Раздел 2. КООРДИНАТНЫЕ ПОЛЯ И ЛОКАЛЬНО-АБСОЛЮТНЫЕ СКОРОСТИ

2.1 Непригодность концепции относительных скоростей для описания реалий физического мира.

«Скорости движения тел относительны, и нельзя сказать однозначно, кто относительно кого движется, ибо если тело А движется относительно тела В, то и тело В, в свою очередь, движется относительно тела А…»

Эти умозаключения, насаждавшиеся нам ещё со школьной скамьи, выглядят безупречными с формально-логической точки зрения. Но, с физической точки зрения, они сгодились бы лишь для нереального мира, в котором отсутствуют ускорения. Неспроста Эйнштейн поучал, что СТО справедлива лишь для систем отсчёта (СО), «движущихся друг относительно друга прямолинейно и равномерно» [Э1] – впрочем, ни одной такой практической системы отсчёта он не указал. До сих пор никакого прогресса в этом вопросе не наблюдается. Не смешно ли, что, на протяжении более сотни лет, для базовой теории официальной физики не оговорена практическая область применимости?

А причина этой анекдотической ситуации весьма проста: в реальном мире, из-за физических взаимодействий, ускорения тел неизбежны. И тогда, попирая формальную логику, движение обретает однозначный характер: Земля обращается вокруг Солнца, ракета взлетает с Земли и выводит аппарат на траекторию полёта к Марсу, камешек падает на Землю, и т.д. Например, однозначность кинематики при падении камешка на Землю – т.е., нефизичность ситуации, при которой Земля падает на камешек – имеет подтверждение даже на основе закона сохранения энергии. Действительно, если при соударении камешка с Землёй скорость соударения составляет V, то кинетическая энергия, которая может быть превращена в другие формы, составляет при этом половину произведения квадрата скорости V на массу камешка, но уж никак не на массу Земли. Значит, эту скорость набрал именно камешек, т.е. названный случай адекватно описывается в СО, связанной с Землёй.

Но такая простая логика не устраивает релятивистов. Им никак нельзя соглашаться с тем, что бывают у тел такие ускорения, которые вызываются реальными физическими воздействиями на эти тела, а бывают у тел ускорения совсем другого рода – только из-за того, что СО, в которой эти ускорения обнаруживаются, сама движется ускоренно. Если признать эту разницу – понятную для ребёнка! – то концепции относительных скоростей очень не поздоровится. Поэтому общая теория относительности провозгласила равноправность всех СО – независимо от того, в каком состоянии движения они находятся. С тех пор нам пытаются втолковывать, что СО, связанная с падающим на Землю камешком, ничуть не хуже, чем СО, связанная с Землёй. Правда, в СО, связанной с камешком, Земля движется с ускорением g=9.8 м/с² и, набирая скорость, приобретает чудовищную кинетическую энергию. По логике релятивистов, движет Землю с ускорением g сила инерции, которая действует в СО, связанной с камешком. При этом релятивисты не утруждают себя объяснениями того, откуда у Земли берётся чудовищная кинетическая энергия, и куда эта энергия девается после того как Земля замирает, врезавшись в камешек. Вместо этих объяснений, нам подсовывают ставшую уже хрестоматийной дурилку про реальность сил инерции: если, мол, резко затормозит поезд, в котором ты едешь, дорогой читатель, то именно сила инерции швырнёт тебя вперёд и причинит увечья! У этого доходчивого разъяснения есть всего один недостаток: в нём умалчивается про то, что на причинение увечий здесь будет тратиться кинетическая энергия, опять же, пассажира, а не чего-то ещё. В этом можно легко убедиться: набрать исходную скорость самостоятельно, без помощи поезда – и с разгону налететь на столб или капитальную стену. Увечья выйдут ничуть не хуже – причём, без помощи всяких там сил инерции. Это мы к тому, что так называемые «реальные силы инерции», которые действуют только в ускоренных СО – это не более чем теоретические измышления. А истинно реальные физические процессы и реальные превращения энергии происходят независимо от того, в какой из СО проводится их теоретический анализ.

Более того, если вспомнить, что реальные превращения энергии должны происходить однозначно (1.3), то факт участия кинетических энергий в этих превращениях означает нечто поразительное. А именно: поскольку кинетическая энергия квадратична по скорости, то, при анализе ускоренного движения тела в различных СО, в которых мгновенная скорость тела различна, оказывается, что одно и то же приращение скорости даёт различные приращения кинетической энергии в различных СО. Из однозначности же приращений кинетической энергии следует, что мгновенная скорость тела тоже должна быть однозначна, т.е. адекватное описание движения тела должно быть возможно лишь в какой-то одной СО – в которой скорость тела является «истинной».

Кстати, однозначность приращений кинетической энергии пробного тела, в соответствии с приращениями его «истинной» скорости, была бы весьма проблематична, если тело притягивалось бы сразу к нескольким другим телам и, соответственно, приобретало бы ускорение свободного падения сразу к нескольким притягивающим центрам – как того требует закон всемирного тяготения. Например, если астероид испытывал бы тяготение и к Солнцу, и к планетам, то какова «истинная» скорость астероида, приращения которой определяют приращения его кинетической энергии? Вопрос нетривиальный. И, чтобы с ним не мучиться, гораздо проще разграничить области действия тяготения Солнца и планет в пространстве – так, чтобы пробное тело, где бы оно ни находилось, всегда тяготело лишь к какому-нибудь одному «притягивающему центру». Для этого нужно обеспечить, чтобы области действия тяготения планет не пересекались друг с другом, и чтобы в каждой области планетарного тяготения было «отключено» солнечное тяготение. При такой организации тяготения, т.е. по принципу его унитарного действия (3.8), простейшим образом решается проблема обеспечения однозначности приращений кинетической энергии пробного тела – а заодно и проблема отсчёта «истинных» скоростей физических объектов. Именно такой подход единым махом объясняет замалчиваемые официальной наукой факты, касающиеся движения астероидов (3.9) и межпланетных станций (2.6), аберрации света от звёзд (2.7), линейного эффекта Допплера при радиолокации планет (2.5), а также отсутствия «солнечных» гравитационных вариаций хода атомных часов на бортах спутников GPS (3.8).

Физики потратили немало усилий, пытаясь найти одну-единственную привилегированную СО – для адекватного определения абсолютных скоростей сразу всех физических объектов во Вселенной. Но эта задача, увы, была неверно поставлена. Опыт свидетельствует о том, что такой СО, одной для всей Вселенной, не существует, но зато существует иерархия СО для адекватного определения абсолютных скоростей – причём, рабочие области этих СО разграничены в пространстве, соответствуя разграничению областей действия тяготения больших космических тел. Принимая во внимание эту разграниченность, мы будем говорить не об абсолютных скоростях физических объектов, а об их локально-абсолютных скоростях (2.3), которые имеют чёткий физический смысл.

