ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 13.04.2024
Просмотров: 797
Скачиваний: 0
Эфирный ветер. Доклад в Вашингтонской академии наук
представлялась желательным местом для дальнейшей работы. Бла- годаря любезности м-ра Мерриама, президента Института Карнеги в Вашингтоне, и директоров обсерватории Гэля и Адамса, опыты были возобновлены автором в марте и апреле 1921 г. в обсервато- рии на Маунт Вилсон. Аппарат в существенном был тот же самый, какой использовался Морли и Миллером в 1904, 1905 и 1906 гг. Наблюдения также проводились в конце 1921 г. и вновь в 1924 и 1925 гг.
Всего на Маунт Вилсон было произведено около 5000 отдель- ных измерений эфирного ветра в различные часы дня и ночи. Эти наблюдения были сведены в 204 различных серии, причем каждая серия относилась к одному часу времени. Наблюдения были сдела- ны в четыре различных времени года:
•15 апреля 1921 г. — 117 серий наблюдений;
•8 декабря 1921 г. — 42 серии;
•5 сентября 1924 г. — 10 серий;
•1 апреля 1925 г. — 35 серий;
I. Самые первые наблюдения, проделанные в марте 1921 г., да- ли положительный эффект, соответствующий реальному эфирному ветру, как если бы он был обусловлен относительным движением Земли и эфира со скоростью около 10 км/с. Однако, прежде чем опубликовать этот результат, представлялось необходимым изу- чить все возможные причины, которые могли бы вызвать эффект, подобный эфирному ветру. Эти возможные причины могли бы сводиться к магнитным деформациям стальной рамы интерферо- метра и влияниям теплоты излучения. В целях полного устранения влияния теплоты излучения металлические части интерферометра были совершенно закрыты слоем пробки толщиной около одного дюйма. Пятьдесят серий наблюдений, сделанных при этих услови- ях, обнаружили периодическое смещение полос, совпадающее с прежними наблюдениями.
II. Летом 1921 г. стальная рама интерферометра была разобра- на. На место ее на ртутном поплавке был установлен бетонный фундамент, укрепленный латунными стержнями. Для оптических частей были сделаны новые подставки из алюминия или латуни. Таким образом, аппарат был совершенно не подвержен магнитным влияниям, а возможные влияния нагревания значительно уменьша- лись.
89
Д.К.Миллер, 1925 г.
Домик Дейтона Миллера для эфирных измерений на Маунт Вилсон,
1920-е гг. Окна, закрытые бумагой, были расположены в плоскости светового пути интерферометра. http://www.orgonelab.org/miller.htm
Этот же домик, прикрытый тентом для выравнивания температуры.
В декабре (4–11) 1921 г. было проведено около 900 отдельных наблюдений, сведенных в 42 серии. Результаты с таким немагнит- ным интерферометром дали положительный эффект, соответст-
90
Эфирный ветер. Доклад в Вашингтонской академии наук
вующий эфирному ветру точно той же скорости и направления, какие были получены в апреле 1921 г.
Были перепробованы многочисленные вариации условий опы- та. Наблюдения проводились при вращении интерферометра по часовой стрелке и против нее, при быстром (1 оборот за 40 секунд) и при медленном вращении (1 оборот за 85 секунд), с тяжелым гру- зом, положенным на кронштейн трубы, а затем на кронштейн лам- пы, с поплавком, высоко поднятым над уровнем ртути вследствие того, что сначала нагружался один квадрант, а потом другой. Асси- стент, записывающий наблюдения, ходил вокруг или же стоял в различных частях помещения, далеко от аппарата или же близко к нему. На результаты наблюдений ни одна из этих вариаций не ока- зывала никакого влияния.
Затем весь аппарат был перенесен обратно в Кливленд. В тече- ние 1922 и 1923 гг. было проведено множество испытаний при раз- нообразных условиях, доступных контролю, и с различными видо- изменениями в расположении частей аппарата. Зеркала и призмы были расположены таким образом, что источник света мог нахо- диться вне помещения, где проводились опыты, причем свет вхо- дил во вращающийся интерферометр вдоль оси вращения. Этот метод обычно применялся во всех наблюдениях эпохи III и IV. Другое расположение зеркал, на практике оказавшееся очень сложным, позволяло наблюдать полосы неподвижным телескопом, однако необходимость частой установки полос в поле зрения дела- ла этот метод непрактичным. Были проделаны также опыты с фо- тографической регистрацией положения полос с некоторого фик- сированного места наблюдения, и при помощи кинематографиче- ской камеры, перемещающейся с интерферометром. Однако даже дуговая лампа в качестве источника не давала достаточно яркого освещения для получения удовлетворительных фотографий, кроме того, необходимость частой установки полос делала этот метод не- подходящим. После того, как фотографический метод был остав- лен, в соединении с интерферометром был смонтирован астроно- мический телескоп с отверстием диаметром 5 дюймов и фокусным расстоянием 75 дюймов. При увеличении в 50 диаметров полосы наблюдались в большом масштабе и при ярком освещении, так что непосредственные отсчеты глазом были весьма удовлетворитель- ны, это расположение с тех пор употреблялось постоянно. Были испробованы также разные источники света: электрическая дуга,
91
Д.К.Миллер, 1925 г.
