Файл: Ацюковский_Сборник_Эфирный_Ветер_2011_all.pdf

Глава 18. Эксперимент по эфирному ветру …

наблюдений интерпретация должна пересматриваться и расши- ряться.

Модель, приведенная на рис. 18.29, изображает в пропорцио- нальном масштабе конструкцию для изучения абсолютного движе- ния Земли.

Земля изображена мячом, расположенным около вершины мо- дели, а плоскость эклиптики — гори- зонтальной пластиной, проходящей че- рез центр Земли. Космическая состав- ляющая движения Земли, являющаяся абсолютным движением Солнечной системы, направлена к апексу, распо- ложенному около южного полюса эк- липтики; она изображена стрелой, по- мещенной около вершины модели, и дорожкой, продлевающей ее ниже «Земли». Орбитальные составляющие движения для четырех дат этих наблю- дений отображены стрелками, лежа- щими в горизонтальной плоскости.

Четыре результирующих движения отображены диагоналями четырех па- раллелограммов, соответствующим от- дельным датам. Результирующее дви- жение в виде направленна годовой тра- ектории на небесной сфере наклонен- ной орбиты Земли изображено кругом, расположенным в нижней части моде- ли; четыре позиции, соответствующие датам наблюдений, промаркированы нижними стрелками. Эта часть модели

соответствует орбитальной окружности на карте (см. рис. 18.28) и модели орбиты с четырьмя глобусами (см. рис. 18.24).

Вероятная погрешность

Изучение числовых результатов, приведенных на рис. 18.26, показывает, что вероятная погрешность определения наблюдаемой скорости, имеющей значение от 10 до 11 км/с, составляет ±0,33

307

Д.К.Миллер. 1933 г.

км/с при вероятной погрешности определения азимута ±2,5°. Веро- ятная погрешность определения прямых восхождений и склонений в полярных координатах (см. рис. 18.28) составляет ±0,5°.

Полнопериодический эффект

Хотя внимание в этих экспериментах было сосредоточено на полупериодическом эффекте второго порядка, в них присутствует эффект первого порядка, сравнимый по величине. Теория экспери- мента эфирного ветра, как она обычно дается, точна, но абстрактна, основана на допущении простейших условий работы аппаратуры, которых никогда не существует в реальном эксперименте. В дейст- вительности интерференционные линии зависят не только от ско- рости и направление эфирного ветра, но также и от геометрическо- го расположения зеркал. Простая теория предполагает, что зеркала на концах двух плеч интерферометра перпендикулярны к лучам света; но это даст полосы бесконечно большой ширины, все поле зрения будет однообразно засвечено, критические условия не толь- ко не желательны, но и не применимы на практике. Чтобы создать серию прямых полос, пригодных для измерения смещений, как по- казано на рис. 18.7, необходимо, чтобы одно из концевых зеркал было повернуто вокруг вертикальной оси на очень малый угол так, чтобы две действительных интерферирующих плоскости пересек- лись. Ширина полос и число полос в поле зрения прямо зависят от отклонения концевого зеркала. Угол отклонения света на зеркале, как это было в данных эксперимента, составил от 0° до ±4''. Позже проф. В. М. Хикс из Университетского колледжа (Шеффилд) де- тально обсудил теорию 71, используя методы не только строгие, но и общие, применяя их к некоторым приспособлениям в оптических путях аппаратуры. В теории Хикса показано, что когда имеются периодические изменения относительной фазы двух лучей света в интерферометре с зеркалами, приспособленными к реальной прак- тике, вносится дополнительный эффект смещения полос, период которого составляет полный оборот инструмента. Амплитуда этого полнопериодического смещения зависит от ширины полос, исполь- зованных во время наблюдений и примерно равна амплитуде сме-

71 W.M.Hicks // Phil.Mag. 1902. Vol.3. № 6. 9. P.256,555.

308

Глава 18. Эксперимент по эфирному ветру …

щения полос под давлением эфирного ветра, когда в поле зрения имеется восемь полос; с обычной надежной установкой шести по- лос в поле зрения полнопериодическое смещение полос меньше, чем полупериодической эффект, как показано на рис. 18.21.

Полнопериодическое смещение, которое обычно наблюдается, присутствует во всех наблюдениях, включая первоначальные на- блюдения Майкельсона и Морли. Хикс обратил внимание на этот факт и вычислил смещение полос. К несчастью, ни в каких наблю- дениях, сделанных до сих пор, не проводилось числовое измерение ширины полос, определяемой углом отклонения зеркала, и поэтому невозможно использовать полнопериодический эффект для реше- ния проблемы эфирного ветра. Однако приближенное число полос, видимых в поле зрения, чаще всего записывалось. Сравнение ши- рины полос с полнопериодическим эффектом показывает прямо пропорциональное отношение, как этого и требует теория Хикса; это отношение показано на рис. 18.30.

Рис. 18.30. Полнопериодический эффект: отношение смеще- ния полос к их ширине

Гипотеза увеличения эфира

Чтобы объяснить приведенные здесь результаты, кажется необ- ходимым признать реальность модифицированного сокращения Лоренца–Фицжеральда или постулировать вязкость захватывающе- го эфира. В комментарии по предварительному отчету о настоящей работе, представленному Национальной академии наук в апреле 1925 г. д-р Л.3ильберштейн сказал:

309

Д.К.Миллер. 1933 г.

«С точки зрения теории эфира здесь представлены результа- ты столь же хорошие, что и другие, предварительно открытые, легко объяснимые эфирной концепцией Стокса, модифицированной Планком и Лоренцем и обсужденной автором (Зильберштейном) в

„Philosophical Magazine“72».

Теория Стокса может быть описана посредством следующего изречения, заимствованного из трактата «Эфир и материя» сэра Джозефа Лармора (стр. 10, 13, 35 и 36):

«Поскольку сэр Джордж Стокс не был расположен допус- тить, что эфир может свободно проходить сквозь промежутки материных тел в соответствии со взглядом Френеля, и поскольку некоторые другие теории его движения, которые могут быть со- гласованы с фактами астрономической аберрации, требуют неза- вихренных течений, объяснение ограничения таких течений, как он полагает, найдено. Эту цепь аргументов — что аберрация требу- ет возмущений, которые должны быть незавихренными, что движение тел возмущает эфир, что это может быть объяснено только рассеиванием возникающих вихревых возмущений с помо- щью поперечных волн, и далее, что излучение само вовлекает попе- речное волновое движение, – он считает взаимно согласующейся и самоподдерживающейся и, далее, формирующей совершенно оче- видную, в соответствии с этим взглядом, конституцию эфира Затем возникает вопрос, насколько далеко распространяется это объяснение применительно к случаю, в котором эфир увлекается

материей, движущейся сквозь него».

Существуют систематические различия в так называемой кон- станте аберрации и в стандартном расположении звезд, определен- ные различными наблюдениями, которые могут быть объяснены гипотезой различного эфирного ветра вследствие различий в мест- ном коэффициенте увлечения. Увлечение эфира на любой данной станции может зависеть более или менее от высоты, местного кон- тура и возмущений большими массами, расположенными на по- верхности Земли, такими, как горные хребты. Эксперименты по эфирному ветру никогда не проводились на уровне моря, а также нигде, это факт, исключая Маунт Вилсон, с достаточно полными точными измерениями эффекта.

72 L.Silberstein // Phil.Mag. 1920. Vol.39. P.161.

310