Мистификация века

Разговор о свете

Если вас не пугает экскурс в алгебру и тригонометрию из школьного курса, то я вам докажу, что теория относительности не имеет под собой никаких оснований.

Вся теория относительности построена на том соображении, что при движении интерферометра Майкельсона его интерференционная картина не перемещается.
Предполагалось это перемещение на основе «очевидного» соображения, что если скорость света в покоящейся среде постоянна, то скорость света относительно движущегося интерферометра должна измениться. Следовательно, считали физики, интерференционная картина должна переместиться.

На основании того, что перемещения не были выявлены, в физике возник кризис понимания природы света.

Ритц предположил, что скорость света постоянна относительно источника света. Эта теория не получила дальнейшего развития, поскольку:
1. Вскоре Ритц умер, и отстаивать его взгляды было некому.
2. Предположение Ритца противоречило сложившемуся представлению о волнах: свет после того, как он излучен, теряет связь с источником света, но распространяется в среде. Следовательно, казалось бы, скорость света не может, зависеть от скорости источника, но должна явным образом зависеть от скорости регистрирующего устройства относительно среды.
3. Если бы теория Ритца была бы верна, утверждали физики, то свет от звезд, движущихся по замкнутым орбитам, должен был бы мигать, но такого науке не было известно.

Лоренц предположил, что все тела сжимаются вследствие их движения в светопроводящей среде. Эта гипотеза давала другое объяснение результата опыта Майкельсона.

Любая из теорий – Ритца или Лоренца - были достаточны для объяснения «парадоксального» результата опыта Майкельсона.
Но ни одна из этих теорий не прижилась. Появился Эйнштейн.

Эйнштейн создал теорию, согласно которой скорость света не зависит ни от чего, и постоянна в любой системе отсчета. Одним из следствий этой теории является утверждение, что скорость света постоянна в системе, связанной с источником света, то есть, казалось бы, теория Ритца не опровергается таким положением. Другим следствием является  утверждение о том, что объекты сжимаются вследствие их движения, то есть, казалось бы, и теория Лоренца подтверждается.
Эйнштейн, таким образом, соединил взаимоисключающие утверждения, создав невозможную картину мира, осознать которую разум попросту не может.
Проверку своей теории Эйнштейн осуществлял методом «мысленного эксперимента», но, получая парадоксальные результаты, вместо того, чтобы сделать вывод о ложности теории, делал вывод о ложности понятия «логика» и «здравый смысл».
В результате логика была изгнана из теоретической физики, а на ее место пришла фантастика.
Впоследствии теория света стала допускать его корпускулярную природу, то есть отождествлять свет с потоком частиц. В этом смысле правило сложения скорости света, в результате которого всегда получается опять та же самая величина, не зависимо от выбранной системы отсчета, стало более чем парадоксальным: оно стало невозможным.
Если свет – это частицы, то никто не мешает связать с ними систему отсчета. Но в такой системе все расстояния обращаются в нуль, все массы – в бесконечность, а сама теория относительности запрещает частицам двигаться со скоростью света.
Если свет – это частицы, то отвергнуть теорию Ритца, как минимум, поторопились.
С учетом открытых во второй половине XX в. пульсаров теория Ритца получила косвенное подтверждение, а вовсе даже не опровержение.

Но вернемся к причинам создания теории относительности. Я утверждаю, что всё это нагромождение бессмыслиц рождено непониманием простых алгебраических правил вычисления. Теория, волнующая умы на протяжение ста лет, рождена на пустом месте.
Итак, вернемся к свету.

