CC BY
4Обсуждение взглядов Эренфеста о дисперсии света в
эфире
В.А. Жмудь 1 2, 3
1 АО «Новосибирский институт программных систем», Россия 2 Институт лазерной физики СО РАН, Россия 3 Алтае-Саянский филиал Федерального государственного бюджетного учреждения науки
Геофизической службы РАН
Аннотация. Взгляды Эренфеста на вопросы дисперсии света хотя и публикуются, но, по-видимому, не читаются. Данная статья напоминает читателям некоторые тезисы из статьи о дисперсии света в эфире, с учетом того, что Эренфест допускал существование эфира, как и Эйнштейн. Приводятся основания для утверждения о том, что уже в момент открытия закона Хаббла, и даже задолго до этого, ещё в 1905 году были даны научные обоснования для предположения, что свет теряет свою энергию, распространяясь в вакууме, и тем более, в межзвездном пространстве, которое вакуумом, строго говоря, не является. Следовательно, предположения о том, что закон Хаббла доказывает гипотезу разбегающейся вселенной, весьма безосновательны. Приводятся и другие аргументы в пользу теории эфира Лоренца (с некоторыми дополнениями) и в теорию о стационарной в среднем вселенной, в которой не имеет места всеобщее расширение.
Ключевые слова: методы науки, закон Хаббла, теория относительности, астрофизика, дисперсия света, диссипация
Введение
«В учебниках оптики иногда затрагивается вопрос о том, обладает ли свободный эфир заметной дисперсией» П. Эренфест [1]
Эренфест указывает, что современная ему литература ставит вопрос о том, обладает ли свободный эфир заметной дисперсией. Из того, что он обсуждает этот вопрос, можно предположить, что Эренфест все же допускал справедливость теории эфира, и не только допускал, но и развивал взгляды науки для случая, если эфир все-таки существует. Эренфест учился не по тем учебникам, по которым учатся современные студенты. Может быть, поэтому сейчас несколько меньше Эренфестов?
Итак, Эренфест спрашивает: «Обладает ли свободный эфир заметной дисперсией?» [1]. Далее, как мы увидим, он обсуждает два разных эксперимента для определения скорости света и заостряет внимание читателей на том вопросе, какая именно скорость света измеряется в каждом из этих опытов. Действительно, многие физики и все интересующиеся физикой непрофессионалы, применяют термин «скорость света» без уточнения о том, о какой же скорости идёт речь, тогда как понятия «групповая скорость света» и «фазовая скорость света» совершенно не совпадают. Напомним, что фазовой скоростью света следует называть скорость перемещения в пространстве точки с той же фазой светового колебания, тогда как групповой скоростью называют скорость перемещения «гребня волны», т. е. места пребывания текущего максимума амплитуды.
Если бы уместно было говорить об отрезке света достаточно малой длины, то можно было бы также говорить и о скорости движения этого отрезка в пространстве, или, например, скорости движения центра этого отрезка. Это третье понятие не обязательно совпадает с каким-либо из первых двух, а первые два достоверно не совпадают друг с другом.
Данная статья обсуждает мнение Эренфеста с привлечением дополнительных соображений по этому поводу с целью внесения ясности в некоторые аспекты известных физических экспериментов.
Известные методы измерения
СКОРОСТИ СВЕТА И ИХ ОБЩИЕ
АСПЕКТЫ
Говоря о дисперсии света в эфире, Эренфест уточняет: «При этом обычно рассуждают примерно так: при измерении скорости света методом Рёмера имеют дело с конечными цугами волн, следовательно, этот метод дает групповую скорость и; наоборот, измерение угла аберраций дает непосредственно фазовую скорость V. Поскольку результаты, полученные обоими методами, совпадают, можно прийти к выводу, что при распространении света в межпланетном пространстве дисперсия отсутствует».
Отметим, что оба упоминаемых опыта обычно прекрасно трактуются с позиции теории эфира.
В частности, аберрация света [2] может быть легко объяснена с позиции существования эфира. Это явление состоит в том, что вследствие движения Земли углы, под которыми наблюдаются с Земли звезды, изменяются на некоторую величину синхронно с обращением
Земли. Википедия со ссылкой на физическую энциклопедию объясняет явление аберрации с привлечением такой теории, которая со всей очевидностью основана на представлении о существовании эфира как неподвижной среды, в которой распространяется свет. Действительно, при объяснении этого явления сказано: «Аберрация света связана с правилом сложения скоростей и имеет простую и наглядную аналогию в обыденной жизни. Предположим, человек с зонтом находится под дождём, капли которого падают вертикально вниз. Если человек побежит с некоторой скоростью, то капли начнут падать под наклоном, ему навстречу. Чтобы не промокнуть, человек должен наклонить зонт в направлении движения» [2, 3]. Далее говорится, что при вычислениях со светом следует пользоваться релятивистским правилом сложения скоростей, но это не спасает ситуацию. Дело в том, что релятивистское правило сложения скоростей именно таково, чтобы скорость света оставалась всегда постоянной в любой системе отсчета. Представим себе интерферометр Майкельсона. Если он покоится, свет в нем движется по взаимно ортогональным направлениям. Теория относительности утверждает, что если такой интерферометр будет двигаться, например, в направлении оси X, то в таком интерферометре все процессы будут происходить точно так же, как в покоящемся интерферометре. Следовательно, ортогональное направление лучей света должно оставаться ортогональным и при движении интерферометра. Если в таком интерферометре используется свет очень далекого источника, т.е. звезды, направление на которую совпадает с направлением оси у, тогда в любой точке пространства вблизи такого интерферометра свет приходит от звезды в направлении этой оси. Движется интерферометр, или не движется, направление не должно изменяться, если теория относительности справедлива. В этом случае никакой аберрации быть не должно. Если же исходить из представлений покоящегося эфира, в котором распространяется свет, тогда аберрация легко объясняется.
Отметим, что опыт Рёмера состоял в том, что при наблюдении затмения спутника Юпитера, называемого Ио, момент затмения сдвигался во времени в зависимости от того, находилась ли в это время Земля с той же стороны от Солнца, что и Юпитер, или с противоположной стороны. Из этого Рёмер сделал вывод, что запаздывание порождается прохождением света расстояния, равного приблизительно диаметру орбиты Земли [4]. Опыт Рёмера также трактуется с позиции эфирной теории, если же пытаться обосновать его с позиции теории относительности, тогда возникают существенные трудности в обосновании полученного результата.
Вернемся к рассуждению Эренфеста. Далее Эренфест показывает, что совпадают,
собственно, одни и те же результаты -результаты измерения именно групповой скорости. «Предположение о том, что угол аберрации измеряет фазовую скорость, было, по-видимому, впервые выдвинуто Рэлеем. В указанном месте Рэлей отмечает (в связи с опытами Юнга и Форбса, 1881), что при применении методов Физо, Фуко и Рёмера имеют дело с обрезанными цугами волн, а поэтому получают групповую скорость п. Относительно измерения угла аберрации он говорит: «Последнее не зависит от наблюдения распространения некоторой особенности, обусловленной цугом волн, а значит, не имеет никакого отношения к п. Если мы считаем общеупотребительную теорию аберрации правильной, то результат сравнения коэффициента, найденного наблюдением, и солнечного параллакса дает V, т. е. фазовую скорость» [1].