2.2 Координатные поля и мерность физического пространства.

Текущие координаты квантового пульсатора – это ключевые параметры, необходимые для работы его индивидуального пакета программ, которые обеспечивают его существование в физическом мире и управляют его поведением. Этими координатами определяется не только конкретное место, в котором производятся квантовые пульсации, но и текущее участие квантового пульсатора в физических взаимодействиях. Поэтому мы должны пояснить, как организованы системы координат, которыми оперирует программное обеспечение физического мира.

Заметим, что если объёмчики, занимаемые однотипными квантовыми пульсаторами, могли бы перекрываться – например, если два электрона могли бы совмещаться в физическом пространстве – то для объёма их перекрытия возникала бы ситуация двойного программного управления. Но, по логике однозначного программного управления (1.3), такая ситуация недопустима, поэтому программными средствами должна обеспечиваться уникальность индивидуальных координат однотипных квантовых пульсаторов. Для этого необходимо, чтобы программы работали с однозначными значениями координат, т.е. эти координаты непременно должны иметь абсолютный характер. Однако, абсолютный характер используемых координат вовсе не означает, что задействована одна-единственная система координат, охватывающая всю Вселенную. Можно организовать несколько разграниченных областей, в каждой из которых будет использоваться своя, независимая система абсолютных координат.

Есть прямые экспериментальные указания на то, что в Солнечной системе такая разграниченность организована следующим образом. Область действия солнечного тяготения имеет конечные размеры – граница проходит, с большой долей вероятности, по внешнему краю пояса Койпера, т.е. на радиусе ~48 а.е. [Г4]. В области действия солнечного тяготения, рабочей системой координат для программного обеспечения физического мира является гелиоцентрическая система координат. Именно гелиоцентрические положения и скорости имеют абсолютный, однозначный и совершенно чёткий физический смысл для пробных тел, находящихся в области действия солнечного тяготения. В частности, именно гелиоцентрические положения и скорости малого тела (астероида, кометы, межпланетного космического аппарата) являются теми параметрами, из которых выстраивается его кеплерова траектория при свободном полёте в межпланетном пространстве. Но, в области «солнечного» координатного поля имеются вычеты, где рабочими являются другие системы координат – это области планетарных координатных полей. Радиус области земного координатного поля – около 900 тыс. км. В пределах этой области, рабочей является геоцентрическая система координат, и однозначный абсолютный смысл имеют геоцентрические положения и скорости. На практике, для корректных расчётов полётов малых тел в околоземном пространстве, требуется использовать именно геоцентрические положения и скорости этих тел.

Таким образом, по разные стороны границы планетарного координатного поля, управляющие веществом программы используют разные системы координат: снаружи границы – гелиоцентрическую, а внутри границы – планетоцентрическую. Речь идёт не о пустой математической формальности – речь о том, что в пределах каждого координатного поля используется своя однозначная координатная привязка, необходимая для управления веществом. А координатная привязка – это не пустая формальность: из однозначных координат сразу следуют однозначные скорости, из однозначных скоростей – однозначные кинетические энергии. А из однозначности кинетических энергий сразу следует однозначность процессов, в которых происходят изменения этих энергий! Вот где разгадка тайны «инерциального фона» для однозначного отсчёта скоростей – это всего лишь координатные поля, которые используются программным обеспечением физического мира!

Фактически, эти координатные поля играют роль эфира, к необходимости наличия которого приходят мыслители, понявшие, что концепция относительных скоростей не выдерживает критики. Но эти мыслители полагают, что эфир является физическим объектом, материальной средой – и, из-за этого, работоспособную модель эфира не удаётся построить, поскольку его физические свойства оказываются слишком фантастическими и противоречивыми. Не будем перечислять противоречия, которые, практически, похоронили гипотезу о физическом эфире ещё в начале XX века. Обратим внимание вот на что: допуская физический эфир, мы сталкиваемся с той же самой его разграниченностью – область с припланетным эфиром движется (по орбите вокруг Солнца) сквозь межпланетный эфир, как целое, и при этом межпланетный и припланетный эфиры не должны смешиваться. Как такое возможно? – ведь не наблюдается никаких пограничных эфиродинамических эффектов: отсутствуют даже признаки обтекания, не говоря уже про турбулентность! Между тем, разграничить области с разными рабочими координатными полями и организовать беспроблемное перемещение одной области по другой – эта задача вполне решается программными средствами. Такое перемещение является чисто программной процедурой трансляции малого координатного поля по большому – с сохранением, в пределах малого поля, его собственного координатного формата.

Таким образом, вместо идеи о физическом эфире, ведущей в тупик, мы предлагаем новый путь. Модель координатных полей, которые использует программное обеспечение физического мира – это готовая модель эфира, свободная от противоречий в физических свойствах, поскольку этот эфир имеет природу не физическую, а надфизическую, программную. Похоже, именно этот эфир называется библейским термином «небесная твердь» - термин, на наш взгляд, исключительно удачен [Д1].

Добавим, что координатное поле, «с точки зрения» программ, которые его используют, представляет собой набор всех комбинаций координат, возможных для задаваемой этим полем области физического пространства. При этом, движение квантового пульсатора по физическому пространству – это всего лишь изменение значений координат в ячейках памяти, выделенных под эти значения. Заметим, что количество независимых координат, однозначно определяющих местоположение в физическом пространстве, определяет то, что называется мерностью физического пространства. Наше физическое пространство трёхмерно по простой причине – потому, что, для идентификации местоположений квантовых пульсаторов, программы используют тройки чисел. Именно к реалиям трёхмерного физического пространства приспособлено наше мышление [Н2].

При таком подходе к вопросу о мерности физического пространства, совершенно ясно, что эта мерность может иметь только целочисленное значение. Поэтому мы не относимся серьёзно к заявлениям иных теоретиков о том, что мерность физического пространства может быть меньше тройки на некоторую ничтожно малую величину, или к учению Н.Левашова о том, что тяготение порождается градиентами мерности (?!) пространства.

2.3 Что такое локально-абсолютная скорость.

