Впервые об опыте Майкельсона-Морли (попытки поиска эфирного ветра) я услышал в самом начале семидесятых годов прошлого века, в школе. На уроке физики учитель нам рассказывал о революции в естественных науках, которая случилась в начале двадцатого века; с чего началось и чем продолжилось. Конечно, азы теории относительности для нас были ещё недоступны, так что дело ограничивалось лишь общими фразами. До революции в физике предполагалось, что наша планета Земля движется в материальной среде эфира с большой скоростью. А раз так, то можно обнаружить относительное движение Земли в среде в виде набегающего ветра эфира. После того, как на уроке я услышал об опыте по обнаружению эфирного ветра, мне подумалось: какая глупость, ведь если бы эфирный ветер был, то он обязательно давно бы дал о себе знать, пусть в самых ничтожных эффектах! Ведь как говорят – капля камень точит. Вот такая мысль сразу пришла в голову. И правда, эфирный ветер обязательно наследил бы на нашей Земле, и не только. Уж насколько далеки в своём эллиптическом движении кометы от Солнца, а ведь солнечный ветер загибает им хвосты!.. И разве, если бы эфирный ветер существовал, не делал бы он что-то похожее и с кометами?! Так что, вещь очевидная: солнечный ветер есть, а вот эфирного ветра нет и быть почему-то не может! И вот вопрос: почему?
Мало того, звёзды, планеты, малые тела, двигаясь в эфире, не испытывают никакого заметного сопротивления! Ведь эфир, как считалось, материален, состоит из неких элементов, подвижных, имеющих массу; и по логике эти элементы с массами должны оказывать сопротивление любому движущемуся в нём телу! Но его нет, чудо!.. Даже сегодня можно услышать доводы противников «эфирокопателей», что материальной среды нет и быть не может, потому что нет никакого сопротивления движению тел! И всё же материальная среда физического вакуума нынче узаконена. Но она тоже не оказывает заметного сопротивления движению тел! Почему?! Но тогда, в девятнадцатом и в начале двадцатого века…
Учёные были озадачены этими «почему», ведь почти никто не сомневался в существовании материальной светоносной среды, которую звали эфиром. Если тело движется в материальной среде, то можно обнаружить относительное движение тела. На земле, пока мы стоим на месте и нет ветра, то среда атмосферы как бы и не существует. Но стоит нам двинуться с большой скоростью, как ветер ударит нам в лицо. А если в руках у нас есть к тому же детская вертушка, то вертушка быстро закрутится, принимая на лопасти давление атмосферы. Майкельсон и Морли для обнаружения эфирного ветра использовали не детскую вертушку, а лучи света, на которые должен был влиять эфирный ветер. Опыт повторяли множество раз в разные годы, но убедительного доказательства наличия ветра так и не получили. Результат удивил многих, ведь среда эфира материальна, а эффекта относительного движения в ней – никакого! Почему?!
На протяжении двух с лишним столетий учёные строили различные модели среды эфира. Эфир считали то газом, то жидкостью, то желеподобным, а то вообще твёрдым телом! Среду наделяли противоречивыми свойствами и характеристиками. Решается проблема с одним эффектом, но тут же создаются проблемы с другими. И так без конца! Одним словом, измучил учёных мужей этот эфир до чёртиков!.. А что делать – не знали. Вроде, и без него нельзя, и с ним – тошно. И тогда стали закрадываться в головы некоторых тружеников науки мысли – а есть ли эфир вообще?! может, его и нет вовсе?! Тем более что, как говорили шибко продвинутые электродинамики, для распространения электромагнитных волн никакой особой среды не требуется. Волны идут сами, в пустоте, взаимно рождая друг друга: магнитная – электрическую составляющую волны, а электрическая – магнитную. Но были и такие учёные, которые не хотели отказываться от эфира, и строили теории, пытавшиеся объяснить отрицательный результат опыта Майкельсона-Морли. Так голландец Гендрик Лоренц предположил, что при движении тел в эфире частицы тел сжимаются, укорачиваются. А француз Анри Пуанкаре указал на относительность понятия одновременности при относительном движении. Так их общими усилиями родился коэффициент Лоренца-Пуанкаре в виде подкоренного выражения разности единицы и дроби, где в числителе стоит квадрат скорости тела, а в знаменателе – квадрат скорости света (отношение скоростей). Это и решило судьбу эфира. Ради справедливости надо сказать, что ещё задолго до Лоренца с Пуанкаре подобную форму коэффициента для движущихся зарядов вывел Оливер Хэвисайд.