Основная идея опытов Физо, о которых говорит Эренфест, состояла в измерении скорости света. В первых опытах непрерывный луч света с помощью вращающейся шестеренки нарезался на отрезки, после чего эти отрезки света направлялись на удаленное на известное расстояние зеркало, откуда возвращались обратно и должны были вновь пройти сквозь пустое расстояние между зубцами шестеренки. Скорость вращения шестеренки варьировалась: в случае её покоя весь свет возвращался тем же путем, при её движении с некоторой скоростью возвращенные свет натыкался на препятствие в виде следующего зубца, а при дальнейшем ускорении вращения этот свет проходил через следующее отверстие. Зная расстояние между отверстиями, скорость вращения шестеренки и расстояние, которое свет должен был пройти дважды, т.е. от шестеренки до зеркала и обратно, можно подсчитать скорость света [5]. В опытах Фуко вместо шестерни использовалось вращающееся зеркало [6].
Далее Эренфест обсуждает опыт с обрезанными цугами волн для иллюстрации своих рассуждений, как показано на Рис. 1. Опыт состоит в том, что две бесконечные плоскопараллельные пластины движутся параллельно с одинаковой постоянной скоростью, а направлении, показанном стрелкой. На верхнюю пластину ортогонально падает монохроматический свет, плоская волна, при этом в верхней пластине имеется небольшое отверстие. Следует полагать, что отверстие все же намного больше длины волны, так что свет, проходящий через это отверстие, распространяется не как от точечного источника во всех направлениях, а сохраняет свое первоначальное направление.
Рис. 1. Иллюстрация опыта с измерением обрезанных цугов волн
Трактовка того, как распространяется в этом случае свет, дана Эренфестом в предположении существования эфира, а не в соответствии с постулатами теории относительности. Действительно, если бы он рассматривал этот эксперимент с позиции теории относительности, тогда свет должен был бы иметь постоянную скорость, и, соответственно, постоянное направление движения относительно инерциальной системы, которая привязана к одинаково движущимся пластинам. В этом случае при любой постоянной скорости света этот свет распространялся бы далее строго ортогонально к обеим пластинам. Поскольку Эренфест решает вопрос о том, где должно находиться отверстие на нижней пластине, чтобы оно пропускало как можно больше света, то в свете теории относительности следовало бы ответить, что оно должно было бы быть строго внизу под первым отверстием (в терминах ориентации изображения на Рис. 1), т. е. по направлению перпендикуляра к центру отверстия на верхней пластине. Отметим сразу же, что если скорость движения пластин намного меньше, чем скорость света, данный эксперимент не позволит выявить смещение отверстия от линии перпендикуляра вследствие погрешности метода. Если же скорость соизмерима со скоростью света (или хотя бы измеряется в долях процента от скорости света), тогда, согласно теории относительности, можно было бы утверждать, что как раз там, куда дойдет луч света, прошедший через первое отверстие, и находится точка, через которую проходит перпендикуляр, проведенный вниз через середину отверстия в первой пластине. Таким образом, при такой точке зрения данный опыт не смог бы ни опровергнуть, ни доказать ни теорию эфира, ни теорию относительности.
Данное рассуждения Эренфест, к сожалению, не приводит, и, по-видимому, оно не пришло ему в голову.
Однако и мы не должны забывать, что данный опыт является некоторой абстрактной формой опыта Физо, в котором измерялась скорость света. Характерное отличие опыта Физо от абстрактных рассуждений о бесконечных пластинах, движущихся с большой скоростью, является замена бесконечных пластин на два
синхронно и синфазно вращающиеся диска, которые можно заменить на один диск при использовании зеркала, поскольку в этом случае световые лучи сначала проходят через отверстия в диске в прямом направлении, превращаясь в отрезки, затем, пройдя значительный путь и отразившись от зеркала, возвращаются обратно, чтобы пройти через другие отверстия в этом же диске. В этом случае можно обеспечить относительно большую линейную скорость на краях таких дисков.
Отметим, что в данной концепции свет нарезается на отдельные цуги, и к моменту возвращения этих цугов диск должен повернуться ровно на величину шага между двумя ближайшими отверстиями. Подбирая скорость диска такой, чтобы через второе отверстие проходило как можно больше света, можно измерить скорость света. Поскольку линейную скорость отверстия мы знаем, мы можем вычислить скорость света.
Заметим, что данный опыт был проделан в условиях земной лаборатории и с позиции предположения о том, что свет распространяется прямолинейно в среде, т. е. в данном случае в воздухе. Опыт Майкельсона-Морли также проделан на земле, также в условиях земной атмосферы, то есть свет в этом опыте также распространялся в среде, в воздухе. Если в данном опыте Физо, о котором идёт речь в связи со схемой по Рис. 1, мы будем исходить из постулатов теории относительности, мы не смогли бы измерить скорость света в принципе. Действительно, рассмотрим опыт по Рис. 1 в вакууме. Свет, согласно теории относительности, должен распространяться прямолинейно относительно системы, которая образована этими двумя пластинами. Собственно, если эти две пластины движутся с одинаковой скоростью, они покоятся друг относительно друга. В данном эксперименте нет никаких других материальных объектов, кроме этих двух пластин и плоской световой волны. А плоская волна - это такая волна, которая имеет одинаковые фазы в плоскости в направлении распространения этого света. Эта плоская волна инвариантна в своих свойствах в направлении вектора скорости движения пластин. На Рис. 1 стрелка, указывающая направление движения пластин, имеет какой-либо физический смысл лишь в том случае, если имеется покоящаяся система, относительно которой пластины совершают это движение, но в условиях этого опыта нет никакой физической данности, находящейся в покое в системе, привязанной тому понятию, которое Эренфест имеет в виду покоящейся системой, кроме эфира. Если эфира нет, то на этом рисунке нет и покой. Покой имеется только в случае гипотезы о существовании эфира, существовании его объективно и лишь в том смысле, что эфиру можно приписать покой в одной системе и
приписать движение во всех других системах, которые относительно этой системы не покоятся. Итак, на Рис. 1 показан эксперимент, в котором нет объективного понятия покоя, поэтому в таком эксперименте логично системы отсчета привязать к любой из пластин. Получается, что обе пластины покоятся. В этом случае, согласно теории относительности, свет должен распространяться прямолинейно относительно этой системы отсчета, которая является единственно возможной, так как Эйнштейн рекомендовал пользоваться системами отсчета, привязанным к материальным телам, по возможности, массивным. Привязывать систему отсчета к гипотетической скорости эфира Эйнштейн не позволял. Понятие «покой» в теории относительности является
бессмысленным, поэтому мы не можем говорить о том, что в некоторой «покоящейся» системе свет движется прямолинейно, и на этой основании в других системах, движущихся равномерно прямолинейно, свет будет двигаться не прямолинейно. Если же мы в системе по Рис. 1 изобразим траекторию света, получится, что она не ортогональна пластинам. Такую ситуацию теория относительности для данного мысленного эксперимента исключает.
Итак, согласно теории относительности в этом опыте мы не смогли бы измерить скорость света.