С учётом вышеизложенных представлений о координатных полях (2.2), мы видим, что тело имеет целый набор своих положений и скоростей по отношению к другим телам (сколько других тел – столько относительных положений и скоростей, причём, всех сразу), но тело имеет совершенно однозначные положение и скорость по отношению к координатному полю, на котором оно находится. Поэтому однозначность протекания физических процессов, неизбежная при программном управлении ими (1.3), не обеспечивается через привязку к относительным координатам – она обеспечивается через привязку к абсолютным координатам, которые и реализуются с помощью координатных полей (2.2). Уместен вопрос: разве это можно называть «абсолютными» координатами? ведь разграниченных координатных полей – не два, не три, а гораздо больше, и у каждого – своя система координат! Отвечаем: каждое координатное поле задаёт систему именно абсолютных координат – но действующую только в пределах этого координатного поля. При пересечении границы между координатными полями, абсолютная координатная привязка переключается, но термин «локально-абсолютные координаты», на наш взгляд, адекватно описывает ситуацию – в каком бы координатном поле тело ни находилось.

Из понятия «локально-абсолютные координаты» логично следует понятие «локально-абсолютная скорость». Определение таково: вектор локально-абсолютной скорости – это вектор скорости относительно локального участка координатного поля. Может показаться, что такое определение не имеет никакой практической ценности. Координатное поле – это программная реальность… а как же, спрашивается, определять скорость тела относительно какой-то программной реальности?.. ведь ещё великий Мах учил, что на практике «мы можем проследить движение тела только относительно других тел»! К счастью, тела отсчёта для верного нахождения локально-абсолютных скоростей не нужно долго искать: Солнце и планеты покоятся в центрах своих координатных полей. Поэтому, в пределах планетарного координатного поля, искомым телом отсчёта является планета, а в межпланетном пространстве, не затронутом планетарными координатными полями, искомым телом отсчёта является Солнце.

При очевидном наличии тел отсчёта для верного нахождения локально-абсолютной скорости на практике, мы определяем её всё-таки по отношению к локальному участку координатного поля – потому что такое определение, на наш взгляд, более точно отражает реалии «цифрового» физического мира. Во-первых, координатные поля формируются чисто программными средствами и существуют независимо от физических тел – т.е., в принципе, подходящего тела отсчёта может и не быть. Во-вторых, именно координатными полями задаются области «инерциального фона» - или «небесной тверди», по отношению к которой имеет чёткий смысл та скорость движения физического объекта, которая является истинной-однозначной, т.е. локально-абсолютной. Чёткий смысл локально-абсолютной скорости проявляется даже в том, что движущееся тело имеет в себе четкий и однозначный признак того, что оно движется именно с этой скоростью: квантовые уровни энергии в атомах испытывают квадратично-допплеровские сдвиги – которые определяются квадратом именно локально-абсолютной скорости (2.8)!

Как же на практике верно отсчитывать локально-абсолютные скорости? В области земного координатного поля (радиус которой составляет около 900 тысяч километров), «небесная твердь» монолитно неподвижна по отношению к геоцентрической невращающейся системе отсчёта – несмотря на то, что область земного координатного поля движется по орбите вокруг Солнца, а Солнечная система каким-то образом движется в Галактике. Как можно видеть, в околоземном пространстве локально-абсолютной скоростью объекта является его скорость в геоцентрической невращающейся системе отсчёта. Если Вы, дорогой читатель, сейчас сидите за столом, т.е. покоитесь относительно земной поверхности, то Ваша локально-абсолютная скорость не равна нулю – она равна линейной скорости суточного обращения на Вашей широте и направлена на местный восток. Если же Вы движетесь относительно земной поверхности, то для нахождения Вашей локально-абсолютной скорости следует найти соответствующую векторную разность.

Заметим, что на практике уже существует удобная физическая реализация привязки к геоцентрической невращающейся системе отсчёта – с помощью таких спутниковых навигационных систем, как GPS. Плоскости орбит спутников GPS сохраняют ориентацию относительно «неподвижных звёзд», а Земля, в центре «розочки» этих орбит, совершает своё суточное вращение. Скорость самолёта в системе GPS – это именно локально-абсолютная скорость самолёта. На практике обычно требуется знать путевую скорость самолёта, т.е. горизонтальную составляющую его скорости относительно земной поверхности. Путевая скорость находится внесением в GPS-скорость соответствующей поправки на движение локального участка земной поверхности из-за суточного вращения Земли. Как можно видеть, для окрестностей Земли уже реализована процедура для измерения, в реальном времени, локально-абсолютных скоростей физических тел. В этой процедуре имелась важная практическая потребность. Именно вектор локально-абсолютной скорости космического аппарата требуется знать, чтобы корректно управлять его полётом – в особенности, если его траектория не является баллистической. Если при расчётах тяги и расхода топлива для выполнения манёвров использовать в качестве текущей скорости аппарата не локально-абсолютную, то его полёт по желаемой траектории и попадание в желаемый пункт назначения будут практически неосуществимы.

Следует добавить, что локальный участок координатного поля является «инерциальным фоном», по отношению к которому отсчитываются локально-абсолютные скорости не только физических тел. Скорость света в вакууме является фундаментальной константой тоже только в локально-абсолютном смысле. В частности, в области земного координатного поля, скорость света в вакууме ведёт себя как константа «с» лишь по отношению к единственной системе отсчёта – геоцентрической невращающейся – независимо от того, что область земного координатного поля каким-то образом движется в Солнечной системе и Галактике (4.11).

2.4 Правда про результат опыта Майкельсона-Морли.

Специальный принцип относительности, в переводе на общепонятный язык, утверждает, что никакими физическими опытами внутри лаборатории невозможно обнаружить её прямолинейное равномерное движение. То есть, в принципе невозможен прибор, который детектировал бы свою скорость автономно – без оглядки на «неподвижные звёзды» и навигационные спутники.

Согласно же излагаемому подходу, если скорость света «привязана» к локальному участку координатного поля, в котором он распространяется (2.3), то движущийся по этому же участку оптический прибор, способный «почувствовать» разницу скоростей света по ходу и против хода своего движения, вполне способен выявить свою скорость – причём, одну-единственную, локально-абсолютную (2.3). Способный на это прибор, покоясь на земной поверхности, не дал бы отклик ни на скорость орбитального движения Земли вокруг Солнца, ни на скорость собственного движения Солнечной системы в Галактике. Единственная скорость, на которую он дал бы отклик – это его линейная скорость из-за вращения Земли вокруг своей оси. Потому что для такого прибора имел бы место лишь один «эфирный ветерок» – дующий с востока со скоростью, равной линейной скорости суточного вращения земной поверхности на местной широте.

Вспомним: официальная история физики повествует о том, что упорные поиски эфирного ветра не увенчались успехом. Ключевым здесь считается опыт Майкельсона-Морли. Схема интерферометра Майкельсона, идея опыта и расчёт разности хода лучей приведены во множестве учебных пособий, и мы на этом останавливаться не будем. Широко известно об «отрицательном результате» опыта Майкельсона-Морли: никакого эфирного ветра, якобы, не обнаружилось. Это неправда. Опыт был нацелен на выявление эфирного ветра, обусловленного орбитальным движением Земли вокруг Солнца – и вот он, действительно, не обнаружился. Но ведь обнаружился «эфирный ветерок» с востока!