Поскольку эксперименты дали повод считать свет одновременно потоком частиц и волной, можно смело предположить, что некоторые свойства света тождественны тем из свойств потока частиц и волн, которые подчиняются одинаковым правилам преобразования.
В том случае, когда для потока частиц и для волны правила преобразования не тождественны, следует использовать дополнительные сведения для того, чтобы сказать, как будет проявлять себя свет.
Важнейший вопрос состоит в том, как сказывается скорость источника света V на скорость света Cv. Известно, что Эйнштейн полагал, («без всякого обоснования», как отмечал Эренфест), что скорость света не зависит от скорости источника света, и всегда равна одной и той же величине в любой системе отсчета. Согласно такому предположению, скорость света должна быть одновременно равной C и в системе, связанной с источником света Cv=C, и в системе, относительно которой этот источник движется C0=C. 
Согласно корпускулярной теории (не принимая в расчет теорию относительности) скорость света должна складываться со скоростью источника света Cv=C+V. Эта теория примыкает к предположению Ритца о том, что скорость света зависит от скорости источника света.
Ниже мы покажем, что такой же точно вывод (Cv=C+V) мы должны сделать, рассуждая применительно к фазовой скорости света в рамках теории эфира и в предположении чисто волновой теории света. А ведь именно в таких предположениях был задуман опыт Майкельсона, но теоретики того времени сделали совершенно иной вывод, потому что перепутали фазовую скорость и скорость распространения полевого возмущения, то есть собственно скорость света.
Для того чтобы дать четкое отличие фазовой скорости от скорости света рассмотрим простой пример.
Пусть фонарь светит в одном направлении, а затем резко разворачивается и начинает светить в противоположном направлении. Фаза света будет распространяться в пространстве с одной скоростью, а информация об изменениях свете фонаря с другой скоростью. На расстоянии L в первоначальном направлении в момент поворота фонаря свет ещё присутствует, и он будет присутствовать до тех пор, пока распространяется луч от источника к этому приемнику, то есть ещё на протяжении времени L/C. После этого свет резко исчезнет. Зато он появится на противоположном конце этой линии, поскольку туда поступит свет, начиная с того момента, когда фонарь был повернут. Следовательно, фаза света почти скачком переместится на расстояние, равное 2L.
Можно привести аналогию – истечения воды из вибрирующего шланга. Собственно скорость – это скорость перемещения воды в данном направлении. А фазовая скорость – скорость перемещения горба или впадины на возникающей водяной змейке. Если шланг в среднем покоится, то эти скорости могут совпадать, но если он движется, то эти скорости, вообще говоря, означают нечто различное.
 
Скорость распространения светового возмущения, видимо, не должна зависеть от скорости движения источника. Коль скоро свет распространяется на расстоянии в пространстве, следовательно, после того, как свет излучен, он должен находиться некоторое время в пространстве. Либо он самодостаточен для распространения, то есть является неким независимым от среды потоком, либо он является возмущением в среде. В обоих случаях скорость и траектория света не должны зависеть от дальнейшего движения источника. Следовательно, если источник двигался, а затем остановился, либо если он покоился, а затем стал двигаться, скорость света не должна зависеть от того, что произошло «потом».   Только движение в момент излучения может сказаться на скорости света. Поэтому физики ожидали, что движение интерферометра должно выявить зависимость скорости света от его скорости относительно среды, в частности, относительно солнечной системы.

Но рассмотрим простой пример.

Пусть источник плоской световой волны покоится в начале координат и излучает свет с частотой υ в направлении оси X. В точке покоя уравнение светового поля имеет вид:
E1=E0 cos(2πυt).                                                        (1)

В точке на расстоянии S фаза светового поля отстает на величину S/C, поскольку свет распространяется с ограниченной скоростью С:

Es=E0 cos[2πυ(t-S/C)].                                                 (2)

Пусть теперь источник света движется со скоростью V  в направлении оси X.
В этом случае расстояние между источником света и удаленной точкой сокращается со временем, и вместо величины S в уравнение (2) следует подставить величину S-Vt.

Es=E0 cos{2πυ[t-(S-Vt)/C)]}.                                   (3)

Сделаем эквивалентные преобразования.

