Файл: Ацюковский_Сборник_Эфирный_Ветер_2011_all.pdf

Обсерватория Маунт Вилсон, 4 и 5 февраля 1927 г.

которое в окончательной форме выведено как результат знамени- тых преобразований Лоренца. Они составляют сущность всей тео- рии относительности. Эксперимент Майкельсона–Морли был про- должен Морли и Миллером, которые снова получили отрицатель- ный результат. Миллер затем продолжил работы самостоятельно, и похоже теперь, что получен определенный положительный эффект. Этот эффект, однако, не может быть получен за счет орбитального движения Земли. Похоже, что он возникает вследствие движения Солнечной системы относительно звездного пространства, ско- рость которого может быть много большей орбитальной скорости Земли.

Наблюдения г-на Миллера вызывают новый интерес к пробле- ме. Превосходная часть работы уже выполнена господином Кенне- ди, чей доклад вы услышите. Я намерен сам провести эксперимен- ты еще раз, но может пройти несколько месяцев, прежде чем я смо- гу изложить мои результаты, которые, как я надеюсь, смогут про- лить свет на этот предмет.

II. Профессор Х. А. Лоренц (Лейден, Голландия)

Движение Земли сквозь гипотети- ческий эфир (называемый так в соот- ветствии с исторической терминологи- ей) может оказывать влияние на раз- личные явления. Первым, относящим- ся сюда явлением, обнаруженным экс- периментально, была аберрация света. Она обсуждалась на основе эмиссион- ной теории, а также волновой теории света в форме, предложенной Френе- лем. Точку зрения Френеля мы можем выразить следующим образом: мы строим наши диаграммы в системе ко- ординат, связанных с Землей. В этой системе вся весомая материя покоится.

Но эфир может двигаться сквозь нее. Допустим, скорость эфира есть w . Если эфир не движется, то скорость света, проходящего сквозь вещество, будет равна u = c/ , где — показатель пре-

160

Глава 13. Конференция по эксперименту Майкельсона-Морли

Вывод этой фор- мулы основан на принципе Гюйгенса и увлечении Френеля. Прин- цип Гюйгенса может быть использован в любом случае. Он просто отражает распространение элементарной волны и образование по- следовательных волновых фронтов. Относительно коэффициента увлечения я упоминаю, что Френель нашел его сначала на механи- ческой основе, исходя из его упругой теории света. Это была для того времени весьма замечательная теория.

Если мы пренебрежем членами с w2 , мы найдем

v = u + kwcosθ ;

Ход луча света между данными точками определяется из усло-

вия (принцип Ферма): o = δ ∫ dSv или

161

Обсерватория Маунт Вилсон, 4 и 5 февраля 1927 г.

Второй член в (2) получается таким: c12 ∫wcosθ ds. Теперь будем считать перемещение эфира на нашей диаграмме безвихревым, так

было движения эфира. Таким образом, мы заключаем, что ход луча не изменяется при движении эфира.

Рассуждения, приведенные выше, включают также случаи отражения и преломления.

Теперь рассмотрим два пути 1 и 2 (индексы 1 и 2 на рис. 13.5 – В.А.) для луча света, проходящего из заданной точки P к другой заданной точке P'.

Время, требуемое для прохождения света между ними, для пути 1 соста-

Последние члены выражений равны. Поэтому разность между двумя интервалами времени не меняется при движении эфира. Это

162

Глава 13. Конференция по эксперименту Майкельсона-Морли

движение, следовательно, не оказывает влияния как на интерфе- ренцию, так и на дифракцию.

Можно заметить, что разность между интервалами времени, которая обсуждалась выше, должна зависеть от движения эфира, если это движение не безвихревое. Изменение создано разностью

между P и P ′ . Для этой разности можно написать линейный ин- теграл скорости w , взятый по замкнутой цепи, сформированной двумя траекториями.

Рассмотрим два примера вращения Земли. Если эфир стацио- нарен, его движение относительно Земли будет вращением в про- тивоположном направлении. Если теперь зафиксировать относи- тельно Земли широкий контур, например, прямоугольной формы и в нем пропустить в противоположных направлениях два луча света, то относительное движение эфира даст изменение в положении полос интерференционной картины, образованной этими двумя лучами. Этот эффект наблюдался профессорами Майкельсоном и Гелем.

В нижеследующем не будет рассматриваться вращение Земли, учитываться будет только годичная аберрация. Для пояснения это- го вышеприведенных рассуждений достаточно. Если в точке, нахо- дящейся на некотором расстоянии от Земли, направление луча, приходящего от звезды, задано в той системе координат, в которой движется Земля, то оно может быть сведено к такому направлению луча в системе координат, фиксированной относительно Земли, что направления этих относительных лучей определятся обычными законами оптики.

Мы провели обсуждение некоторых специальных теорий. В теории Френеля эфир предполагается неподвижным; его движение относительно Земли может быть истолковано как постоянное сме- щение, которое, конечно, безвихревое. Необходимо вводить коэф- фициент увлечения, потому что при наблюдениях эфир движется сквозь весомые тела (линзы), содержащиеся в нашем приборе.

Стокc предложил теорию, в которой эфир обладает безвихре- вым движением, так что во всех точках земной поверхности его скорость равна скорости Земли. С помощью этого последнего предположения он смог избежать ввода френелевского коэффици- ента.

163

Обсерватория Маунт Вилсон, 4 и 5 февраля 1927 г.

Однако, по крайней мере, когда эфир предполагался несжимае- мым, предположения Стокса противоречат друг другу. Если сфера движется с постоянной скоростью в несжимаемой среде, движение среды полностью определяется условием отсутствия в ней вихрей и тем, что в направлении, нормальном к поверхности, точки сферы и примыкающей к ней среды имеют одинаковую скорость. В танген- циальном же направлении две скорости будут непременно различ- ны.

Пока дело касается аберрации, модификация теории Френеля полностью допустима. Когда же мы добавляем коэффициент увле- чения, мы можем принять существование некоторого движения эфира, при условии, что он безвихревой. Фактически это обяза- тельное условие. Предположим для примера, что на части поверх- ности Земли, которая может рассматриваться как плоскость, эфир

течет в горизонтальном направлении x со скоростью wx , и его скорость увеличивается с высотой y над поверхностью Земли. Это

движение может и не быть безвихревым и может не приводить к наблюдаемой аберрации. Поскольку существование скоростного

потенциала требует равенства производных ∂wx /∂y и ∂wy /∂x ,

наблюдаемая аберрация может существовать только тогда, когда в дополнение к предполагаемому движению в горизонтальной плос- кости имеется некоторая вертикальная скорость эфира достаточной величины, меняющаяся от одной точки поверхности к другой.

Пока стоял вопрос только об эффектах первого порядка, то есть об эффектах, которые должны быть пропорциональны первой сте- пени отношения скорости Земли к скорости света. Почти во всех случаях, когда астрономы и физики пытались выделить влияние движения Земли на оптические и электромагнитные явления, толь- ко эффекты этого порядка величины могли бы наблюдаться. Тот факт, что все эти попытки оказались бесплодными и что это могло быть объяснено при теоретическом рассмотрении типа приведен- ного, вскоре привело к убеждению, что движение Земли никогда не сможет произвести эффект первого порядка. Это убеждение значи- тельно усилилось, когда Эйнштейн разработал свою теорию отно- сительности и просто постулировал, что результаты всех экспери- ментов, которые мы проводим в наших лабораториях, должны быть независимы от движения Земли, каковы бы ни были точности на- ших измерений и порядок эффектов, которых мы могли бы дос-

164