Действительно, С.И.Вавилов [В1] обработал результаты опыта Майкельсона-Морли 1887 года [М1] и рассчитал наиболее достоверные сдвиги интерференционных полос, в зависимости от ориентации прибора. Из-за орбитального движения Земли, со скоростью 30 км/с, там ожидался эффект с размахом в 0.4 полосы. Цифры Вавилова демонстрируют волну с размахом 0.04-0.05 полосы, причём горбы и впадины этой волны соответствуют ориентациям плеч прибора в направлениях «север-юг» и «запад-восток» – независимо от времени суток и времени года.

Официальная наука уклоняется от обсуждения этого впечатляющего эффекта. Мы же попробуем его объяснить. При длине плеча L=11 м, длине волны l=5700 Ангстрем, и скорости прибора V=0.35 км/с (на широте Кливленда), сдвиг на 0.05 полосы слишком велик, чтобы объяснить его на основе традиционного расчёта, дающего для ожидаемого сдвига полос величину (2L/l)(V²/c²), где c - скорость света. Но мы обратили внимание на следующее: от эксперимента к эксперименту по схеме Майкельсона-Морли наиболее сильно варьировалась длина плеча, причём увеличенные «ненулевые» результаты, в частности, у Миллера, получались как раз при увеличенных длинах плеч. Не могло ли оказаться так, что некоторый эффект, зависящий от длины плеч, не принимался в расчёт?

Обратим внимание: интерферометр Майкельсона-Морли имеет ненулевой угол клина, т.е. угол между плоскостями эквивалентной воздушной прослойки. Ненулевой угол клина g и, соответственно, ненулевой угол схождения интерферирующих лучей 2g требуются здесь для того, чтобы интерференционная картинка представляла собой полосы равной толщины, а не полосы равного наклона. Наш анализ [Г1] показывает, что, из-за ненулевого угла клина, разностный сдвиг интерференционных полос при двух вышеназванных характерных ориентациях прибора составит Dn » 4Lg(V/c)/l. Поскольку экспериментаторы не принимали во внимание этот эффект, они не сообщали о величине угла клина. Но если подставить в это выражение для Dn названную Вавиловым величину 0.05, а также вышеприведённые значения остальных параметров, то для угла клина мы получим цифру g»5.5×10^-4 рад. Такая величина для угла клина интерферометра Майкельсона представляется нам совершенно реалистичной. Поэтому можно допустить, что Майкельсон и Морли в эксперименте 1887 года, фактически, продетектировали локально-абсолютную скорость прибора.

Да и на что ещё мог реагировать прибор Майкельсона-Морли, кроме как на свою локально-абсолютную скорость? Это же не интерферометр Саньяка, в котором свет движется во встречных направлениях в обход контура с ненулевой площадью, благодаря чему детектируется собственное вращение прибора. У интерферометра Майкельсона-Морли площадь контура нулевая! И это не акселерометр, который используется, например, в системах инерциальной навигации – где детектируется ускорение, а затем оно интегрируется, и, таким образом, вычисляется скорость. Нет, прибор Майкельсона-Морли реагировал непосредственно на свою скорость, повергая в прах принцип относительности. Вот почему релятивисты помалкивают про эфирный ветерок с востока, который обнаружился у Майкельсона и Морли – но, наоборот, громко кричат о том, что не обнаружился эфирный ветер из-за орбитального движения Земли.

Само собой, этот обман им пришлось подкреплять ещё целой вереницей обманов, которые на их языке называются «аналогами опыта Майкельсона-Морли». Эти «аналоги» - целый ряд выполненных по разным схемам опытов, в которых результаты поиска эфирного ветра оказались, практически, полностью нулевыми, как будто этот ветер отсутствовал совершенно. То, что в этих опытах никак не проявилось орбитальное движение Земли – это само собой. Но почему там не проявилось движение установки из-за вращения Земли вокруг своей оси? Потому что это не-проявление было обусловлено либо метрологически, либо методологически. То есть, либо была недостаточна точность опыта, чтобы обнаружить эфирный ветерок с востока, со скоростью ~300 м/с, либо сама постановка опыта была такова, что обнаружение этого ветерка принципиально исключалось.

Так, Эссен [Э2] искал вариации частоты полого цилиндрического резонатора на 9200 МГц, которые имели бы место при изменениях его ориентации по отношению к линии эфирного ветра. При горизонтальном положении оси резонатора, он поворачивался в горизонтальной плоскости, делая оборот за минуту. Через каждые 45^о поворота, частота резонатора измерялась с помощью кварцевого стандарта. Относительная разность частот резонатора для положений вдоль и поперёк линии эфирного ветра составляла бы (1/2)(V²/c²). Для скорости эфирного ветра V=30 км/с, эффект составил бы ~5×10^-9. Данные Эссена демонстрируют волну с размахом на порядок меньше. Такая волна свидетельствовала об отсутствии «орбитального» эфирного ветра. Но происхождение самой этой волны осталось невыясненным – причём, в её присутствии, не было шансов обнаружить волну из-за «суточного» эфирного ветра, с размахом на три порядка меньшим.

Таунс с сотрудниками [Т1] измеряли частоту биений у пары мазеров на аммиаке, установленных пучками молекул навстречу друг другу – причём, вдоль линии «запад-восток». Затем разворачивали установку на 180^о и вновь измеряли частоту биений. Эти измерения проводились на протяжении более полусуток, чтобы Земля повернулась более чем на пол-оборота вокруг своей оси. «Орбитальный» эфирный ветер при такой методике обнаружился бы, а «суточный» - нет, поскольку, при развороте установки, допплеровские сдвиги частот у мазеров просто менялись ролями, и частота биений оставалась прежней.

