Глава 22. Обнаружение влияния движения Земли на аберрацию…
поведение которых было рассчитано без учета поправок на аберра- цию.
Вычисление последних с использованием истинных (не скор- ректированных при монтаже телескопа) координат наземной станции ТАТ–01В (49,228° восточной долготы, 55,765° северной широты при высоте станции 0,13 км над уровнем IAU–1976 эллип- соида Земли) показало, что азимут периодически изменяется в фазе с вектором давления солнечного потока. Это ясно видно на рис. 22.1, где приведен пример поведения геодезического азимута как предсказанного (геометрически рассчитанная без учета поправок на аберрацию — нижняя кривая), так и измеряемого (верхняя кривая). По оси абсцисс отложено астрономическое местное (на долготе телескопа) время в часах, а по оси ординат — азимут в гра- дусах.
Рис. 22.1. Суточное поведение наблюдаемого и предсказываемого азиму- та для спутника Intelsat704 на 22 марта 2000 г.
Как видно из рисунка, максимальное значение азимута дости- гается каждый раз приблизительно в 6 часов утра (на восходе Солнца), когда вектор давления потока излучения от Солнца орто- гонален линии наблюдения и восточная долгота спутника достига-
367
Штырков Е.И. 2007 г.
ет минимума, а азимута — максимума. Основными различиями между экспериментом и предсказанием при этом во всех таких на- блюдениях были:
•наличие сдвига экспериментальной синусоиды азимута на угол ϑ в область более поздних времен по сравнению с расчетным предсказанием (например, на рис. 22.1 задержка
– 44 мин, т.е. ϑ = 11°),
•амплитуда экспериментальной кривой aobs меньше, чем у рассчитанной;
•наличие постоянного пьедестала у экспериментальной кри- вой как для азимута, так и для высоты.
Как было показано в [5,7] учет влияния аберрации на азимут спутника приводит к следующей связи для амплитуды азимута aobs и сдвига фазы ϑ с параметрами движения Земли и Солнечной системы:
a |
|
sin ϑ = q [β |
orb |
1− (sin ε cosγ )2 |
− p sin (γ − α |
apx |
)] (2), |
obs |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
где q1 = |
|
sin Φ − cos Φ cos Οtgϕ |
|
при Ο = ξ − ξt |
|
(sin Φ cosΞ − tgϕ cosΦ)2 + sin 2 Ξ |
(ξt и |
Φ — |
геодезическая |
долгота |
и |
широта |
|
телескопа), а |
p = βapx cosδ |
— отношение |
проекции скорости |
галактической |
компоненты движения Солнца на экваториальную плоскость к ско- рости света в вакууме.
Использование экспериментальных значений aobs и ϑ , изме- ряемых в различные даты [5], позволило рассчитать орбитальную и галактическую компоненты скоростей движения Земли и Сол- нечной системы, а также склонение и прямое восхождение апекса Солнца, и затем сравнить их с известными в наблюдательной ас- трономии значениями. Расчеты проводились численным методом с использованием программы Mathcad7. При этом решалась систе- ма из трех уравнений типа (2), взятых для трех различных дат [5,7]. С учетом эллиптичности земной орбиты эти даты подбира- лись таким образом, чтобы в эти эпохи расстояния от Земли до Солнца были бы примерно одинаковы, т.е. орбитальные скорости Земли в эти даты были бы равны.
В результате такой обработки экспериментальных данных, на- копленных в течение трех лет (1997–2000гг.), была определена ди-
Глава 22. Обнаружение влияния движения Земли на аберрацию…
намика сезонного поведения трех параметров βorb , p и αapx. На
рис. 22.2 представлены полученные после нахождения βorb резуль-
таты для орбитальной компоненты скорости эфирного ветра. Каждая точка на графике для конкретной даты является резуль-
татом усреднения по всем таким наборам из трех уравнений, в ко- торых была использована эта дата. Как видно из рисунка, поведе- ние измеренных данным методом значений таково же, как для из- вестной в наблюдательной астрономии скорости движения Земли по орбите: их усредненные за год величины (29.4 км/с и 29.765 км/с, соответственно) совпадают с точностью до 1%, а их значе- ния зимой, когда в начале января Земля находится в перигелии, слегка выше среднего, а летом (афелий в конце июня), соответст-
венно, ниже. При точности измерения aobs и ϑ порядка 10% такая
высокая степень совпадения среднегодовых значений скорости оп- ределяется усреднением по большому объему полученных резуль- татов.