Читатели могут поправить нас с указанием на то, что этот опыт описывает равномерное прямолинейное движение, а опыт Физо с вращающимися дисками описывает не равномерное прямолинейное движения, и, кроме того, в данном случае имеется светопроводящая среда, а теория относительности утверждает свои постулаты на случай вакуума. На это мы возразим. Во-первых, опыт Майкельсона-Морли также осуществлен в условиях вакуума, как и описываемый опыт Физо, поэтому если Эйнштейн делает выводы из опыта Майкельсона-Морли, либо эти выводы ошибочны, либо они справедливы и применительно к данному опыту Физо. Во-вторых, как и Эйнштейн утверждал, что за время, пока свет проходит указанный путь, отличием данного движения от равномерного прямолинейного движения вполне можно пренебречь; сказанное в равной мере справедливо или не справедливо применительно к обоим этим опытам. В-третьих, в рассматриваемом случае важно лишь движение отверстий относительно луча света в той небольшой области, где эти отверстия открывают путь лучу; при достаточно большом радиусе дисков эти отверстия, действительно,
движутся фактически по отрезку прямой линии в интересующей нас зоне. В-четвертых, если осуществить опыт Физо в вакууме, мы предрекаем такой же результат, как и при его проведении в воздухе, тогда как, согласно теории относительности, в этом случае измерить скорость света было бы невозможно.
Обсуждая упомянутые выше три эксперимента по определению скорости света, Эренфест показывает, что они основаны «на наблюдении распространения некоторой особенности, обусловленной цугом волн».
Важное замечание: «Когда применяют понятие «световой луч», то этим уже признают безоговорочно, что указанный угол определяется скоростью, с которой обрезанная часть световых лучей распространяется в заданном направлении, применительно к Рис.1 это направление вниз.
Из рассуждений Эренфеста следует, что если эфир обладает дисперсией, то и измерение угла аберрации не дает фазовую скорость V. Он пишет: «Если попытаться избежать применения сомнительного понятия «световой луч» и оперировать волновыми плоскостями, то получим следующую картину: верхняя пластинка вырезает - если в соответствии со смыслом приводимых здесь рассуждений пренебречь дифракцией - из каждой волновой плоскости кружок, причем эти кружки, смещенные каждый относительно предыдущего, перемещаются вниз. Если следить только за средней частью такого кружка, то она, конечно, перемещается с фазовой скоростью, и может показаться, что именно эта скорость определяет, в смысле Рэлея, на какой угол должно запаздывать нижнее отверстие, чтобы волновые кружки по возможности полностью проходили через него. Но нельзя забывать, что по мере движения волнового кружка вниз его передний ... и задний края благодаря дисперсии постепенно изменяются так, что это трудно не заметить; такое изменение влияет на оптимальное положение нижнего отверстия. Приведенная ниже схематизация метода зубчатого колеса Физо должна еще показать, что измерения скорости света с помощью аберрации и методом зубчатого колеса Физо для рассматриваемого здесь вопроса принципиально тождественны» [1].
Необходимые пояснения
Опыт Физо схематически представлен схемой, показанной на Рис. 2 [7]. Опыт Рёмера показан на Рис. 3 [3].
Рис. 2. Упрощенная схема опыта Физо [7]
Рис. 3. Иллюстрация опыта Рёмера [8]
Как видим, все эти схемы исходят из прямолинейного распространения света в единственной выделенной системе, которая по умолчанию считается покоящейся. Согласно теории относительности, покоя не существует, и покоящегося эфира также не существует, а существует некий достаточно странный эфир, который не обладает никакой скоростью ни в какой системе отсчета.
Это является весьма существенным аргументом в пользу справедливости эфирной теории Лоренца, поскольку, действительно, во всех рассмотренных явлениях при их трактовке предполагается, что свет движется равномерно прямолинейно лишь в единственной выделенной системе отсчета, которая трактуется как покоящаяся. Схема распространения цуга света, приведенная Эренфестом, показанная на Рис. 1, демонстрирует, что и Эренфест в этом случае исходил из эфирной теории. Именно эти представления о движении света позволили измерить его скорость в экспериментах Рёмера, Физо, Фуко.
Какая скорость действительно
ИЗМЕРЯЕТСЯ В ОПЫТАХ ФИЗО,
Рёмера и Фуко
Далее Эренфест доказывает тождественность рассуждений на Рис. 1 и рассуждений в связи с опытом Физо, после чего пишет: «Какую же скорость измеряют всеми этими методами? После состоявшейся между несколькими английскими физиками дискуссии, в которой особое место занимал прежде всего метод вращающегося зеркала Фуко, пришли к общему мнению, что все методы (кроме аберрационного) дают «групповую скорость» и, т. е. ту скорость, с которой перемещается область наибольшего возбуждения в случае, когда рассматривается наложение двух бесконечных цугов плоских синусоидальных волн с очень близкими длинами Х и Х+ДХ» [1].
«При этом, как известно, и связана с фазовой скоростью V таким образом:
и = 7 - Я ^ ».
&х
Эренфест приводит доводы в пользу этого предположения:
1. «Образованные цуги волн, с которыми оперируют все эти методы, можно считать
созданными суперпозицией бесконечного числа бесконечно протяженных синусоидальных цугов волн всевозможных длин с подходяще выбранными фазами и амплитудами (представление произвольного прерывистого возбуждения интегралом Фурье)».
2. «Фактически наблюдаемая скорость распространения произвольно ограниченного возмущения на поверхности воды хорошо совпадает со скоростью П».
3. «Абсолютное измерение скорости света в сероуглероде (опыт Майкельсона с вращающимся зеркалом) может быть приведено в хорошее согласие с измерениями показателя преломления, как раз если допустить, что именно и является скоростью распространения».
4. «Для среды, дисперсия которой от X = 0 до X = да может быть представлена уравнением п(Х) = а - ьХ, Шустер сумел строго доказать, что любое произвольно ограниченное возмущение распространяется в ней со скоростью и =
V - А — = а».
&х
Эренфест указывает на математические трудности анализа в общем виде и говорит далее: «До тех пор, пока не удается преодолеть эти трудности, мы волей-неволей должны придерживаться предположения, что П вообще представляет скорость распространения ограниченных возмущений. Но вопрос о границах, в которых это предположение справедливо, нуждается в более детальном исследовании, как свидетельствуют случаи, когда «групповая скорость» П больше, чем скорость распространения волнового фронта, т. е. той поверхности, впереди которой среда в заданный момент еще точно покоится».
«Лауэ обращает особенное внимание на то обстоятельство, что элементарные волны, а следовательно, и так называемые группы распространяются при этом с очень сильным поглощением, отчего понятие групповой скорости вообще лишается физического смысла» (курсив наш).
Итак, поглощение энергии волн при их распространении в эфире не является чем-то новым. Эренфест указывал на это, ссылаясь на публикацию Лауэ от 1905 года [9]. По этой причине не следовало бы удивляться эффекту красного смещения.
Напомним нашим читателям, что «Красное смещение для галактик было обнаружено американским астрономом Весто Слайфером в 1912-1914 годах; в 1929 году Эдвин Хаббл открыл, что красное смещение для далёких галактик больше, чем для близких, и возрастает приблизительно пропорционально расстоянию (закон красного смещения, или закон Хаббла)» [10].