Ещё в одном эксперименте, выполненном под руководством Таунса [Т2], исследовалась частота биений двух ИК-лазеров, с ортогонально расположенными резонаторами, при поворотах установки на 90^о между положениями, в которых один резонатор ориентирован по линии «север-юг», а другой – по линии «запад-восток». Принималось, что у резонатора, ориентированного параллельно «эфирному ветру», частота есть f₀(1-b²), а у резонатора, ориентированного ортогонально «эфирному ветру», частота есть f₀(1-b²)^1/2, где f₀ – невозмущённая частота, b=V/c. Поскольку f₀=3×10¹⁴ Гц, то из-за скорости 30 км/с можно было ожидать разностный эффект с размахом 3 МГц. Размах же обнаруженного эффекта составил всего 270 кГц, причём он почти не зависел от времени суток, хотя проявлению «эфирного ветра» из-за орбитального движения Земли следовало быть максимальным в 0 и 12 часов, а минимальным – в 6 и 18 часов местного времени. Обнаруженный эффект интерпретировали как результат магнитострикции в металлических стержнях резонаторов из-за влияния магнитного поля Земли. Линейная скорость из-за суточного вращения дала бы здесь эффект с размахом около 300 Гц, который был бы сфазирован с эффектом от магнитострикции и тоже не зависел бы по величине от времени суток – а, значит, его не-обнаружение было обусловлено даже методологически.

В особую группу можно выделить эксперименты, в которых обеспечивалась весьма высокая точность измерений – но, увы, ориентация всех элементов установки относительно земной поверхности была постоянна. Конечно, там не могло быть никаких разностных эффектов из-за линейной скорости суточного вращения. Поэтому оно никак не проявилось, например, в эксперименте с использованием стандарта частоты на охлаждённых ионах [П1], или при спектроскопии двухфотонного поглощения в атомном пучке [Р1], или при сличениях частот двух лазеров видимого диапазона, стабилизированных разными способами [Х1].

Между тем, при достаточной точности измерений и корректной методике, линейная скорость лаборатории из-за суточного вращения Земли успешно детектируется. Мы расскажем о двух таких экспериментах.

Чемпни и соавторы [Ч1] разместили мёссбауэровские излучатель и поглотитель (Co⁵⁷ и Fe⁵⁷) на диаметрально противоположных участках ротора ультрацентрифуги, вращаемой в горизонтальной плоскости. Один детектор гамма-квантов был установлен с северной стороны от ротора, второй – с южной. Детекторы были прикрыты свинцовыми экранами с диафрагмами, пропускавшими лишь те кванты, которые шли в узком створе, соосном с линией «излучатель-поглотитель», когда эта линия была ориентирована в направлении

Рис.2.4.1

«север-юг». Пик резонансного поглощения на 14.4 кэВ, заранее полученный линейно-допплеровским методом (см. Рис.2.4.1), соответствовал скорости расхождения излучателя и поглотителя ~0.33 мм/с, при этом энергия рабочего перехода у поглотителя была меньше, чем у излучателя, на ~1.1×10^-12. Идея опыта была основана на том, что если абсолютные скорости в эфире имеют физический смысл, то, при движении установки в эфире (расчёт был, опять же, на орбитальное движение Земли) вращение ротора даст неравенство абсолютных скоростей излучателя и поглотителя. Соответственно, их линии приобретут неодинаковые квадратично-допплеровские сдвиги. Так, пусть лаборатория движется в эфире на восток, а ротор вращается против часовой стрелки, если смотреть на него сверху. Тогда северный счётчик будет считать кванты в условиях, когда линейная скорость вращения излучателя складывается со скоростью установки в эфире, а линейная скорость вращения поглотителя – вычитается из неё. Из-за результирующих квадратично-

Рис.2.4.2

допплеровских сдвигов, линии излучателя и поглотителя сдвинутся друг к другу, отчего поглощение увеличится, т.е. скорость счёта уменьшится. Соответственно, для южного счётчика всё будет наоборот. В итоге опыт позволял сделать вывод о том, абсолютные или относительные скорости имеют физический смысл. Действительно, при каждом цикле измерений использовались две скорости вращения ротора – 200 Гц и 1230 Гц – дававшие линейные скорости вращения 55.3 и 340 м/с. Измерялись четыре величины: скорость счёта северного счётчика при малой и большой скоростях вращения, N_L и N_H, и, аналогично, для южного счётчика, S_L и S_H – и находилось отношение x=(S_H/S_L)/(N_H/N_L). При справедливости концепции относительных скоростей, отношение x было бы, с точностью до погрешностей, равно единице. При справедливости же концепции абсолютных скоростей, отношение x отличалось бы от единицы – причём, если бы имел место эфирный ветер из-за орбитального движения Земли, x зависело бы от времени суток. Как показывают результаты [Ч1], которые мы воспроизводим (см. Рис.2.4.2), x близко к единице и не зависит от времени суток – т.е. орбитальный эфирный ветер никак не проявился. Вместе с тем, среднее по приведённому набору данных составляет, как можно видеть, 1.012. Не свидетельствует ли этот результат об эфирном ветерке из-за суточного вращения Земли?

Если обозначить скорость этого ветерка через V, то квадратично-допплеровские расхождения линий излучателя и поглотителя для южного счётчика и, наоборот, их сближение для северного счётчика, составит величину D=2Vv/c², где v – линейная скорость вращения излучателя и поглотителя. Используя график (см. Рис.2.4.1), мы нашли аппроксимации для функций скоростей счёта обоих счётчиков от скорости V – для меньшей и большей вышеназванных скоростей v. При меньшем значении v мы использовали линейную аппроксимацию, для S_L(V) и N_L(V), а при большем – квадратичную аппроксимацию, для S_H(V) и N_H(V). Вышеназванная комбинация этих четырёх функций даёт зависимость отношения x от V, которая приведена на Рис.2.4.3.

Рис.2.4.3

Как можно видеть, на этом графике значение x=1.012 соответствует двум значениям V: 6.5 и 301 м/с. Для первого из них мы не усматриваем физического смысла, а второе всего на 7.9% отличается от 279 м/с – линейной скорости суточного вращения на широте Бирмингема, где проводился опыт. Едва ли можно сомневаться в том, что авторы [Ч1] продетектировали локально-абсолютную скорость лаборатории – но, странным образом, они проигнорировали этот результат.