Es=E0 cos{2πυ[(C+V)t/C-S/C)]}.                             (4)
 
Es=E0 cos{2πυ(C+V)/C[t-S/(C+V)]}.                      (5)

Уравнение (5) можно записать в виде (2), вводя соответствующие обозначения:

Es=E0 cos[2πυ1(t-S/C1)],                                       (6)

где применены обозначения:

υ1= υ(C+V)/C,                                                        (7)

C1=C+V .                                                                (8)

Итак, мы исходили из того, что скорость света не меняется от движения источника излучения. Именно это соображение положено в условия расчета. При этом мы получили как простое математическое следствие тот вывод, что скорость распространения фронта с заданной фазой (то есть фазовая скорость) света зависит от скорости источника света. Эта зависимость описывается простым правилом сложения скоростей. При этом дополнительный эффект (но не единственный) состоит в изменении частоты света, которая воспринималась бы неподвижным источником. Это явление известно как доплеровское смещение частоты.
Следовательно, если источник света движется в пространстве, то с позиции чисто волновой и нерелятивистской теории света мы должны сделать вывод, что, хотя скорость распространения световой волны постоянна в покоящейся системе, фазовая скорость зависит от скорости источника света и вычисляется по правилу сложения скоростей.
Следовательно, вычисляя фазовую скорость световой волны в системе координат, связанной с источником света, мы должны были бы вычесть из фазовой скорости (8) значение скорости движения источника, равное V. В результате мы бы получили значение, равное C:

C1v = C+V-V = C.                                               (9)

Вывод: фазовая скорость света инвариантна к скорости источника света, при условии, что источник движется равномерно прямолинейно со скоростью, меньшей, чем скорость распространения света. При этом скорость распространения света остается постоянной лишь в покоящейся системе отсчета, то есть в системе, связанной со светопроводящей средой. Скорость распространения света, рассчитанная для подвижного источника, вычисляется, согласно правилу Галилея векторным вычитанием скорости источника из скорости света в покоящейся системе.

Пусть теперь приемник света расположен на расстоянии L от источника света, и движется с той же скоростью и в том же направлении, что и источник света. В этом случае мы рассматриваем систему, состоящую из источника и приемника света, покоящихся друг относительно друга, которые совместно перемещаются со скоростью V относительно светопроводящей среды.
В этом случае в уравнение (3) необходимо подставить

S=L+Vt.                                                                    (10)

В результате получаем:

El=E0 cos{2πυ[t-(L+Vt-Vt)/C]},                           (11)

El=E0 cos[2πυ(t-L/C)].                                          (12)

Уравнение (12) совпадает по виду с уравнением (2) и не содержит скорости V, с которой система «излучатель-приемник» движется относительно среды.
Если источник и приемник света, располагаясь на расстоянии L, движутся равномерно и прямолинейно относительно среды, скорость распространения света в которой постоянна (и равна С) во всех направлениях, то в предположении справедливости принципа Галилея для сложения скоростей можно утверждать, что свет будет принят приемником в той же фазе, как если бы пара «излучатель-приемник» покоилась относительно среды.
Иными словами, так называемый «эфирный ветер» не может быть выявлен интерферометрическими измерениями, если скорость движения интерферометра не превышает скорость света в покоящейся системе.
Следовательно, длина волны света в системе, связанной с источником света, не зависит от скорости этой системы относительно светопроводящей среды.
Важно ещё раз отметить, что указанная инвариантность не относится к скорости распространения возмущения, то есть к тому, что принято понимать под скоростью света в обычном смысле.
Вместо источника плоской волны можно было рассмотреть точечный источник при условии, что мы рассуждали бы применительно к распространению волны в радиальном направлении. Поскольку все рассуждения были бы аналогичными, то и результаты были бы теми же.
На основании принципа Гюйгенса полученные результаты могут быть применены к произвольному излучению, которое может быть представлено в виде набора точечных источников излучения.

Утверждение 1. Равномерное прямолинейное движение оптической системы относительно покоящейся среды (со скоростью, меньшей скорости света) никак не проявляется в фазовой скорости света, аналогично тому, как движение системы материальных тел относительно любой инерциальной системы отсчета никак не проявляется в скоростях взаимодействующих в этой системе тел.