Молодой человек, служащий патентного бюро в Берне, в 1905 году написал статью, в которой известил научное сообщество, что, действительно, можно обойтись без эфира, если положить в основу наших представлений два утверждения: во всех относительно движущихся системах законы механики и электродинамики выполняются одинаково и скорость света постоянна, и не зависит от скорости источника. Теория молодого автора естественным образом выводила коэффициент Лоренца-Пуанкаре. А. Эйнштейн поспешил обобщить принцип относительности движения (скоростей) на всю физику. Тогда искать абсолютную форму движения тел относительно эфира не имеет смысла. Не все и не сразу согласились с таким подходом. Даже Лоренц не смог отказаться от эфира, как и другие видные учёные той поры. Они считали, что если эфир нельзя обнаружить, как и относительное движение в нём, то это не значит, что эфира нет. Эфир есть, думали они, но природа, структура его гораздо сложнее, чем полагали. Ещё до статьи Эйнштейна, даже Макс Планк пробовал спасти эфир, но его идеи вызывали только насмешки. Планк предполагал, что плотность эфира имеет огромную величину, превосходящую во много раз плотность самого плотного материала на Земле. И в этом плотном эфире элементы его ведут себя как осцилляторы, энергия колебаний которых кратна кванту действия; и каждая частица вещества представляет собой собрание этих осцилляторов. Движение такой частицы-осциллятора в эфире, как целое, безотносительно, как движение в среде какой-то неоднородности среды. То есть, Планк прямо давал понять, что частица вещества и материя эфира – не инородные сущности, а одна. Но, повторяю, эти его идеи учёные тогда высмеяли.
Макс Планк, поклонник абсолютов, поддержал новую кинематику Пуанкаре-Эйнштейна, так как увидел в ней утверждение ещё одного абсолюта в физике – постоянной скорости света. Однако мне думается, что Планк всё же не отказался от представлений о материальности пространства, но не говорил об этом публично. С появлением квантовой механики Гейзенберга-Шрёдингера-Дирака мысли Планка о материальности среды только укрепились. Да и сама наука стала признавать новый эфир под именем «квантовый физический вакуум»; материальность его делалась в опытах и в экспериментах всё более очевидной. Даже Эйнштейн в двадцатых годах изменил свою тональность в отношении эфира, но с оговоркой о том, что эфиру не следует приписывать состояние движения, мол, эфир в новом понимании – это физическое пространство общей теории относительности. И это понятно, потому что по идеям ОТО большие массы должны изгибать пространство-время вокруг себя, ведь пустота, ничто изгибаться не может!
Самым замечательным моментом тут является фраза «эфиру не следует приписывать состояние движения». Эфир как бы есть, но двигаться он не может. В сущности, вот здесь и есть камень преткновения, исток проблем, противоречий, недоразумений в физике минувшего века. Ведь почти все модели эфира представляли его в виде идеальной газовой или жидкой среды, где возможны движения, динамики разных форм и видов. Где есть место и локальным, малым вихрям, замкнутым и разомкнутым, и большим вихрям, и огромным перемещениям масс в виде ветров из области высокого давления в область низкого давления. По всей видимости, Эйнштейн и говорил о невозможности подобных форм движений эфира. Причина – в структуре, в строении среды, которую раньше звали эфиром, а теперь – физическим квантовым вакуумом. Элементы вакуума не могут двигаться свободно, как атомы и молекулы газа или жидкости, по всем направлениям и с разными скоростями. Структура вакуумной среды иная.