Ещё один эксперимент, где проявилась локально-абсолютная скорость лаборатории, провели Брилет и Холл [Б1]. Они разместили гелий-неоновый лазер (3.39 мкм) и внешний

Рис.2.4.4

резонатор Фабри-Перо, по которому лазер был стабилизирован, на медленно вращающейся платформе (см. Рис.2.4.4). Частота этого лазера сравнивалась с частотой невращающегося гелий-неонового лазера, стабилизированного по линии поглощения в метане. Авторы утверждали, что эффект от «эфирного ветра» не превышал 0.13±0.22 Гц, или (1.5±2.5)×10^-15. Между тем, они наблюдали стойкий систематический эффект на второй гармонике частоты вращения платформы, с амплитудой 17 Гц (2×10^-13), причём фаза этого эффекта была строго согласована с ориентацией платформы относительно лаборатории. О магнитострикции речь не шла, поскольку зеркала внешнего резонатора были посажены на торцы трубки из стеклокерамики, к тому же резонатор был экранирован. Источник эффекта на второй гармонике остался невыясненным, и авторы везде говорили об этом эффекте как о паразитном. Давайте посмотрим – не мог ли он быть проявлением локально-абсолютной скорости лаборатории, т.е. 360 м/с (на широте 40^о). Длина l внешнего резонатора Фабри-Перо была рана 30.5 см, а радиусы кривизны зеркал r были равны 50 см. Нам не известно о строгой теории сдвига резонансных частот неконфокального резонатора при его продольном или поперечном сносе. По нашим оценкам, с точностью до второго порядка, при продольном сносе частота изменяется так же, как и у резонатора с плоскими зеркалами: f= f₀(1-b²). Что касается случая поперечного сноса, то, с учётом неконфокальности резонатора, мы получили соотношение f= f₀(1-b²+(l/2r)b²), которое в случае конфокального резонатора (l= r) совпадает, опять же, с соотношением для резонатора с плоскими зеркалами. Как можно видеть, размах разностного эффекта составил бы величину Df/ f₀=(l/2r)b². Если приравнять её удвоенной амплитуде эффекта на второй гармонике, то для скорости получается значение 340 м/с, которое всего на 5.6% отличается от локально-абсолютной скорости лаборатории. На наш взгляд, этот результат Брилета и Холла не менее значителен, чем подтверждение, с 15-значной точностью, отсутствия квадратичных эффектов из-за остальных движений лаборатории.

Итак, что же мы видим? В опытах, которые, как считается, подтверждают принцип относительности, отсутствие реакции прибора на свою локально-абсолютную скорость было обусловлено либо недостатком точности, либо самой методикой опыта. Если же, как исключение, детектирование локально-абсолютной скорости допускали как точность, так и методика опыта – обнаруживаемый эффект игнорировали или называли «паразитным». Мы рассказали всего о трёх опытах – Майкельсона-Морли, Чемпни с соавторами, Брилета-Холла – где, с большой долей вероятности, автономное детектирование локально-абсолютной скорости имело место. По-видимому, способов решения этой задачи гораздо больше, чем три, ведь не зря говорится, что «если есть хотя бы один способ – значит, есть сотня способов». Факт в том, что эта задача решается – и этот факт демонстрирует полную несостоятельность принципа относительности.

Впрочем, если физический смысл локально-абсолютной скорости сводился бы лишь к возможности её автономного детектирования – грош цена была бы такому смыслу. Далее мы расскажем о ряде физических явлений, в которых локально-абсолютная скорость проявляется во всей своей красе – и о соответствующих, иногда драматических, исторических эпизодах.

2.5 Где же линейный эффект Допплера при радиолокации Венеры?

Согласно специальной теории относительности (СТО), величина линейного допплеровского сдвига частоты для радиоволн есть, в относительном исчислении

, (2.5.1)

где f - частота излучения, Vcosq - относительная скорость расхождения или сближения излучателя и приёмника (т.е. проекция вектора скорости излучателя относительно приёмника на соединяющую их прямую), c - скорость света. Согласно же концепции локально-абсолютных скоростей, в которой фазовая скорость света в вакууме является фундаментальной константой по отношению лишь к местному участку «инерциального пространства», реализуемого с помощью координатных полей (2.3), величина линейного допплеровского сдвига есть

, (2.5.2)

где V₁cosq₁ и V₂cosq₂ – проекции локально-абсолютных скоростей излучателя и приёмника на соединяющую их прямую.

Заметим, что если излучатель и приёмник находятся в одном и том же координатном поле – например, если они оба находятся вблизи поверхности Земли – то выражение (2.5.2) редуцируется к выражению (2.5.1). В этом частном случае совпадают предсказания, сделанные на основе обеих концепций – относительных и локально-абсолютных скоростей – и, соответственно, здесь обе эти концепции одинаково хорошо подтверждаются опытом.

Но ситуация кардинально изменяется для случаев, когда излучатель и приёмник находятся в различных координатных полях – например, по разные стороны границы земного координатного поля. Подобная ситуация имеет место, например, при радиолокации планет или при радиосвязи с межпланетным космическим аппаратом. Здесь предсказания на основе концепций относительных и локально-абсолютных скоростей различны, и они не могут одинаково хорошо подтверждаться опытом. Концепция локально-абсолютных скоростей предсказывает здесь совершенно «дикое», по релятивистским меркам, поведение линейных допплеровских сдвигов. Официальная наука долгое время внушала нам, что ничего подобного здесь не наблюдается, и что линейный эффект Допплера происходит здесь в полном согласии с предсказаниями СТО. Оказалось, что это – ложь. Сейчас мы проиллюстрируем, что, в действительности, имеет место как раз то самое, «дикое», поведение линейных допплеровских сдвигов.

И начнём мы с радиолокации планет. Планеты покоятся в центрах своих планетарных координатных полей, поэтому локально-абсолютные скорости планет тождественно равны нулю. Отсюда, на основе выражения (2.5.2), следует фантастический вывод: допплеровский сдвиг в условиях, когда излучатель и приёмник находятся на разных планетах, должен иметь составляющие, обусловленные лишь движениями излучателя и приёмника в своих планетоцентрических системах отсчёта – но должна отсутствовать составляющая, которая соответствует взаимному сближению или удалению этих планет. Планета, при проведении её радиолокации, может приближаться к Земле, или удаляться от неё, со скоростью в десятки километров в секунду – а допплеровский сдвиг при этом нулевой!

Именно этот феномен и обнаружился при проведении радиолокации Венеры в 1961 г. группой под руководством В.А.Котельникова [К1-К3]. Радиолокацию планеты энергетически выгодно проводить тогда, когда она подходит к Земле наиболее близко. Кульминация соединения Венеры с Землёй пришлась на 11 апреля; результаты же опубликованы, начиная с наблюдений 18 апреля, когда скорость удаления Венеры составляла примерно 2.5 км/с. Соответствующий допплеровский сдвиг – удвоенный при отражении от «движущегося зеркала» – должен был иметь, в относительном исчислении, величину 1.6×10^-5. Абсолютная же величина этого сдвига, при несущей частоте излучаемого сигнала в 700 МГц, составила бы 11.6 кГц. Поскольку ширина полосы, в которой велись поиски эхо-сигнала, не превышала 600 Гц, то, по традиционной логике, непременно требовалась компенсация эффекта Допплера, чтобы несущая эхо-сигнала попадала в полосу анализа. Для этой компенсации не перенастраивался приёмный тракт, а сдвигалась несущая излучаемого сигнала на предвычисленную величину. Конечно, не могло быть и речи о прямом наблюдении эффекта Допплера, т.е. смешении отправляемой и принимаемой частот с выделением их разностной частоты. Для такой методики требовалась широкая полоса пропускания приёмного тракта, в которой эхо-сигнал было невозможно выделить из шумов. Применялся же многоступенчатый перенос спектра принимаемого зашумлённого сигнала в низкочастотную область, в которой делалась запись на магнитную ленту, а затем эта запись анализировалась. Принцип выделения сигнала из шумов был основан на том, что излучаемый сигнал имел прямоугольную амплитудную модуляцию с глубиной 100%. Таким образом, в одной половине такта модуляции должны были приниматься как полезный сигнал, так и шумы, а в другой – только шумы. При правильно выбранном моменте начала обработки магнитной записи, систематическое превышение принятой мощности в первых половинах тактов модуляции, по сравнению со вторыми, свидетельствовало бы о детектировании полезного сигнала.