Рис. 22.2. Скорость эфирного ветра, обусловленного орбитальной ком-
понентой движения Земли, в период с марта 1998 по декабрь 1999 гг.: τ – количество дней с 00:00:00 GMT 23 сентября 1997, VE–весеннее равноденст-
вие, SS-летнее солнцестояние, WS-зимнее солнцестояние, AE-осеннее равно- денствие
369
Штырков Е.И. 2007 г.
Таким образом, в нашем случае имеет место почти полная аберрация (20,25’’), что близко к так называемой постоянной аберрации в астрономии – 20,5’’. На основании этого факта можно сделать два альтернативных заключения: либо эфир вообще не ув- лекается движением Земли (абсолютный эфир), либо такое увлече- ние есть, но волна, сформированная за пределами переходного слоя увлеченного Землей эфира, почти не испытывает воздействия с его стороны. И если бы первое было действительно верно, то аберрация с таким же значением угла имела бы место для любого земного источника. Однако, как показал выполненный у поверхно- сти Земли с точностью до 3’’ эксперимент [9], аберрация от источ- ника света, фиксированного относительно приемника вблизи Земли (до 1 км), вообще отсутствует. Идея об увлечении эфира движу- щейся Землей подтверждается не только экспериментом [9], но и безуспешными попытками обнаружить эфирный ветер при помощи интерференционных опытов, выполненных на уровне моря. Поэто- му второе заключение об увлечении эфира – более реально. Поче- му же увлекаемый Землей переходный слой эфира практически не оказывает влияния на распространение электромагнитной волны, которая пришла от источника, находящегося за пределами этого слоя, пока не ясно. Однако можно предложить, по крайней мере, две идеи.
Первая – это связано с самим процессом генерации поля в ближней зоне. Источник, возмущая эфир вблизи себя, генерирует в нем в соответствии с микроскопическими уравнениями Максвелла систему вихрей, более плотных по сравнению с окружающим не- возмущенным эфиром. Эта система связанных возмущений эфира (электромагнитное поле) распространяется в волновой зоне по принципу близкодействия со скоростью 300000км/с и, встречая на своем пути менее плотную движущуюся материю (например, ла- минарные потоки эфира), не увлекается ею. При встрече же с более плотным образованием из эфира, поле может увлекаться этой ма- терией частично (например, потоком воды как в эксперименте Фи- зо) или полностью в зависимости от плотности этого образования.
Вторая идея состоит в том, что переходный слой эфира может быть настолько тонким, что вызванное увлечением слишком малое изменение угла аберрации просто не регистрируется аппаратурой.
Глава 22. Обнаружение влияния движения Земли на аберрацию…
В грубом приближении (подразумевается полное увлечение во всем переходном слое эфира) угол аберрации α имеет вид
tgα = (1− d / D) tgα0 |
(3), |
где d – толщина слоя, D – расстояние между источником и наблю- дателем, а α0 — угол аберрации в неувлекаемой части эфира. Как следует из формулы, при d / D << 1 для удаленных объектов (звезд, планет) α = α0, т.е. одинаково для всех звезд, что и под- тверждается многочисленными астрономическими наблюдениями. Для близких к границе слоя объектов угол α стремится к нулю, приводя в пределе к тому, что в случае нахождения источника в самом слое аберрация уже не имеет место. Это подтверждается результатом эксперимента [9]. В нашем же случае (спутник на орбите) D = 35000 км, а измеренный и усредненный за год угол аберрации отличается от постоянной аберрации примерно на 1%. Это дает для оценки максимальной толщины слоя увлеченного Землей эфира значение 350 км. Возможно, что толщина этого слоя гораздо меньше, так как, скорее всего, коэффициент увлечения из- меняется постепенно от 0 до 1 по мере приближения к поверхности Земли. Пока закон такого изменения не известен, но он, несомнен- но, связан с физическими свойствами эфира, которые еще требуют своего изучения.
Интересен еще один вывод из полученного в данной работе ре- зультата. Реальное наблюдение аберрации в ситуации, когда ис- точник привязан к приемнику, является еще одним эксперимен- тальным опровержением баллистической гипотезы Ритца, в соот- ветствии с которой в такой ситуации аберрация не должна наблю- даться вообще.
Для нахождения компонент движения Солнечной системы в работах [5,7] были использованы экспериментальные значения P и αapx, а также экспериментальное значение для постоянного аберра- ционного сдвига геоцентрической широты спутника ϕapx . Оно
было получено из его связи с величиной пьедестала (см. рис. 3) на кривых высоты спутника при учете атмосферной рефракции и при усреднении за год [7]. На этом графике приводится характерный пример трехсуточного поведения высоты спутника и синусои- дальный характер кривой здесь вызван наличием ненулевого зна- чения наклонения орбиты.
371