Таким образом, за семь лет до открытия Слайфером красного смещения галактик и за 24 года до формулировки Хабблом этого общего
свойства уже было понятно, что свет при распространении даже в так называемой «пустоте», то есть в эфире, должен терять свою энергию вследствие законов дисперсии.
На этом основании можно сказать, что научное сообщество слишком вяло учитывало уже известные теоретические научные достижения, поэтому оказалось
неподготовленным к пониманию закона красного смещения, и по этой причине стало отыскивать другие причины, игнорируя самую естественную и очевидную причину.
На примере простейшей модели, какую даёт модель струны, Эренфест демонстрирует, «что для всех значений X, для которых V и П действительны, групповая скорость П больше скорости фронта».
Итак, с распространением света в пространстве не всё столь элементарно, как это представляется при дилетантском подходе:
1. Скорость света - не общая характеристика, а несколько различных характеристик, отличающихся по величине. Как минимум, следует отличать групповую скорость и фазовую скорость, также можно говорить о скорости фронта светового цуга. Эти скорости отличаются по величине.
2. При измерении скорости света всегда измерялась групповая скорость.
3. Во всех экспериментах по измерению скорости света теория опиралась на эфирные представления о механизме распространения световой волны. Иными словами, измерения скорости света опирались на представление о существовании покоящегося эфира, являющегося светоносной средой, и в этом случае покоящаяся система отсчета автоматически принималась такой, в которой эфир покоится. В этих представлениях не использовались представления, предлагаемые теорией относительности. Если для этих экспериментов использовать представления теории относительности, то результаты таких измерений являются странными, они отличаются от предсказаний с использованием теории относительности.
4. В опыте Майкельсона-Морли измеряются перемещения интерферометрических полос, что является способом для измерения приращения фазовых скоростей в разных направлениях в сумме. Этот опыт не позволяет судить о тождественности или об отличии скорости света во встречных направлениях. Этот опыт не измеряет групповую скорость света. Следовательно, трактовка результатов этого опыта должна это учитывать.
С явлением, когда групповая скорость больше скорости фронта, наука сталкивается при обсуждении солитона в водном канале. Когда
гребень волны движется быстрее, чем его фронт, он обгоняет этот фронт, передний скат волны становится вогнутым, возникают барашки. Очевидно, что это представление имеет физическую аналогию, что лишний раз доказывает правильность данной модели и даёт основания предполагать, что такое же представление справедливо для описания движения отрезков световых лучей, то есть цугов.
ДИСКУССИЯ О ДИСПЕРСИИ СВЕТА В ВАКУУМЕ И В КОСМИЧЕСКОМ ПРОСТРАНСТВЕ
В январе текущего года я получил письмо от одного из читателей с некоторыми вопросами и замечаниями в отношении ранее опубликованной статьи [11]. Приведем те фрагменты, в которых формируются вопросы по научным гипотезам, изложенным в этой статье.
«Полностью разделяя Ваш взгляд на эту проблему, хочу обратить Ваше внимание на некоторые неточности. В частности, Стр. 101, пример 8: «Свет, как мы видим, может распространяться от весьма далеких звезд. Не из чего не следует, что свет не теряет своей энергии. Напротив, поскольку он распространяется не в вакууме, а в межзвездном газе, сколь бы он ни был разреженным, газ
обладает дисперсией. Следовательно, свет теряет свою энергию. Это должно приводить к снижению частоты. То есть это должно вызывать увеличение длины волны в красную область».
В классической физике (см. Википедия Дисперсия света): «Дисперсия света - это совокупность явлений, обусловленных зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света (частотная дисперсия), или, что то же самое, зависимостью фазовой скорости света в веществе от частоты (или длины волны)». Дисперсия вызывает изменение фазовой скорости
распространения отдельных частотных компонент в спектре излучения какого-либо источника света, но не потерю энергии. Потеря энергии света (световыми квантами) происходит вследствие диссипации (см. Википедия Диссипация) «Диссипация энергии - переход части энергии упорядоченных процессов (кинетической энергии движущегося тела, энергии электрического тока и т. д.) в энергию неупорядоченных процессов, в конечном итоге - в тепло». Этому посвящена работа российского ученого С.А. Алеманова «Квантовый закон Хаббла» (см. Википедия Квантовый закон Хаббла) Цитата: «Постоянная Хаббла - это квантовая величина, на которую уменьшается частота фотона за один период колебания вне зависимости от длины волны». Этим хорошо
объясняется красное смещение спектра излучения далеких галактик и хорошо согласуется с главными выводами, сделанными в Вашей работе: вселенная стационарна, «большого взрыва не было», «темной материи» и «темной энергии» не существует, основания для СТО3 и ОТО4 -ошибочны».
Привожу далее мой ответ, опуская вводные и заключительные фразы, в скобках даны пояснения, которые в ответном письме отсутствовали.
Я внимательно читаю статью, о которой вы задаёте вопросы [12]. Статья, безусловно, умная, сильная, во многом правильная. Сразу скажу, что я не смогу согласиться со всеми тезисами этой статьи, хотя в целом направление этой статьи очень верное, и выводы вполне справедливые.
Если вы читали мою статью, или, тем более, несколько статей, то вы знаете, что квантовая теория для меня - не авторитет. Я полагаю, что волновая теория природы света достаточна для объяснения абсолютно любых явлений со светом. Также я не согласен, что любая частица одновременно является волной.
В этих вопросах физики-теоретики слишком много уступок сделали здравому смыслу и фактическому экспериментальному материалу, поэтому они зашли в тупик. С этой позиции для меня фотон - это виртуальная реальность, которую можно выдумать, о которой можно говорить, для которой можно приводить какую-то теорию, которая по некоторым параметрам будет совпадать с прогнозами некоторых экспериментов, но эти эксперименты можно прогнозировать не менее точно и с позиции только волновой теории, которая достаточна. Мировоззрение о корпускулярной теории света заводит в тупик, и это закономерно. (Ранее я писал о том, что введение понятия «квант» энергии должно предполагать фиксированное значение величины этого кванта; коль скоро энергия кванта не является константой, такое понятие лженаучно; кроме того, если фотон - это минимальная порция энергии, она ее невозможно разделить на еще меньшую порцию, и тогда фотон не может быть разделен на две половинные доли таким образом, чтобы эти половинки далее дали интерференционную картину, тогда как физические эксперименты, по-видимому, указывают на иное, т. е. фотон можно разделить на части; в этом смысле следует понимать указание на тупик этого научного направления, не нашедшего достаточно доказательств и поэтому остающегося объективно в статусе гипотезы).