Анализ проводился в «широкой» полосе (600 Гц) и в «узкой» полосе (40 Гц). В полученных спектрах широкополосной составляющей (см. [К2]) не просматривается никакой систематики, похожей на продетектированный сигнал. Особенное же недоумение вызывает тот факт, что на всех спектрах широкополосной составляющей отсутствует узкополосная составляющая, которая, по традиционной логике, непременно должна была попасть в широкую полосу анализа. Поразительно: в той же статье приведены великолепные спектры узкополосной составляющей, положения энергетических максимумов которых позволили уточнить значение астрономической единицы, т.е. среднего радиуса орбиты Земли, на два порядка! Почему же спектры узкополосной составляющей, благодаря которым оказался возможен этот прорыв, не обнаруживались при анализе в широкой полосе?

Ответ на этот вопрос подсказывает статья [К3], где написано буквально следующее: «Под узкополосной составляющей понимается составляющая эхо-сигнала, соответствующая отражению от неподвижного точечного отражателя» (курсив наш). Надо полагать, что на этой фразе читатели спотыкались: какой, спрашивается, неподвижный отражатель может быть на удаляющейся вращающейся планете? И почему он точечный – какая, спрашивается, мощность может отразиться от точечного отражателя? Дело, по-видимому, в том, что термин «точечный» употреблён здесь не для описания размеров отражателя, а для того, чтобы исключить возможность понимания термина «неподвижный» в смысле «не вращающийся». Т.е., «неподвижный» - означает «не удаляющийся». Но каким образом можно было получить эхо-сигнал, «соответствующий» «не удаляющемуся» отражателю, если на самом деле он удалялся? Искушённые в тонкостях физической терминологии специалисты должны согласиться с тем, что подлинный смысл процитированной фразы таков: «Узкополосная составляющая – это эхо-сигнал, который наблюдался, когда компенсация эффекта Допплера, соответствующего удалению планеты, не проводилась». Но это означает, что когда в несущую излучаемого сигнала вносилась допплеровская поправка на удаление планеты, эхо-сигнал не обнаруживался, а когда эта поправка не вносилась – эхо-сигнал обнаруживался! Это с очевидностью свидетельствует о том, что эффект Допплера, который должен был вызываться удалением Венеры, в действительности отсутствовал. Согласно нашей модели, так и должно было быть; с официальной же теорией эти результаты несовместимы.

Добавим, что радиолокация Венеры узкополосным сигналом проводилась также зарубежными группами исследователей, и, по-видимому, всем им пришлось решать одну и ту же задачу: представить свои результаты так, чтобы прорыв не был омрачён скандалом. Впоследствии, впрочем, были обнаружены допплеровские сдвиги у эхо-сигналов, отражённых от западного и восточного краёв диска Венеры – из-за её медленного вращения вокруг своей оси. Но главная составляющая допплеровского сдвига, из-за приближения-удаления Венеры, упорно не обнаруживалась.

В дальнейшем, благодаря быстрому развитию экспериментальной техники, при радиолокации планет стало возможно обнаружение эхо-импульсов в реальном времени, что позволило измерять временные задержки на движение радиоимпульсов до планеты и обратно. Однако, при такой методике, экспериментаторы имеют дело с широкополосными сигналами, когда принципиально исключается нахождение допплеровских сдвигов – и проблема этих сдвигов перешла в разряд «неактуальных». Секрет успешной радиолокации Венеры в 1961 г. так и остался неизвестен для широкой научной общественности.

Следует добавить, что отсутствие допплеровских сдвигов частоты радиоволн при радиолокации Венеры резко контрастирует с наличием допплеровских сдвигов длин волн света от звёзд – свидетельствующих об орбитальной скорости Земли. Это «противоречие» разбирается в (4.7).

2.6 Почему пропадала радиосвязь с АМС на первых подлётах к Венере и Марсу?

Пока космические аппараты совершали полёты в пределах земного координатного поля, их траектории и манёвры рассчитывались, с приемлемой точностью, в геоцентрической системе отсчёта, а для допплеровских сдвигов несущей, при радиосвязи с ними, неплохо работала формула (2.5.1). Но это идиллическое согласие между традиционным теоретическим подходом и практикой рухнуло при первых же межпланетных полётах.

