Файл: Ацюковский_Сборник_Эфирный_Ветер_2011_all.pdf

Д.К.Миллер. 1933 г.

ки определены как прямое восхождение и склонение, так же, как звезд, и формулы практической астрономии непосредственно при- годны для их определения на основе интерферометрических на- блюдений. Теоретическое рассмотрение определения апекса дви- жения Земли дано в статье проф. Дж. Дж. Нассау и проф. П. М.

Морзе, которая опубликована в Astrophysical Journal в марте 1927 г.

63.

Зная широту обсерватории φ и звездное время наблюдения θ , можно получить два независимых определения прямого восхо- ждения α и склонения δ апекса земного абсолютного движения, одно определяется из наблюдаемой скорости V а второе — из азимута A эффекта эфирного ветра. Влияние эфирного ветра, бу- дучи эффектом второго порядка, имеет период в каждой половине оборота аппарата, отсюда следует, что если основное смешение полос наблюдалось тогда, когда направление телескопа приняло некоторое значение, то точно такой же эффект будет получен, ко- гда интерферометр повернется на 180° и направление телескопа станет противоположным. Интерферометрические наблюдения оп- ределяют линию, по которой происходит движение, но они не от- личают положительного направления движения по этой линии от отрицательного. Выбор между знаком плюс по направлению к се- веру и знаком минус по направлению к югу должен быть определен из совмещения результата, когда это движение соединено с извест- ным орбитальным движением Земли. Для упрощения представле- ния формул они будут даны для апекса, имеющего северное скло- нение, и для обсерватории, помещенной в северном полушарии. Если окончательное решение потребует движения к югу, то новый апекс будет диаметрально противоположен первому определенно- му апексу, его прямое восхождение будет прямым восхождением первого апекса минус 12 часов и его склонение будет иметь то же самое числовое значение, что и для первого апекса, но со знаком минус. Для обсерватории, размещенной в южном полушарии, должны существовать определенные систематические отличия в формулах, которые нет необходимости излагать здесь.

63J.J.Nassau, P.M.Morse // Astrophys.J. 1927. Vol.65. P.73.

280

Глава 18. Эксперимент по эфирному ветру …

Апекс абсолютного движения, определенный из направления и скорости эфирного ветра

В статье Нассау и Морзе показано, что, как это и вытекает с очевидностью из модели (см. рис. 18.17), звездное время полно- стью определяет прямое восхождение апекса, когда составляющая движения, лежащая в плоскости интерферометра, минимальна

(θv=min ); тогда

α = θv=min .

Очевидно, что составляющая движения в плоскости интерфе- рометра

v = V sin z,

где V — скорость абсолютного движения, а z — зенитное расстоя- ние апекса.

Если δ ≥ 90O − φ, то, как можно видеть из модели, значение V минимально тогда, когда z = δ − φ, а максимально тогда, ко-

гда z = 180O − (δ + φ ) и во времени максимум и минимум значе-

ний отличаются на 12 ч звездного времени. Если наблюдения за- нимают полные звездные сутки, максимум и минимум эффекта всегда могут быть получены.

Положим, что R есть отношение минимальной наблюдаемой скорости к максимальной, тогда

откуда склонение апекса абсолютного движения определится вы- ражением

tg δ = 1+ R tg φ. 1− R

Если δ < 90O − φ, линия движения будет совпадать с плоско- стью интерферометра дважды в каждые сутки, и максимальное значение наблюдаемой скорости Vmax будет равно действительной

281

Д.К.Миллер. 1933 г.

скорости V . Поскольку скорость будет иметь минимум тогда, ко- гда апекс пересекается меридианом обсерватории, его зенитное расстояние составит φ − δ , и тогда наблюдаемая скорость будет

равна скорости V , умноженной на синус угла φ − δ . Следова- тельно,

vmin /vmax = V sin(φ − δ )/V = sin(φ − δ ) и δ = φ ± sin−1 (vmin /vmax ).

Если апекс находится ниже горизонта в течение звездных суток наблюдаемая скорость будет иметь два максимума, а также два ми- нимума. Максимум будет тогда, когда апекс пересечет горизонт обсерватории, а минимум тогда, когда он пересечет меридиан.

Максимумы сойдутся при δ = 90O − φ.

Апекс абсолютного движения, определенный из азимута направления эфирного ветра

Для δ ≥ φ. Если движение Земли проектировать на плоскость

интерферометра (см. рис. 18.17), то станет очевидным, что враще- ние Земли вокруг оси является причиной колебаний азимута апек- са, пересекающего вперед и назад меридиан дважды в каждые

звездные сутки с интервалом 12 ч. Звездное время θ E −W , когда

апекс пересекает меридиан с востока на запад 64, есть прямое вос- хождение апекса, так что

α = θ E −W .

Время θW −E , когда апекс пересекает меридиан с запада на вос- ток, также определено, так что

1

α = 2 (θ E −W + θW −E ) + 6 часов.

W (от англ. West — Запад) (прим. перев.).

282

Глава 18. Эксперимент по эфирному ветру …

Поскольку азимут направления ветра в интерферометре соот- ветствует азимуту апекса, то, когда апекс пересекает меридиан, ве- тер создает максимальное смещение полос сначала к востоку, а за- тем к западу в каждые звездные сутки. Когда δ ≥ φ , этот макси-

мум азимута может рассматриваться как азимут около полярной звезды на ее восточной или западной элонгации. В учебниках сфе- рической и практической астрономии показано, что азимут элонга- ции простым образом зависит от склонения звезды и широты об- серватории. Отношение таково:

sin Amax = cosδ / cosφ ,

соответственно

cosδ = sin Amax cosφ.

Когда δ ≤ φ , азимут апекса колеблется вокруг горизонта в те- чение звездных суток. Если θ E есть звездное время, когда азимут приходится точно на восток, то

tg δ = tg φ cos(θ E − α ).

При условии, что орбитальная скорость Земли известна, этих формул в основном достаточно для определения апекса и скорости абсолютного движения Земли и эфира с помощью интерферометра. Эти наблюдения, давая просто азимут максимума смещения ин- терференционных полос при вращении аппарата вокруг оси, вместе с азимутом, при котором возникает максимальное смещение, должны соответственно покрывать период одних звездных суток для каждой эпохи. Полная серия таких наблюдений дает одно оп- ределение скорости абсолютного движения и два независимых оп- ределения апекса движения.

Определение направления абсолютного движения Земли зави- сит только от направления, в котором находится телескоп, когда наблюдаемое смещение полос максимально; причем это не зависит от величины самого смещения полос, а также от регулировки полос в части их ширины или отсчета нуля. Действительная скорость земного движения определена амплитудой периодического смеще- ния, которое пропорционально квадрату относительной скорости Земли и эфира и длине светового пути в интерферометре. Два эф-

283