лампа накаливания, ртутная лампа, ацетиленовая лампа и, наконец, солнечный свет. Замена солнечным светом лабораторных источни- ков нисколько не влияет на результат. В конце концов, в качестве постоянного источника была выбрана ацетиленовая лампа типа ав- томобильных фонарей, как правило, располагавшаяся вне помеще- ния, где находился интерферометр.
Длинная серия опытов была проделана с целью изучить влия- ние неравенств температуры в помещении интерферометра и влия- ние теплоты излучения, падающего на интерферометр. При этом использовалось несколько электрических нагревателей, устроен- ных таким образом, что нагревающая спираль была расположена в фокусе вогнутого зеркала. Неравенства температуры вызывали медленное, но постоянное смещение системы полос в одну сторо- ну, но не вызывали периодического смещения. Даже тогда, когда два нагревателя были расположены на расстоянии трех футов от интерферометра, находившегося во вращении, и посылали тепло непосредственно к непокрытой стальной раме, измеримого перио- дического смещения полос не наблюдалось. Когда же нагреватели были обращены к путям световых лучей, закрытых стеклом, пе- риодический эффект наблюдался, но только тогда, когда стекло было покрыто непрозрачным материалом, и притом весьма несим- метричным образом, когда, например, одно плечо было совершен- но защищено картоном, а другое не защищено. Эти опыты показа- ли, что при тех условиях, при каких в действительности проводит- ся опыт, периодическое смещение полос не может быть вызвано влиянием температуры.
Лабораторное исследование показало, что эффект «полного пе- риода», упомянутый в предварительном сообщении о наблюдениях на Маунт Вилсон в апреле 1921 г., есть необходимый геометриче- ский результат установки зеркал при получении полос конечной ширины. При низкой температуре, какая была на Маунт Вилсон в апреле 1921 г., необходимо было пользоваться узкими полосами, а в этом случае «эффект полного периода» относительно невелик; по мере увеличения ширины полос этот эффект уменьшается и полно- стью исчезает лишь при полосах бесконечной ширины, как это и предполагается в простой теории опыта.
III. После окончания описанных опытов интерферометр был вновь перенесен на Маунт Вилсон. В 1921 г. аппарат был располо- жен в глубоком каньоне. Я опасался, что потоки воздуха в каньоне
92
Эфирный ветер. Доклад в Вашингтонской академии наук
могут внести нарушения; равным образом несимметричное распре- деление горных пород вокруг представлялось нежелательным. В августе 1924 г. было выбрано новое место на слегка закругленном холме, удаленном от каньонов. Помещение для интерферометра было возведено так, чтобы его ориентировка — направление конь- ка крыши и расположение дверей — составляло 90° с ориентиров- кой 1921 г. Интерферометр во всех деталях был тот же, что упот- реблялся в Кливленде в июле 1924 г. В сентябре (4-, 5- и 6-го) 1924 г. было проведено 275 измерений смещения полос, причем измере- ния были расположены в 10 сериях. Результаты наблюдений обна- ружили определенное смещение, в противоположность незначи- тельным результатам, полученным в Кливленде. Соответствующий этому смещению эфирный ветер по скорости и направлению впол- не соответствовал впервые наблюдаемому на Маунт Вилсон. Часть наблюдений была проведена при таких условиях, что пути свето- вых лучей были прикрыты стеклянными ящиками, обложенными сверху гофрированной бумагой, которая, как показали опыты в Кливленде, совершенно исключает влияние теплоты излучения. Однако эти покрышки нисколько не изменили результата, откуда следует, что таких нарушений вообще нет.
IV. Наблюдения на Маунт Вилсон были возобновлены 27 марта 1925 г. и продолжались до 9 апреля. В этот промежуток времени было сделано 1600 измерений, расположенных в 35 сериях. Интер- ферометр был тот же, что и в сентябре 1924 г. В течение первой половины измерений лампа была неподвижна и расположена вне помещения для интерферометра; в течение второй половины изме- рений лампа была расположена на покрышке интерферометра вблизи оси вращения, благодаря чему несколько упрощалась уста- новка. Это изменение положения источника ни малейшим образом не повлияло на результат. Ассистент занимал различные положе- ния внутри здания, переходя из одного квадранта в другой — также безо всякого влияния на результат.
В течение эпохи IV условия для наблюдения были исключи- тельно хороши. Некоторое время стоял туман, который поддержи- вал температуру весьма равномерной. На внешних стеклах домика были повешены четыре точных термометра, во многих случаях ва- риации температуры не превышали 0,1° и обычно были меньше 0,4°. Однако даже изменение на несколько градусов, которое может вызвать постоянное смещение полос интерференции, не может из-
93