Уважаемый автор статьи [12], С.Б. Алеманов, не оторвался от квантовой теории, он пытается объяснить эффект Хаббла с позиции этой теории. Такие попытки были, они известны. Там
3 СТО - специальная теория относительности 4 ОТО - общая теория относительности
© Automatics & Software Enginery. 2022, N 1 (39) http://jurnal.nips.ru/en
возникают проблемы, которые преодолеть не так просто, как кажется. Потеря энергии фотоном при его прохождении через вакуум - это возможная теория, но она слишком сложна и поэтому я считаю её надуманной. Здесь две ошибки. Во-первых, не существует фотонов (во всяком случае не доказано, что они существуют, я полагаю, что выводы о том, что энергия может существовать только в виде фиксированных порций, ошибочны, тем более что если бы это было бы так, тогда величина этой минимальной порции была бы одной из фундаментальных физических констант, чего, конечно же нет!), во-вторых, космическое пространство - это не вакуум, это разреженный газ. Его разреженность намного меньше, чем отношение расстояний, с какими мы имеем дело на Земле к расстояниям, которые проходит свет в космическом пространстве. Следовательно, интегральный эффект от прохождения света через это космический газ - именно так, газ, а не вакуум! -намного более сильный, чем эффект от прохождения света через атмосферу Земли. Если так - давайте сначала рассмотрим это явление, и если оно не даст удовлетворительного объяснения эффекту Хаббла, тогда будем рассуждать о вакууме или об эфире. Пока что у нас есть более основательные доводы чтобы считать, что свет не распространяется без потери энергии, чем рассуждения о взаимодействии света с вакуумом - у нас есть вещество!
Но рассмотрение взаимодействия света с вакуумом или с эфиром не становится от этого менее интересным. Это интересно, это очень интересно, просто это не обязательно для объяснения эффекта Хаббла, хотя, может быть, это является главной причиной.
Мы можем считать, что свет имел бы красное смещение даже в том случае, если бы космос был заполнен чистейшим вакуумом, а вещества не было бы вовсе. Я даже уверен, что это так, но доказать или опровергнуть это не берусь. И не берусь это оспаривать. Я лишь подчеркиваю, что на сегодняшнем этапе развития науки это не обязательное условие.
Вот ещё что надо учесть. Свет от звезд - это не плоская волна, а сферическая. (Следовательно, при удалении от источника света плотность энергии световой волны падает, а это сразу приводит к необходимости уменьшения частоты колебаний, то есть к красному смещению, даже в вакууме). Это даёт тот факт, что если, например, на достаточно большом расстоянии Я от звезды на один квадратный миллиметр приходится какая-то энергия от этой звезды, допустим р, то на расстоянии 2я на один квадратный миллиметр будет приходиться энергия р/4. На расстоянии 10я на один квадратный миллиметр будет приходиться энергия р/100. И так далее.
Давайте в терминах ваших фотонов поговорим. Пусть один квадратный миллиметр -это размеры нашего фотоприемника, с помощью которого мы наблюдаем свет от звезды. Пусть на некотором расстоянии от этой звезды за время, равное одной миллисекунде, приходится только один фотон на площадь один квадратный миллиметр. Увеличим расстояние в десять раз. Получаем один фотон за одну десятую секунды на такой же площади? То есть свет от звезды должен оставаться таким же ярким, но он должен мигать - десять раз в секунду? Увеличим расстояние ещё в десять раз. Будет один фотон на десять секунд. То есть один раз в десять секунд будет такая же яркая вспышка, которая была на в десятеро меньшем расстоянии? Ещё увеличим в десять раз расстояние, что увидим? Один раз в тысячу секунд такую вспышку, такую же яркую? Это было бы, если бы фотоны рассеивались равномерно во все стороны.
А как это физически представить? Все эти фотоны равномерно рассеиваются в разные стороны, то есть если мы увеличим площадку в сто раз, сделав фотоприемник 10 х 10 мм2, то есть 100 кв. мм, тогда снова получим десять миганий в секунду, как это было бы на расстоянии в десять раз меньшем?
Так должно было бы быть, если бы свет состоял из частиц, из квантов. Этих эффектов близко не стояло. Свет можно ослаблять и ослаблять, он не станет от этого мигающим. Никогда. (Мигающий свет звезд не имеет никакого отношения к этому явлению, поскольку там явно не «однофотонное» мигание).
Но фотон (якобы - фотон, а не порция электромагнитной волны) получает красное смещение. За счет чего? Естественно, за счет того, что эта же самая волна теперь растягивается на большее пространство. (Я не хочу оперировать понятием неделимой частицы, которая может быть поделена на части так, чтобы одна часть была передана вакууму, а другая часть продолжала распространяться далее, поскольку подобные рассуждения не понятны никому, ни тому, кто их формулирует, ни тому, кто их слушает. Неделимая частица не может быть разделенной. Субстанция, не имеющая энергии, не может принять энергию).
В присланной книге говорится о потере энергии фотона при его прохождении сквозь вакуум.
Я не готов о таком говорить. Это чудеса какие-то. Ведь для того, чтобы говорить о том, что свет теряет свою энергию при взаимодействии с вакуумом, надо доказать, что такое взаимодействие с потерей энергии в принципе возможно. У нас пока нет для этого достаточных оснований, поскольку и прежде всего потому, что эффект Хаббла имеет место не в вакууме, а в межзвездном пространстве, а это -«две большие разницы».
Если мы введём такую гипотезу, тем самым мы должны ввести понятие «энергия вакуума», то есть мы должны начать обращаться с вакуумом в точности как со средой. Со средой, которая может быть холоднее или теплее. Допустим, что какая-то часть вакуума более тёплая, чем другие - тогда нам надо будет говорить о теплообмене отдельных фрагментов вакуума. Как? Чем? Получается, что вакуум сам по себе способен излучать и принимать тепло? Это выходит за рамки известных нам физических экспериментов.
Достаточно иметь совсем иное представление, чтобы не связываться с «нагревом вакуума».
Представим надувной шар. Надуем его. Измерим толщину его стенок. Затем надуем ещё
- так, чтобы его объем увеличился в восемь раз. Диаметр увеличился в два раза. Площадь поверхности, следовательно, увеличилась в четыре раза. Количество резины осталось тем же самым. Следовательно, толщина шара уменьшилась в четыре раза.
Аналогично - если запустить какой-то сферический импульс энергии, то на расстоянии Я в единице площади или в единице объема будет сосредоточена какая-то энергия, мы её назвали р. В предположении выполнения закона сохранения энергии, тем самым в предположении, что энергия может существовать только в формах, доступных нашим измерениям, то есть либо в виде энергии поля, либо в виде движения частиц, мы можем говорить о том, что в вакууме частиц нет. Если энергия поля будет передана «в нагрев вакуума», это будет нарушением закона сохранения энергии, ведь мы не знаем и не умеем измерять температуру вакуума, в физических соотношениях такой данности нет, а для того, чтобы сохранялись сохранения энергии-массы даже был выдуман бозон Хиггса!
Просто за счет расширения этой волны в пространстве будет уменьшение энергии в таком же объеме при удалении от источника света. Принимаем свет на расстоянии в 10 раз большем
- значит света в 100 раз меньше, при том, что никакой вакуум не отобрал эту энергию. А что такое постоянное колебания электрического поля в единице пространства? Это электромагнитное поле. Должна уменьшаться амплитуда - согласен! А частота не должна уменьшаться? Не факт. Смотрим на поверхностные волны. Уменьшается и амплитуда, и частота. Я напоминаю, что природа не предоставила человечеству лаборатории для проверки того, как распространяется свет в идеальном вакууме. Проверить не можем, следовательно, рассуждать пока рано.
