CC BY
99ЭКСПЕРИМЕНТ, ОПРОВЕРГАЮЩИЙ СПЕЦИАЛЬНУЮ И ОБЩУЮ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ А. ЭЙНШТЕЙНА Харитонов В.И.
Харитонов Василий Иванович - кандидат технических наук, лауреат Государственной премии, пенсионер,
г. Мытищи
Аннотация: в статье сообщается о проведенном эксперименте, который опровергает второй постулат специальной теории относительности А. Эйнштейна о независимости скорости света от скорости движения источника света.
Ключевые слова: теория относительности, эксперимент, скорость света, источник света, специальная и общая теории относительности, векторное сложение скоростей.
В настоящее время существует много работ, в которых авторы утверждают, что теории А. Эйнштейна (специальная и общая) являются ошибочными. Как правило, в этих работах приводятся логические доводы против теорий относительности. В настоящей статье сообщается о проведенном эксперименте, который доказывает, что скорость света векторно складывается со скоростью движения источника света. Это опровергает второй постулат специальной теории относительности А. Эйнштейна о независимости скорости света от скорости движения источника света. Если хотя бы один из постулатов, положенных в основу специальной теории относительности, неверен, то неверна и вся специальная теория относительности. Поскольку в основе общей теории относительности лежит специальная теория относительности, значит, неверна и общая теория относительности.
Напомним, что в основополагающей работе «К электродинамике движущихся тел» (А. Эйнштейн. Собрание научных трудов. М.: Наука, 1965) [1] Эйнштейн в томе 1 на странице 10 формулирует два принципа: принцип относительности и принцип постоянства скорости света. Эти принципы называются также постулатами Эйнштейна.
Цитируем постулаты Эйнштейна:
1. «Законы, по которым изменяются состояния физических систем, не зависят от того, к которой из двух координатных систем, движущихся относительно друг друга равномерно и прямолинейно, эти изменения относятся».
2. «Каждый луч света движется в «покоящейся» системе координат с определенной скоростью V, независимо от того испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом».
Что касается первого принципа (постулата), то это - расширенный принцип относительности Галилея, распространенный на электромагнитные явления (свет, радиоволны и т.д.). Этот принцип подтвержден опытом и не вызывает сомнений.
Первая часть второго принципа (постулата): «каждый луч света движется в «покоящейся» системе координат с определенной скоростью V» также не вызывает сомнений.
Вторая часть принципа (постулата): «независимо от того, испускается ли этот луч света покоящимся или движущимся телом» вызывала и продолжает вызывать сомнения.
Авторами данной статьи проведен эксперимент, подтверждающий, что скорость света векторно складывается со скоростью движения источника света.
На рисунке 1 представлена схема установки для проведения экспериментов по выяснению влияния движения источника света на скорость распространения света. На жесткой балке 1 размещены все элементы установки. Свет от лампы накаливания 2 (автомобильная лампа мощностью 45 Вт с напряжением 12 Вольт) проходит через диафрагму 3, выполненную из алюминиевой фольги толщиной 0,2 мм с отверстием диаметром 0,001 мм, и фокусируется проекционным объективом 4 перед фокальной плоскостью измерительного микроскопа 6.
напра&ление дбижения устана&ки к спзбеэдию "Лебедь"со скоростью V
1 п , Г 1 /<~> и \ 1 \ 1 г 1II 1 1 !
1 > 1 1
Л/
Рис. 1. Схема установки для проведения экспериментов по выяснению влияния движения источника света на скорость распространения света: 1 - жесткая балка; 2 - лампа накаливания; 3-диафрагма;
4 - проекционный объектив; 5 - ось вращения; 6 - измерительный микроскоп ОМС-6;
Ь - базовое расстояние (от диафрагмы до переднего фокуса объектива)
Таким образом, формируется луч света, направленный вдоль продольной оси балки. При фокусном расстоянии Е проекционного объектива 4, равном 150 мм (Е = 150мм), диаметре диафрагмы (1 = 0,001 мм и базовом расстоянии Ь = 1000 мм в фокальной плоскости микроскопа получается световое пятно диаметром
Ь 1000мм ■ 0,001мм
О = =-—-и 0,007мм
г 150мм
Измерительный микроскоп ОМС-6 имеет шкалу, позволяющую наблюдать перемещение светового пятна на 0,001 мм.
При проведении экспериментов балка устанавливается на треногу с приспособлением, позволяющим поворачивать балку по азимуту и углу места.
Эксперимент основан на том, что сначала продольная ось жесткой балки и сформированный вдоль нее луч света от источника света устанавливаются параллельно направлению движения Земли вместе с установленной на ней балкой к созвездию Лебедь (направление на созвездие Лебедь определялось по подвижной карте звездного неба, приложенной к монографии И.А. Климишина [2]). При этом отмечают положение светового пятна от луча света в поле зрения микроскопа. Затем балка разворачивается на 90° (в этом случае луч света оказывается направленным поперек направления движения к созвездию Лебедь) и определяют наличие или отсутствие смещения светового пятна в поле зрения микроскопа. Отсутствие смещения светового пятна означает, что скорость света векторно складывается со скоростью движения источника света.