Если на движущейся равномерно и прямолинейно платформе игроки играют в теннис, то они могут не учитывать движение платформы, поскольку оно никак не сказывается на движении мячей в системе, связанной с платформой. Если же рассматривать траектории мячей в неподвижной системе отсчета, то удар игрока в различных направлениях следует расценивать как удар с «различной силой», поскольку в этом случае скорость ракетки будет различной. Угол падения мяча в неподвижной системе уже не будет равен углу отражения, поскольку мяч будет сталкиваться с движущейся, а не с покоящейся платформой.

Уже только поэтому можно предположить, что аналогичные рассуждения и принцип Гюйгенса должны приводить к тому, что направление фазовой скорости света подчиняется этому же фундаментальному закону (утверждению 1), а при зеркальном отражении от движущегося зеркала угол падения не будет равен углу отражения. Соответственно, если рассматривать ход лучей в системе, связанной с зеркалом, то в этой и только в этой системе угол падения будет всегда равен углу отражения. Это опять-таки относится только к фазовой скорости света, а, следовательно, и к направлению движения волнового фронта. Это утверждение должно следовать из постоянной скорости распространения светового возмущения в покоящейся системе, то есть вычисления её в подвижной системе по правилу Галилея.   

Осталось только показать, что так оно и есть.
Для этого целесообразно нарисовать картинку, но в текстовом формате я постараюсь обойтись словами.

Представим себе зеркало, повернутое на 45 градусов к оси X. Пусть на это зеркало в направлении горизонтальной оси X приходит плоская волна, которую условно можно изобразить двумя параллельными стрелками с расстоянием d между ними. Нижняя стрелка раньше достигнет зеркала и в этот момент данный элемент зеркала можно рассматривать как новый точечный источник света. Если зеркало покоится, то верхняя стрелка достигла бы зеркала через время, равное d/C. За это время от первого элемента зеркала сферическая волна распространится на расстояние, равное
С×d/C=d.
Соединяя вторую точку с окружностью около первой точки по касательной, получим линию равной фазы отраженного света, которая будет представлять собой волновой фронт. Эта линия будет перпендикулярна направлению распространения волнового фронта. А направление волнового фронта окажется перпендикулярным направлению падающего волнового фронта. То есть для покоящегося зеркала, расположенного под углом 45 градусов, угол отражения также будет равен 45 градусов.
Если теперь зеркало движется в направлении оси X со скоростью V, то  верхний луч достигнет зеркала не через время d/C, а через время
d/(C-V),
то есть за большее время. Соответственно, до этого момента луч, отраженный от первой точки, пройдет расстояние
С×d/(C-V).
Следовательно, линия, соединяющая точку встречи второго луча и вторую окружность по касательной, будет наклонена в сторону направления оси X. Следовательно, направление фронта приобретен дополнительный поворот в сторону оси X.
Если же те же самые рассуждения проделать в системе, связанной с зеркалом, то с учетом Утверждения 1 и с учетом того, что именно о фазовой скорости необходимо вести речь при анализе направления волнового фронта, то мы получим те же результаты, которые получили, рассуждая о покоящемся зеркале. Следовательно, в системе, связанной с зеркалом, угол падения света остается равным углу отражения.


Дополнительно рассмотрим вопрос о скорости движения отраженного луча в направлении Y. Согласно принципу Гюйгенса, точки зеркала трактовать как новые точечные источники света. В покоящейся системе отсчета свет от этих точечных источников должен распространяться во всех направлениях со скоростью С. Следовательно, свет от каждого фрагмента зеркала распространяется в том числе и вверх со скоростью C. Сложение отдельных волновых фронтов изменяет общее направление движения волнового фронта, но оно не может замедлить распространение светового возмущения в вертикальном направлении Y. Следовательно, и фазовая скорость света, и скорость распространения в данном направлении Y будут по-прежнему равны C. Одновременно в направлении X появляется дополнительная фазовая скорость, равная V за счет движения зеркала. Поэтому фазовая скорость света в новом направлении может быть вычислена по теореме Пифагора, и равна корню квадратному из суммы квадратов C и V.
В системе, связанной с движущимся зеркалом, фазовая скорость света равна C, поскольку в этой системе направление света – только вертикальное, в направлении оси Y, а горизонтальная компонента отсутствует.
Ситуация с фазовой скоростью полностью аналогична рикошету мяча от движущейся или от неподвижной стены.