А опыты с распространением света в межзвездном пространстве для нас созданы самой природой: природа сделала лабораторию под названием Вселенная. В этой «лаборатории»
свет распространяется в межзвездном газе и демонстрирует закон Хаббла. Мы имеет среду, мы имеем рассеяние энергии на среде. Если мы говорим о том, что свет нагревает частицы газа, распространяясь сквозь него - это понятно, это логично, это имеет обоснования, это не заставляет нас выдумывать небывальщину типа «нагревание вакуума», потому что разогрев атомов - это, например, ускорение движения хотя бы одного из их электронов, это понятно, это объясняет, что энергия не исчезла, а перешла из одного вида в другой - из энергии электромагнитного поля в энергию ускорения электрона. А как мы должны понимать «разогрев вакуума»? Энергия должна исчезнуть из всех доступных нам видов измерения энергии любых материальных данностей, не только частиц, но и полей. Куда же тогда эта энергия делась? Разве мы вправе говорить о том, что в вакууме имеется какая-то энергия, не имея в виду при этом даже электромагнитных колебаний. Исследования свойств вакуума (эфира) дают нам только сведения об электромагнитных и гравитационных полях, мы можем измерять эти поля. Утверждать что-либо об энергии вакуума, которая не является энергией в форме электромагнитной или гравитационной волны -означает придумывать данности, для которых нет никаких экспериментальных обоснований.
Во втором письме мой собеседник написал следующее:
«В отношении квантово-волнового дуализма существует представление, что он может быть разрешим при трактовке светового кванта, как радиоимпульса (волнового пакета), т.е. импульса, заполненного высокочастотным колебанием. Такие радиоимпульсы образуются при амплитудной манипуляции
высокочастотного колебания».
«В современной физике и математике существует понятие солитон, который представляет собой уединенную нелинейную волну, распространяющуюся на большие расстояния в среде, обладающей дисперсией. Солитоны могут иметь вид волнового пакета. Если межзвездная среда (вакуум, эфир) обладает дисперсией, то можно допустить, что свет распространяется в ней в виде солитонов, которые можно трактовать как кванты. Известно также, что при столкновении солитоны ведут себя как частицы. Недавно появились сообщения о наблюдаемых эффектах, возникающих при столкновении фотонов [13].
Если отказаться от понятия квантов, возникает ряд вопросов. Наиболее простые:
Как объяснить явление фотоэффекта?
Как объяснить наличие спектральных линий в спектрах излучения веществ?
Далее, по поводу понятия «поле». Мне представляется, что «поле» - это не более чем эвфемизм, за которым скрывается непонимание механизмов передачи взаимодействий через «пустое»
пространство. Когда станет понятным строение вакуума (эфира), то понятие «поле» перестанет употребляться в физике, как не употребляются понятия «теплород» и «флогистон». Квантовая физика, фактически, признает существование эфира, только дала ему новое название «физический вакуум».
Современные физики, признающие существование эфира, по инерции существующей, по-видимому, с времен Демокрита, в большинстве своем, продолжают считать его неподвижным, всепроникающим, изотропным. Между тем, Менделеев рассматривал эфир, как инертный газ, размещал его в нулевой группе с инертными газами и считал его «первокирпичиком» материи. Если считать эфир газом, то, подобно всем прочим газам, он обязан сжиматься, расширяться, уплотняться, разрежаться, увлекаться движущимися массами более плотного вещества, образовывать вихри и т. д. и т. п. Таким образом, это позволяет объяснять все эффекты, которые релятивисты объясняют с помощью СТО и ОТО.
Конечно, Ваш подход к объяснению всех этих эффектов проще, так как не требует привлечения дополнительной сущности -эфира. Поэтому, следует отдать ему предпочтение в этой области физики».
Ниже привожу мой ответ также без вводных и заключительных фраз.
Отмечу, что я признаю существование эфира обязательно. В этом смысле поле - это колебания эфира. Можно представить эфир в виде равновесия весьма подвижных заряженных частиц. Тогда электромагнитная волна - это колебания таких частиц в направлении, перпендикулярном направлению
распространения волны. С этим более-менее понятно.
С гравитационным полем все намного сложнее. Представление Менделеева мне известно, он не учёл, что эфир заполняет пространство в атомах, ведь внутри атома поле тоже распространяется. Все эффекты со светом можно объяснить с позиции волновой теории, включая эффект Комптона [14].
Солитоном называется немыслимое чудо с позиции теории сигналов - см. книгу Френкса [15]. Из теории сигналов известны цуги - серия импульсов определённой частоты. Например, с гауссовой огибающей. Чем меньше импульсов в цуге, тем шире спектр. Это математика, она верна безусловно.
Верное понятие «Солитон» можно найти у Эренфеста. При распространении волны в веществе скорость волны зависит от частоты. Поэтому возникают разные сдвинь фаз. Это приводит к образованию одного пика, как Дельта-функция. Это явление известно в океане, где каждый миг имеется до 30 солитонов - они возникают и тут же распадаются, а в других местах возникают новые. Это опасно для кораблей, поскольку их высота в 3 раза и более
превышает высоту самых больших несолитоновых волн.
Так вот спектр этих солитонов очень широкий! А физики говорят об оптических солитонах, у которых якобы длительность меньше периода колебаний, и при этом спектр уже самого узкого. Это какой-то математический нонсенс, парадокс. Это не поддаётся пониманию. Либо спектр широкий и длительность мала, либо длительность велика и спектр узкий. Иначе непостижимо. Но я не ввязываюсь в дискуссии по солитонам. Есть ещё понятие сжатого света. Оно может быть объяснено лишь с позиции волновой теории.
Теория о волновых свойствах частиц - фейк, Фейнман в её защиту описывает мысленный эксперимент с интерференцией электрона с самим собой, и там же признаётся, что этот эксперимент никто не делал, то есть его результаты выдуманы! Вдумайтесь!
На это письмо был получен следующий ответ:
«По вопросу о затухании волн с уменьшением частоты колебаний я не могу найти даже неглубокого рассмотрения, хотя бы «на пальцах». Я, как старый электронщик и разработчик РЭА, в своей практике никогда не сталкивался с уменьшением частоты электромагнитных колебаний при их затухании. Алеманов в своей работе также не касается физического механизма уменьшения частоты при распространении квантов в пространстве. Чистая математика. Если в формуле для энергии присутствует постоянный коэффициент и частота, то при уменьшении энергии должна уменьшаться частота».
Привожу также ответ на это письмо.
Затухание волн можно легко проследить на поверхности воды. Наглядно видно, что чем дальше место от источника волн, тем длиннее волны, меньше амплитуда, и соответственно, ниже частота колебаний.
Какую математику следует привлекать для описания этого явления, на этот вопрос я так сходу не отвечу. Полагаю, что если этим вопросом заняться детально, можно найти ответ. В наше время мы располагаем прекрасными возможностями моделирования, поэтому математический аппарат уже не так и важен. Собственно, описание моделей — это тоже одна из форм математического аппарата.
Майкельсону приходилось моделировать на натурных аналогах, он изучал закономерности электромагнитных волн на поверхностных волнах воды. Это привело его к очень большой ошибке. Он утверждал, что вакуум, по-видимому, следует считать жесткой средой, поскольку только в жестких средах распространяются поперечные волны, а свет — это явно поперечные волны. Согласно Майкельсону, в газах и жидкостях распространяются только продольные волны, а
поперечные волны могут быть только в твердых телах. Это глобальная ошибка. Ведь волны света и электромагнитные волны — это особый вид волн, в которых есть две формы проявления одних и тех же сил — электрические (электродинамические) и магнитные
(электромагнитные). Эти два вида колебаний неразрывны, это два проявления одного и того же явления, и все-таки, они порождаются взаимно таким путем, что колебания электрических сил порождают колебания магнитных сил в ортогональном направлении. Это задаёт строго ортогональную систему векторов. Поперечные волны образуются не вследствие жесткости вакуума, а вследствие жесткой связи ориентации волн в силу их способа распространения. До понимания этого Майкельсон, к сожалению, не дошёл.