За минувшие годы мне пришлось прочесть немало материалов прошлого и настоящего, где авторы пытаются как бы реанимировать эфир, вернуть его из небытия. Даже сейчас получаю от авторов статьи такого рода, где частицы эфира представляются в виде идеальных круглых шариков (тел), которые упруго или не упруго сталкиваются, могут соединяться прочно, могут – непрочно, могут вращаться вокруг общего центра масс, и всё в подобном духе. И даже с математическими выкладками. Я понимаю авторов, сочувствую вместе с ними, но утешить, обнадёжить ничем не могу… Ну не может, не может эфир (физический вакуум) быть таким до безобразия примитивным! Одно можно сказать о структуре вакуума определённо – его элементы связаны, как в цепочке связанных осцилляторов, и элементы могут двигаться в виде колебаний со скоростью света. Сорваться со своего места и свободно перемещаться в пространстве с разными скоростями элементы вакуумной среды не способны. Энергия колебаний элементов вакуума кратна энергии кванта действия. То есть, идеи Макса Планка начала двадцатого века были в общем верны. Но самой большой сложностью оказалась модель устойчивой частицы вещества. В начале двадцатого века знали только одну частицу – электрон. Атом представляли в виде устойчивой комбинации отрицательных и положительных электронов. Вот и пытались построить модель электрона. Знали, что электрон имеет заряд, и масса его частично электромагнитная, как тогда говорили; масса электрона зависит от его скорости. Электрон представляли в виде сферы, которую изнутри распирает давление заряда, а снаружи – большое давление эфира (давление Пуанкаре), которое не даёт заряду разлететься. Вот такое противоборство двух давлений! При поступательном движении с большой скоростью электрон будет сжиматься в направлении движения, что и отражает коэффициент Лоренца-Пуанкаре. От себя добавлю: интересно то, что никому тогда не пришло в голову соединить эти два давления в радиальную колебательную динамику! Дыхание вакуума было бы открыто на 80 лет раньше!
Макс Планк тогда говорил об огромной плотности эфирной среды. Если соединить такую плотность со структурой связанных элементов среды, способных лишь к колебанию по всем направлениям со световой скоростью, то среда близка по строению с кристаллом, квантовым кристаллом. К сожалению, частица электрон не годилась на роль главной фундаментальной частицы, слагающей вещество. Такая частица (протон) будет открыта только в 1919 году. Нейтрон откроют в 1932 году. Но протон – основа! Протон и есть радиальная, согласованная колебательная динамика элементов среды физического вакуума в сверхмалом объёме, которую справедливо назвать «дыханием вакуума». Протон не инороден среде, а есть лишь его локальная устойчивая колебательная динамика со световой скоростью. Затея – искать относительное движение тела в плотной среде, сложенного из таких «родных» протонов, – теряет смысл. Эфирного (вакуумного) ветра быть не может, т. к. лететь, перемещаться на большие расстояния элементы среды не способны, лететь нечему! Перемещается, движется на большие расстояния в вакуумной среде только энергия движения в виде частиц, квазичастиц, волн различных форм! И заметного сопротивления чрезвычайно плотной среды движущемуся телу не обнаруживается, потому что тело есть, в сущности, сгусток волновой, колебательной энергии. Но такое тело при движении или покое будет чутко реагировать на изменения энергии давления самой среды физического вакуума. По секрету вам скажу, что плотность этого самого физического вакуума превосходит плотность нашей земной атмосферы на уровне моря в один миллион раз. А мы живём в этой плотной среде, свободно движемся, и никаких проблем с передвижением как бы нет… На самом деле – есть. Это заметно даже тогда, когда мы поднимаемся вверх по лестнице, двигаясь в градиенте плотностей и давлений среды. Рост давления среды с увеличением расстояния от поверхности земли делает этот подъём отнюдь не лёгким. Это давление мы сегодня по недоразумению зовём силой тяжести, притяжением Земли. Гравитационное поле вокруг массивного тела есть градиент плотностей и давлений среды физического вакуума. Вот этот градиент давлений массивное тело всегда несёт с собой. На языке Общей теории относительности – кривизна пространства-времени. Градиент плотностей и давлений создаётся всей суммой волновых полей каждой частицы тела. Плотность световых скоростей осцилляций здесь огромна. Её можно даже назвать «горячим» вакуумом, в отличие от «холодного» вакуума вдали от галактик. Но «холодный» вакуум по давлению и плотности заметно превосходит «горячий». Хотя, перепады «температур» и давлений среды вакуума ветров не вызывают, как в атмосфере Земли. Огромная плотность среды физического вакуума обусловливает и большую величину скорости света. В квантовом мире нет статики, только – колебательная динамика элементов физического вакуума через взаимодействие!..