Утверждение 2. Равномерное прямолинейное движение оптической системы относительно покоящейся среды (со скоростью, меньшей скорости света) никак не проявляется в направлении распространения света, аналогично тому, как движение системы материальных тел относительно любой инерциальной системы отсчета никак не проявляется в направлении движений взаимодействующих в этой системе тел.


Основной вывод. В рамках приведенных рассуждений результаты, полученные в опыте Майкельсона, являются вполне закономерными, а вовсе не  удивительными, как это сочли физики в конце XIX – начале XX вв.

Действительно, в опыте Майкельсона не измеряется скорость распространения световой волны, а наблюдается интерференционная картина, на результат наблюдения которой влияет именно фаза света, то есть следует говорить о фазовой скорости. Инвариантность фазовой скорости от скорости интерферометра является простым следствием применения правила Галилея для сложения скоростей.
Следовательно, опыт Майкельсона вовсе не указывает на отсутствие светопроводящей среды, а напротив, подтверждает ее наличие. Гипотеза Ритца, состоящая в том, что скорость света постоянна относительно источника света, состоятельна в терминах фазовой скорости, но ошибочна в терминах скорости распространения поля (скорости распространения полевого возмущения).
Следовательно, для теории относительности не было никаких оснований. Следовательно, А. Эйнштейн ошибочно утверждал постоянство скорости света в любой системе отсчета. Если говорить о скорости распространения полевого возмущения, то эта скорость постоянна во всех направлениях только относительно покоящейся системы координат, единственной в своем роде, в которой скорость среды равна нулю. Движение интерферометра не выявляет различия этой скорости в различных направлениях, поскольку в интерферометре скорость распространения полевого возмущения не измеряется вовсе.
Дополнительные основания для пересмотра теории света и отказа от постулатов теории относительности приведены в цикле более ранних моих статей.
В частности, это аналогичные результаты с движущимися интерферометрами, заполненными различными средами (а не вакуумом), а также объяснение эффекта, ошибочно истолкованного как проявление «гравитационных линз», обычными газовыми атмосферными линзами.

Аргумент против теории Ритца, который на протяжении ста лет считается неопровержимым, состоящий в том, что «не существует», якобы, «мигающих звезд», давно пора сбросить со счетов, поскольку мигающие звезды открыты. Ими оказались квазары и пульсары. Период мигания последних составляет от нескольких десятков секунд до нескольких десятков минут. Невозможно предположить, чтобы небесное тело совершало обращения вокруг другого небесного тела с таким малым периодом. В рамках доказанной истинности теории Ритца мигание звезды может быть простым и понятным следствием ее движения с ускорением в направлении к нам. В этом случае фазовая скорость света, излученного позже, больше, чем скорость фазы ранее излученного света. На очень больших расстояниях по мере распространения фаза более молодого света догоняет фазу более старого света, и между ними происходит интерференция. Интерференционная картина, которая движется в пространстве по направлению распространения света как раз и приводит к тому, что наблюдатель видит мигание звезд. При этом в момент яркой вспышки имеет место сложение интенсивностей, а в момент затухания – их вычитание. Истинная яркость звезды может быть оценена как средняя величина, или как половина пиковой яркости. Поэтому свет эти звезды на самом деле вдвое менее яркие, чем воспринимаются по пику излучения. Современное представление о природе пульсара, как о двойной звезде, одна из которых абсолютна черная, а другая – светящаяся, при том, что они обладают примерно равными массами и движутся друг относительно друга с такими большими скоростями, что период обращения измеряется минутами или даже секундами, - это представление ошибочно. Мало того, такое представление противоречит и теории относительности, поскольку слишком большие скорости движения объектов с такими большими массами требуют гигантских энергий.