Добавлю, что терминология «дисперсия» света применительно к явлению распространения света в межзвездном пространстве во многом появилась у меня именно по причине использования этого понятия Эренфестом, что теснейшим образом связывает тему приведенной переписки с темой статьи, т.е. с обсуждением взглядов Эренфеста на явления распространения света в эфире. Эренфест указал, что вследствие дисперсии свет может терять энергию при распространении его в эфире. Это -ключевой момент, об этом следует помнить при трактовке эффекта Хаббла. Гораздо проще объяснить красное смещение тем, что свет по мере распространения в межзвездном пространстве теряет свою энергию и по этой причине имеется красное смещение, нежели привлекать для объяснения этого явления гипотезу о разбегающейся вселенной. Согласно принципу Оккама, то объяснение, которое проще, вероятнее всего и есть истинное объяснение, истинная причина явления [16].
Эфир и зеркало
Иллюстрация из книги Эренфеста (Рис. 1) наводит на мысль об одной интересной аналогии.
Эйнштейн в свое время сообщил миру, что эфир не существует по той простой причине, что никакими опытами, известными ему на тот момент, произведенными разными
исследователями, не удалось выявить отличия между покоем и движением лаборатории относительно эфира. Иными словами, хотя эфир вроде бы должен существовать, поскольку иначе невозможно объяснить распространение электромагнитных волн, но его, вроде бы, не существует, поскольку не удалось приписать ему какую-то определенную скорость. Объясняется это тем, что опытами с оптической установкой не удалось выявить скорость эфира.
Позвольте предложить аналогию.
Если светить на шероховатую поверхность, которая движется так, как показано на Рис. 1, то рассеянный свет приобретет частотный сдвиг.
Это в некоторой степени эквивалентно явлению рикошета от движущейся поверхности. Если в движущуюся поверхность, например, стенку движущегося поезда, бросить шарик, то он отскочит не так, как от покоящейся поверхности. Шарик приобретет дополнительную компоненту скорости, направленную туда же, куда происходит движение поверхности. Например, если шарик движется к стенке строго ортогонально, тогда он отскочит под острым углом к направлению движения поезда. Если бы поверхность была идеально ровной и гладкой, настолько гладкой, чтобы трение было равно нулю, тогда шарик отскочил бы перпендикулярно. Иными словами, если бы мы имели идеально гладкую поверхность без трения, то мы не смогли бы выявить её движения в плоскости, в которой эта поверхность находится. Возможно, эта аналогия недостаточно ясна, поэтому вернемся к шероховатой поверхности.
Если бы свет был потоком частиц, тогда явление рассеяния света можно было бы приблизительно описать с помощью такого же механизма. Принимая волновую теорию, мы уточним, что свет будет рассеиваться в нескольких направлениях, основная часть света при рассеивании от покоящейся поверхности будет направлена туда, куда был бы направлен свет при отражении от зеркала. Но некоторая часть света будет направлена лишь приблизительно в том же направлении. Распределение мощности света в разных направлениях называют индикатрисой рассеяния. Итак, направление максимума индикатрисы сместится, и, кроме того, частота света приобретет так называемый доплеровский сдвиг.
Если размеры шероховатостей поверхности очень малы в сравнении с длиной волны излучения, то рассеяние будет почти одинаковым во всех направлениях.
Любопытно, что если шероховатую поверхность в этом эксперименте заменить на зеркальную, тогда рассеяния света не будет, а будет только отражение этого света. При этом никакого доплеровского сдвига частоты в отраженном свете не будет, и, кроме того,
движение зеркала никак не повлияет на направление отраженного пучка. Эту ситуацию иллюстрирует Рис. 4.
Световой луч, рассеивающийся от подвижного зеркала, которое движется в пределах своей плоскости в любом направлении с любой скоростью, отражается точно так же, как он отражался бы в случае, если бы зеркало было неподвижным.
Следовательно, можно утверждать, что движение зеркала в собственной плоскости никак нельзя выявить оптическими экспериментальными методами.
Итак, движения плоского зеркала в пределах собственной плоскости выявить невозможно в определенном классе экспериментов с оптическими методами измерения.
Но ведь из этого не следует, что движения зеркала принципиально не существует. Мы же на этом основании не говорим, что всякое зеркало покоится в любой системе, относительно которой нет никакой компоненты его перемещения в направлении, перпендикулярном его плоскости.
Скорость движения зеркала V
Рис. 4. Иллюстрация опыта, к котором невозможно отличить движение зеркала в собственной плоскости от его покоя: угол падения равен углу отражения, доплеровского сдвига частот не возникает, как если бы зеркало покоилось, т. е. бы имело место V = 0
Этот эксперимент можно проделать с вращающимся зеркалом. Если биения диска нет, диск имеет идеальную форму круга, т.е. мы не можем наблюдением за краями диска отличить покой от его движения, в этом случае никакими оптическими методами невозможно установить, вращается ли диск, или покоится.
Такой же в точности факт относительно эфира, а именно: невозможность отличить покой от движения, привел к тому, что Эйнштейн объявил, что эфир не имеет никакой определенной скорости ни в какой системе отсчета. Почему же мы не беремся утверждать, что если мы оптическим путем не можем выявить движения зеркала, то такого движения нет, а в случае с эфиром невозможность выявить влияние его движения на результаты оптических опытов используется как доказательство отсутствия у эфира какого-либо определенного местоположения, отсутствия возможности предполагать, что эфир покоится в какой-то одной системе отсчета, тогда как другие системы, которые движутся относительно этой системы, также являются системами, в которых эфир не покоится? Правило, которое со всей очевидностью, нельзя применять в случае с зеркалом, безусловно, нельзя применять и в случае с эфиром, по той же самой причине, которая состоит в недостаточной обоснованности декларируемых выводов.
Заключение
Взгляды Эренфеста на вопросы дисперсии света, как видим, достаточно неординарны и
очень любопытны с позиции возможности разобраться в тех проблемах теоретической физики, которые, как известно, нарастают, словно снежный ком. Данная статья даёт обоснования для того, чтобы более внимательно толковать результаты многих фактически выполненных экспериментов, и особенно, так называемых мысленных экспериментов, в частности, не следует использовать понятие «скорость света» без указания на то, о какой именно скорости идет речь, поскольку, как верно отмечал Эренфест, скорость распространения фронта не совпадает со скоростью фазовой, поэтому можно указать две или даже три разных скорости света в том случае, когда речь идет фактически о скорости распространения светового цуга. Измерение такой скорости как раз и осуществлялось во всех экспериментах по измерению скорости света. В те времена, когда впервые производились данные опыты, физики не могли вдаваться в такие тонкости, поскольку, например, в случае опыта Рёмера, революционной постановкой задачи было уже само утверждение, что скорость света может быть не бесконечной, что ее можно попытаться измерить. В наше время, когда свет понимается как электромагнитная волна в определенном частотном диапазоне, и когда научились достаточно точно измерять скорость света в различных средах, нелишне вернуться к пониманию того, что видов скорости света может быть несколько, к пониманию того, что скорость распространения максимума амплитуды в световом цуге не совпадает с фазовой скоростью. Статья приводит также основания для утверждения о том, что уже в момент открытия закона Хаббла, и даже задолго до этого, ещё в 1905 году были научные обоснования считать, что закон Хаббла объясняется рассеянием энергии света по мере его распространения в межзвёздном пространстве, и что это красное смещение в спектре свечения звезд отнюдь не указывает на расширение вселенной.