Как указано в монографии И.А. Климишина «Астрономия наших дней» на странице 349, Солнечная система движется в Галактике со скоростью 250 км/с в направлении созвездия Лебедь. Таким образом, источник света 2 движется вместе с Землей, установленной на ней балкой и Солнечной системой в направлении созвездия Лебедь со скоростью У=250 км/с. (Скоростью движения Земли по орбите вокруг Солнца, равной 30 км/с можно пренебречь ввиду ее малости по сравнению со скоростью 250 км/с движения Солнечной системы в Галактике в направлении созвездия Лебедь).
Как было отмечено выше, в ходе эксперимента сначала отмечают положение светового пятна в поле зрения микроскопа при ориентации продольной оси балки и сформированного на ней луча света параллельно направлению движения Солнечной Системы и Земли с установленной на ней балкой в направлении созвездия Лебедь. Затем балку поворачивают на 90° и отмечают новое положение светового пятна. При повороте балки на 90° луч света от
источника 2 распространяется перпендикулярно направлению движения. Если бы скорость света не зависела от скорости движения источника света, то должно бы наблюдаться смещение изображения светового пятна в поле зрения микроскопа в строну, противоположную направлению движения источника света. Установка для проведения экспериментов (рис. 1) расположена неподвижно на Земле. Земля находится в составе Солнечной системы и движется в Галактике вместе с Солнечной системой со скоростью V=250 км/с в направлении созвездия Лебедь. При базовом расстоянии Ь= 1000 мм (рис.1), скорости движения Солнечной системы в Галактике V=250 км/с и скорости света С=300000 км/с смещение изображения светового пятна в поле зрения микроскопа составило бы
V 250км/с
1-= 1000мм -т ~ 0,8мм
С 300000км/с
Эксперимент показал, что смещения светового пятна при повороте балки на 90° от направления на созвездие Лебедь не наблюдается.
Отсутствие смещения светового луча объясняется тем, что к скорости луча света добавляется векторно скорость 250 км/с - скорость движения в Галактике Солнечной системы, а вместе с ней Земли и расположенной на ней неподвижно установки для проведения экспериментов и источника света 2 (рис. 1) в составе установки.
Таким образом, получено экспериментальное доказательство, что постулат А. Эйнштейна о независимости скорости света от скорости движения источника является ошибочным, а, следовательно, являются ошибочными специальная и общая теории относительности.
Всё выше изложенное представляет собой краткое изложение сути проведенного авторами эксперимента. Ниже приводятся подробные разъяснения относительно их утверждений: а) в случае, если скорость света не зависит от скорости движения источника, то при распространении света перпендикулярно направлению движения источника должно наблюдаться смещение светового пятна в поле зрения микроскопа в направлении, противоположном направлению движения источника в составе установки; б) в случае, если к скорости света векторно прибавляется скорость движения источника, то смещения светового пятна в поле зрения микроскопа не должно наблюдаться.
Рассмотрим распространение одиночного импульса света от движущегося источника света в направлении перпендикулярном его движению (рис. 2) в предположении, что скорость света не зависит от скорости движения источника света.
На рисунке 2 источник света S движется со скоростью V параллельно неподвижной плоскости Б. В положении 1 источник света S испускает короткий световой импульс в направлении перпендикулярном скорости движения источника света S. Предполагается, что скорость света не зависит от скорости движения V источника S. Это означает, что импульс света движется из того места, где он был испущен в том направлении, куда он был направлен, т.е. в направлении перпендикулярном скорости движения Vисточника света S , и в этом случае к скорости света С не добавляется скорость движения V источника света S.
Рис. 2. Распространение одиночного импульса света от движущегося источника света в направлении, перпендикулярном его движению, в предположении, что скорость света не зависит от скорости движения источника света: 1 - 5 - последовательные положения источника одиночного импульса света S при его движении со скоростью V; 2 ' - 5' - последовательные положения импульса света,
соответствующие последовательным положениям 2 - 5 источника света в одни и те же моменты времени; Б - плоскость, над которой параллельно ей движется источник света S; Ь - расстояние от линии движения источника света S до плоскости Б
Цифрами 2 ' - 5' обозначены положения импульса света в последовательные моменты времени, соответствующие моментам времени, в которые источник света S занимает положения 2-5. Таким образом, когда источник света окажется в положении 5, импульс света достигнет плоскости Б, пройдя расстояние Ь за время £ = -, и окажется в точке 5'(где С - скорость света, Ь - расстояние от линии движения источника света S до плоскости Б). Точка попадания на плоскость Б импульса света окажется на расстоянии А1В1 от точки пересечения перпендикуляра ВВ1, опущенного из точки 5 на плоскость Б. Это расстояние будет равно
А 1В 1 = V ■t = V- = L- .
