощи измерительных инструментов является не подлинной физической операцией, а чем-то больше напоминающим ритуал… Принцип постоянства скорости света не просто не понятен; он не подкреплен объективными фактами.
С исчезновением этого принципа основанные на нем геометрические конфигурации вместе с их синтезом пространства и времени должны быть лишены права на истинное описание физического мира.
Иными словами, геометрические построения специальной теории относительности, основанные на предпосылке о постоянстве скорости света, являются ошибочными, так как выходят за рамки свидетельств, предоставляемых в их поддержку, или, как в случае с экспериментом Саньяка, противоречат им.
Но как же быть с общей теорией относительности, которая вроде бы так хорошо работает вместе со своей геометрической концепцией об искажении пространства телами с большой массой и подтверждается наблюдением предсказанного изгиба световых лучей, проходящих в непосредственной близости от Солнца? Хотя эта концепция кажется правильной, эта «правильность», наверное, в меньшей степени является результатом наблюдений, чем многочисленных повторений. Если достаточно часто повторять одну и ту же парадигму, то начинаешь верить в нее и интерпретировать наблюдения на этой основе. Но дело в том, что общая теория относительности не объясняет, каким образом тела с большой массой искажают пространство; она лишь утверждает, что это происходит.
Не кто иной, как Никола Тесла высказался на эту тему в 1932 году:
Я считаю, что пространство не может быть искривлено по той простой причине, что оно не имеет свойств… О свойствах мы можем говорить лишь в том случае, когда имеем дело с веществом, заполняющим пространство. Говорить о том, что в присутствии крупных тел пространство становится искривленным, равнозначно тому, чтобы утверждать, будто нечто может влиять на ничто. Я, например, отказываюсь поставить свою подпись под таким мнением.
Похоронный звон для общей теории относительности раздался в 1991 г. после эксперимента, проведенного учеными Корнуэллского университета. «Их компьютерные симуляции показали, что, если очень большая масса продолговатой формы коллапсирует внутрь себя, это приведет к образованию веретенообразной гравитационной сингулярности с бесконечной энергией (черной дыры), края которой будут простираться за пределы центрального невидимого региона. Такая голая сингулярность будет излучать в окружающее пространство бесконечное количество энергии: абсурдный результат, фатальный для общей теории относительности»."ნაწყვეტი წიგნიდან:
Джозеф Фаррелл - Звезда смерти Гизы
Giza Death Star: The Paleophysics of the Great Pyramid and the Military Complex at Giza (2001)
ვის არ გჯერათ ფარდობითობის თეორიის სისწორის?
თბილისის ფორუმი -> თემატური ფორუმი -> მეცნიერება და განათლება -> ტექნიკური და საბუნებისმეტყველო მეცნიერებები