Рецензии
Вадим, добросовестно прочитала в качестве ознакомления.
Один из выводов " А. Эйнштейн ошибочно утверждал постоянство скорости света в любой системе отсчета."
Это, наверное то, о чем Вы мне упоминали на мою рецензию в "Империи зла".
В целом, мне интересно все, но к физике особенного тяготения не имею (несмотря, что по школе имела оценку "5" и на этом экзамене чуть все не завалила. Единственный предмет, который я к экзамену не успела прочесть по одному разу. Что-то я отвечала невпопад, поэтому физик вышел (пожалел меня или себя, я уж точно не знаю, но получила я пять за добросовестность в изучении этого предмета на протяжении года). Но читать Ваши труды буду. Могу и без установки по Корану: "читай".
Однако хочу сказать, что при изучении Библии я не единожды обращалась к учебникам школьной программы и мне очень не хватало тех знаний, которые на протяжении многих лет не были востребованы и позабылись или стерлись из памяти. И тем не менее я к таким учебникам и справочникам возвращалась.
С уважением, Свет-а

Светлана Блоха   26.09.2007 17:39     Заявить о нарушении
Уважаемая Светлана! Если у Вас нет тяги к физике, то не надо в себе ее развивать. Есть очень много других приятных занятий.
Все, что я хотел сказать своими "статьями" - это то, что мироощущение на интуитивном уровне в некоторых отношениях дает нам гораздо более точную картину жизни, чем некоторые заумные теории.
Нам кажется, что мы вместе с Землей покоимся, а Солнце движется. Это не верно: мы движемся, а Солнце в большей степени покоится, чем Земля, хотя и Солнце тоже движется по своей огромной орбите в галактике.
Это - пример, когда нас подводит наше ощущение.
Но есть и другой пример. Нам кажется, что наш мир стационарен, недвижим, существует бесконечно во времени, и воощбе-то с учетом разнообразных звезд он бесконечен и в пространстве - во все стороны, сколь бы далеко мы бы ни залетели, всегда теоретически можно продвинуться и дальше. Это ощущение более верно дает картину мира, чем "научное" утверждение, что вселенная ограничена в пространстве, что мир когда-то вообще не существовал, и что он, видимо, когда-то перестанет существовать (речь идет о мире как ВСЕ ВООБЩЕ, а не о галактике, или определенном скоплении галактик).
Хотя на практике - НА ПРАКТИКЕ И ТОЛЬКО! - конечно, мы столкнемся с конечностью мира по одной простой причине. Мы можем предвигаться только с ограниченной скоростью, и срок нашей жищни ограничен. Поэтому есть такая область пространства, за которую мы не сможем выбраться, сколь ни старайся. Для Муромского муравья Африки не существует. Он там не окажется ни каким образом. Можем вспомнить о самолете - можно перевести муровья туда. Точно также можно сказать о том, что некоторых звезд мы не достигнем, но зато видим их свет. Поскольку свет тоже не бесконечно распространяется (кстати, по теории относительности он должен распространяться бесконечно, ибо не теряет энергии, но на самом деле теряет, и поэтому все же в итоге затухает вообще до нуля) - по этой причине есть такие дали, которые и оптически нам не видны и НИКОГДА не будут видны. И никакими приборами никогда не будут зафиксированы. То есть для нас, для науки всегда есть ПРАКТИЧЕСКАЯ КОНЕЧНОСТЬ МИРА, но теоретической конечности нет. Но официальная асторфизика сейчас не разделяет практический и теоретический аспекты. И очень зря.
Если, скажем мы не можем охладить что-то ниже абслютного нуля, то это ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ограничение, и никто не сможет охладить. А если мы не можем достичь какой-то дали, то это ПРАКТИЧЕСКОЕ ограничение, и будь мы в другом месте, мы могли бы достичь. Надо эти вещи различать.

УДАЧ ВАМ!

Вадим Жмудь   27.09.2007 11:24   Заявить о нарушении
На это произведение написаны 2 рецензии, здесь отображается последняя, остальные - в полном списке.