Литература
[1] П. Эренфест. Относительность, кванты, статистика. Сборник статей. М., Наука, 1972. с. 3237. Статья «Является ли угол аберрации мерой фазовой скорости света в случае существования эфира?». Петербург. 1910. https://www.studmed.ru/erenfest-p-otnositelnost-kvanty-statistika 982985067c2.html, https://ikfia.ysn.ru/wp-
content/uploads/2018/01/Erenfest1972ru- 1.pdf
[2] https://ru.wikipedia.org/wiki/Аберрация света
[3] «Физическая энциклопедия», c.10, гл. ред. А. М. Прохоров. T.1 (1988). ISBN 5-85270-034-7
[4] https://cyber-ek.ru/science/measure c.html
[5] http://physmat.ru/optics/fizeau experiment.html
[6] http://n-t.ru/ri/dj/mc.htm
[7] http://gym1517.narod.ru/fizika/fizo.htm
[8] https://www.techcult.ru/science/5102-kakova-realnava-skorost-sveta-i-mozhno-li-ee-preodolet
[9] M. Laue. Ann. De Phys., 1905. 18. S. 523. §6.
[10]https://ru.wikipedia.org/wikЖосмологическое крас ное смещение
[11] В.А. Жмудь. О природе релятивистской концепции поправки к данным от глобальных систем GPS и ГЛОНАСС: взгляд с позиции теории замкнутых систем (автоматики). Автоматика и программная инженерия. 2014. № 4(10). С.87-141. http://iurnal.nips.ru/sites/default/files/%D0%90%D0 %98%D0%9F%D0%98-4-2014-11 0.pdf
[12]http://alemanow.narod.ru/hubble.htm
[13]https://indicator.ru/phvsics/stolknovenii-fotonov-perenoschiki-slabogo-vzaimodeistviya-06-08-2020.htm
[14] https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект Комптона
[15] Л. Френкс. Теория сигналов. Советское радио. 1974. https://www.ozon.ru/product/teoriya-signalov-7751957/?sh=3smkCgAAAA
[16] Значение принципа бритвы Оккама для формирования и селекции научных гипотез. В.А. Жмудь. Автоматика и программная инженерия. 2013 2(4). С.95-104.
http://iurnal.nips.ru/sites/default/files/%D0%90%D0 %98%D0%9F%D0%98-2-2013-11.pdf
Вадим Аркадьевич Жмудь
- заместитель директора НИПС, доцент, доктор технических наук.
E-mail: oao nips@bk.ru
630073, Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, д. 6/1
Статья поступила 20.02.2022
Discussion of Ehrenfest's Views on the Dispersion of Light in the
Ether
V.A. Zhmud 1 2 3 1 Novosibirsk Institute of Program Systems, Russia 2 Institute of Laser Physics SB RAS, Russia 3 Siberian Branch of the Federal State Budgetary Institution of Science of the Geophysical
Service of the SB RAS
Abstract. Although Ehrenfest's views on the dispersion of light are published, apparently, they are not read. This article reminds readers of some of the theses from the article on the dispersion of light in the ether, taking into account the fact that Ehrenfest assumed the existence of the ether, like Einstein. Reasons are given for the assertion that already at the time of the discovery of Hubble's law, and even long before that, back in 1905, scientific justifications were given for the assumption that light loses its energy propagating in vacuum, and even more so, in interstellar space, which, strictly speaking, is not a vacuum. Therefore, the assumption that Hubble's law proves the hypothesis of a receding universe is much unfounded. Other arguments are given in favor of Lorentz's theory of the ether (with some additions) and in the theory of a universe that is stationary on average, in which there is no general expansion.
Key words: methods of science, Hubble's law, theory of relativity, astrophysics, dispersion of light, dissipation.
References
[1] P. Ehrenfest. Relativity, quanta, statistics. Digest of articles. M., Nauka, 1972. p. 32-37. The article "Is the angle of aberration a measure of the phase velocity of light in the case of the existence of an ether?" 1910 Petersburg. P. Erenfest. Otnositel'nost', kvanty, statistika. Sbornik statey. M., Nauka, 1972. https://www.studmed.ru/erenfest-p-otnositelnost-kvanty-statistika 982985067c2.html, https://ikfia.ysn.ru/wp-
content/uploads/2018/01/Erenfest1972ru-1 .pdf
[2] https://ru.wikipedia.org/wiki/Аберрация света
[3] "Physical encyclopedia", c.10, ch. ed. A. M. Prokhorov. T.1 (1988).ISBN 5-85270-034-7
[4] https://cyber-ek.ru/science/measure c .html
[5] http://physmat.ru/optics/fizeau experiment.html
[6] http://n-t.ru/ri/dj/mc.htm
[7] http://gym1517.narod.ru/fizika/fizo.htm
[8] https://www.techcult.ru/science/5102-kako va-realnaya-skorost-sveta-i-mozhno-li-ee-preodolet
[9] M. Laue. Ann. De Phys., 1905. 18. S. 523. §6.
[10]https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D 1 %81 %D0%BC%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0 %B3 %D0%B8%D1 %87%D0%B5 %D1 %81 %D0%B
A%D0%BE%D0%B5 %D0%BA%D1%80%D0%B 0%D1 %81 %D0%BD%D0%BE%D0%B5 %D1 %81 %D0%BC%D0%B5%D1%89%D0%B5%D0%BD% D0%B8%D0%B5
[11] V.A. Zhmud. About the Nature of Relativistic Concept of Correction to Data of Global Systems GPS and GLONASS: Conception from the Point of View of Locked Systems Theory (Automatics). http://jurnal.nips.ru/sites/default/files/A%26SE-4-2014-10.pdf
[12]http://alemanow.narod.ru/hubble.htm
[13]https://indicator.ru/physics/stolknovenii-fotonov-perenoschiki-slabogo-vzaimodeistviya-06-08-2020.htm
[14]https://en.wikipedia.org/wiki/Compton scattering
[15] L. Franks. Theory of signals. Soviet radio. 1974. https://www.ozon.ru/product/teoriya-signalov-
7751957/?sh=3smkCgAAAA
[16] Vadim Zhmud. The Impact of the Principle of Occam's Razor for the Formation and Selection of Scientific Hypotheses.
http://jurnal.nips.ru/sites/default/files/ASE-2-2013-11.pdf
The paper has been received on 20/02/.2022.
Л
L. .1
Vadim Zhmud - Vice-Director of NIPS, Assistant Professor, Doctor of Technical Sciences. E-mail: oao nips@bk.ru
630073, Novosibirsk,
str. Prosp. Lavrientieva, h. 6/1