с V
Таким образом, импульс света отстанет от источника света на величину
= ^ С
Мы рассматривали движение источника импульсного света S, испускающего одиночный импульс, над неподвижной плоскостью Б.
Такое же отставание будет наблюдаться, если плоскость Б будет двигаться с той же скоростью V и в том же направлении, как и источник света S, иначе говоря, источник света будет жестко связан с плоскостью Б. В этом случае источник света S и плоскость Б будут представлять собой единую инерциальную систему, движущуюся равномерно и прямолинейно со скоростью V.
В том случае, когда источник света S при его движении излучает луч света непрерывно, начиная с точки 1, то конец луча при перемещении источника света Б из точки 1 в точку 5 будет располагаться на линии 515, соединяющей точки 51 и 5. Эта картина будет соответствовать моменту времени
Ь
г = с
При дальнейшем движении источника света Б, излучающего непрерывный луч света в точки 6, 7 и далее, линия 515 будет перемещаться со скоростью V вслед за источником света, занимая положения 616, 717 и далее. При этом точка пересечения этой линии с плоскостью Б будет перемещаться по плоскости Б со скоростью V в виде светового пятна, отставая от точек пересечения перпендикуляров, опущенных из точек 616, 717 и далее на плоскость Б, на величину L — в том случае, если плоскость Б неподвижна.
Если плоскость Б будет перемещаться с той же скоростью V и в том же направлении, как и источник света Б, то световое пятно будет неподвижно и отклонено от точки пересечения
перпендикуляра, проведенного из точки расположения источника света S в данный момент времени, на расстояние
А 1 В 1 =L-,
с
т.е. луч света будет следовать за источником S, отклоняясь от перпендикуляра, проведенного из точки расположения источника света S на угол X , тангенс которого равен
А1В1
ta п а =-,
L
подставляя значение А ^ 1 = L-, получаем
LV V
ta п а = — = -
CL С
что соответствует отклонению светового пятна от точки пересечения перпендикуляра, опущенного из точки нахождения источника света S в данный момент времени, с плоскостью D на величину
А 1 В 1 =L-.
с
Рассмотрим распространение одиночного импульса света от движущегося источника света в направлении перпендикулярном его движению (рис. 3) в предположении, что скорость света зависит от скорости движения источника света.
На рисунке 3 источник света S движется со скоростью V параллельно неподвижной поверхности D. В положении 1 источник света испускает короткий световой импульс в направлении перпендикулярном скорости движения V источника света S. Предполагается, что скорость света зависит от скорости движения V источника света S, т.е. скорость света С векторно складывается со скоростью V источника света S. Таким образом, импульс света будет
двигаться за источником света также со скоростью V и будет занимать положения 21 - 51, соответствующие положениям 2-5 источника в те же моменты времени. Когда источник света S передвинется на расстояние
AB = V-t = L- ,
с
где t - время, необходимое импульсу света для прохождения расстояния L со скоростью С. Смещения точки попадания импульса света на поверхность D от точки пересечения
перпендикуляра BB1 с плоскостью D не будет.
Рис. 3. Распространение одиночного импульса света от движущегося источника света в направлении, перпендикулярном его движению, в предположении, что скорость света зависит от скорости движения источника света: 1 - 5 - последовательные положения источника одиночного импульса света Б при его движении со скоростью V; 2 ' - 5' - последовательные положения импульса света, соответствующие последовательным положениям 2 - 5 источника света в одни и те же моменты времени; О - поверхность, над которой параллельно ей движется источник света Б;
Ь - расстояние от линии движения источника счета Б до плоскости О
Если источник света Б будет излучать непрерывно, то луч света будет распространяться так же, как и импульс света, т.е. луч света будет следовать за источником света не отклоняясь от перпендикулярного направления.
На рисунке 3 источник света S начинает излучать луч света в точке 1. Луч света достигает плоскости Б через интервал времени £ = —
и попадает в точку 51. С этого момента луч света будет попадать на неподвижную
плоскость Б в точки 61, 71 и далее.
Если плоскость Б будет перемещаться с той же скоростью V и в том же направлении, как и источник света S (т.е. источник света и плоскость Б будет представлять собой инерциальную систему), то луч света всегда будет распространяться по перпендикуляру, проведенному от местоположения источника света к плоскости Б. Световое пятно от пересечения луча света с плоскостью Б будет неподвижным и расположенным в основании перпендикуляра, опущенного из точки расположения источника света Б на плоскость Б, т.е. напротив источника света.
Вывод: проведен эксперимент, доказывающий, что скорость света векторно складывается со скоростью движения источника света, т.е. доказывающий, что постулат А. Эйнштейна о независимости скорости света от скорости движения источника является ошибочным, а, следовательно, являются ошибочными специальная и общая теории относительности.
Список литературы
1. Эйнштейн А. Собрание научных трудов. М.: Наука, 1965. Том 1. С. 10.
2. КлимишинИ.А. Астрономия наших дней. М.: Наука, 1980. С. 349.