Как уже отмечалось выше (2.3), для корректного управления полётом, при расчётах тяги и расхода топлива требуется знать «истинную» скорость космического аппарата. Достоверно известно, что, в околоземном пространстве, этой скоростью является ГЕОцентрическая скорость. Не менее достоверно известно, что, в межпланетном пространстве, этой скоростью является ГЕЛИОцентрическая скорость – попробуйте иначе рассчитывать корректирующие манёвры, и аппарат улетит не туда, куда хотелось бы. Совершенно ясно, что на некотором удалении от Земли существует буферный слой, при переходе сквозь который ГЕОцентрическая скорость аппарата заменяется на ГЕЛИОцентрическую. О подробностях того, что происходит в этом слое, официальная наука говорить избегает. Видите ли: согласно закону всемирного тяготения, земное и солнечное тяготения действуют везде, складываясь друг с другом, но задача о движении пробного тела под действием притяжения всего-то к двум силовым центрам уже не имеет аналитического решения. Ой, неспроста это! Но математики выкрутились: изобрели способ рассчитывать траекторию аппарата методом численного интегрирования. Берут они исходное положение и исходный вектор скорости аппарата, учитывают ускорение, которое сообщают ему «силовые центры», и получают приращения положения и вектора скорости, приобретаемые в течение короткого промежутка времени – шага численного интегрирования. Таким образом рассчитывают малый отрезочек траектории, затем – следующий, и так далее. Здесь-то и кроется момент истины – с текущим вектором истинной скорости. Если вот тут он – ещё геоцентрический, а вон там – уже гелиоцентрический, то каков он в буферном слое? Не может ведь он быть на 70% геоцентрическим, а на 30% - гелиоцентрическим! Теоретики и тут выкрутились. Вместо того, чтобы честно сказать, что существует довольно резко выраженная граница, при переходе которой «истинная» скорость аппарата скачком изменяет систему для своего отсчёта, они ввели в обиход понятие сферы действия. Так, «сфера действия Земли относительно Солнца» - это область околоземного пространства, в которой, при расчёте свободного движения пробного тела, следует учитывать только земное тяготение, а солнечным тяготением следует полностью пренебречь; за пределами же этой области, наоборот, следует пренебрегать земным тяготением, ибо там полностью доминирует солнечное тяготение... Погодите, а не говорит ли это о том, что в межпланетном пространстве НЕ действует земное тяготение, а в околоземном пространстве НЕ действует солнечное тяготение? «Нет-нет, - пытаются уверить нас, - это всего лишь формальный приём, ради удобства вычисления траектории». Так, читаем у Левантовского: «При переходе космического аппарата через границу сферы действия приходится переходить от одного центрального поля тяготения к другому. В каждом поле тяготения движение рассматривается, естественно, как кеплерово, т.е. как происходящее по какому-либо из конических сечений – эллипсу, параболе или гиперболе, причём на границе сферы действия траектории по определённым правилам сопрягаются, «склеиваются»… [Л1]. Специалистам отлично известны эти нехитрые «правила сопряжения», по которым одна кеплерова траектория в первой системе отсчёта скачкообразно переходит в другую кеплерову траекторию во второй системе отсчёта. Так, читаем дальше: «Единственный смысл понятия сферы действия заключается именно в границе разделения двух кеплеровых траекторий» [Л1]. Тут, впрочем, не сказано о двух системах отсчёта. Но это и так ясно: если в одной системе отсчёта движение аппарата – кеплерово, то в другой системе отсчёта, движущейся относительно первой с космической скоростью, то же самое движение аппарата – совсем не кеплерово. Значит, две различные кеплеровы траектории сшиваются лишь через скачкообразный физический переход из одной системы отсчёта в другую. Самое интересное, что именно через этот ломаный скачок, т.е. в вопиющем противоречии с законом всемирного тяготения, полёт аппарата рассчитывается ПРАВИЛЬНО! Такое может быть только если области действия солнечного и планетарного тяготения тоже разграничены – в полном соответствии с разграниченностью солнечного и планетарных координатных полей!

У того же Левантовского [Л1] доходчиво изложено, как делать правильный расчёт скачка «истинной» скорости аппарата. Пусть аппарат выведен на т.н. гомановскую траекторию полёта к планете-цели – наиболее энергетически выгодную. Такая траектория представляет собой, упрощённо, половину околосолнечного эллипса, перигелий и афелий которого касаются орбит Земли и планеты-цели. Если планета-цель более удалёна от Солнца, чем Земля, то, при подлёте к планете, гелиоцентрическая скорость аппарата меньше орбитальной скорости планеты. В этом случае переход границы области планетарного тяготения возможен лишь через её переднюю полусферу: планета догоняет аппарат. Чтобы найти вектор начальной скорости аппарата в планетоцентрической системе сразу после его входа в область тяготения планеты, следует из вектора скорости аппарата в гелиоцентрической системе вычесть вектор скорости орбитального движения планеты. Например, если Марс, орбитальная скорость которого равна 24 км/с, догоняет аппарат, движущийся в том же направлении со скоростью 20 км/с, то начальная скорость аппарата внутри области тяготения Марса будет равна 4 км/с и направлена противоположно вектору орбитальной скорости Марса. Таким образом, скачок модуля локально-абсолютной скорости (2.3) аппарата составит 16 км/с. Всё происходит аналогично и при влёте в область тяготения более близкой к Солнцу планеты, чем Земля – с той лишь разницей, что в этом случае переход границы происходит через её заднюю полусферу, поскольку здесь гелиоцентрическая скорость аппарата больше, чем орбитальная скорость планеты.

Теперь заметим, что скачок локально-абсолютной скорости аппарата (на десятки километров в секунду!) должен, согласно (2.5.2), вызвать скачок допплеровского сдвига несущей при радиосвязи с аппаратом – а ведь при узкополосности трактов у систем дальней космической связи, такой скачок выведет несущую далеко за пределы текущей рабочей полосы, и связь прервётся. Факты свидетельствуют о том, что именно по такому сценарию терялась связь с советскими и американскими автоматическими межпланетными станциями на всех первых подлётах к Венере и Марсу.

Из открытых источников (см., например, [ВЕБ1-ВЕБ3]) известно, что история первых запусков космических аппаратов к Венере и Марсу – это почти сплошная череда неудач: взрывов, «не выходов» на расчётную траекторию, аварий, отказов различных бортовых систем… Поступали так: в очередное «окно» во времени, благоприятное для запуска, космические аппараты запускали пачками – в надежде, что хотя бы один из них выполнит запланированную программу. Но и это мало помогало. Открытые источники умалчивают о том, что, на подступах к планете-цели, аппарат подстерегала непонятная беда: радиосвязь с ним терялась, и он «пропадал без вести».

Вот несколько примеров. В 1965 г., 12 ноября к «утренней звезде» была запущена межпланетная автоматическая станция «Венера-2», а 16 ноября, вдогонку – «Венера-3». Перед сближением с планетой связь с «Венерой-2» была потеряна. По расчётам, станция прошла 27 февраля 1966 г. на расстоянии 24 тыс. км от Венеры. Что касается «Венеры-3», то 1 марта 1966 г. её спускаемый аппарат впервые достиг поверхности планеты. Однако, в сообщении ТАСС умолчали о том, что и с этой станцией связь была потеряна на подлёте к планете [ВЕБ2]. А вот каким было начало «марсианской гонки». Межпланетная автоматическая станция «Марс-1»: запуск 01 ноября 1962 г., связь потеряна 21 марта 1963 г. Межпланетная автоматическая станция «Зонд-2»: запуск 30 ноября 1964 г., связь потеряна 5 мая 1965 г. Аналогичные вещи происходили и с американскими космическими аппаратами, причём один случай заслуживает особого внимания: «В июле 1969 г., когда «Маринер-7» достиг злополучного района космоса, где предыдущие аппараты пропали без вести, связь с ним была потеряна на несколько часов. После восстановления связи, к недоумению руководителей полёта, …его скорость в полтора раза превышала расчётную» [ВЕБ3]. Ясно, что восстановление связи произошло не само собой, а в результате удачной компенсации изменившегося допплеровского сдвига – поскольку именно по допплеровскому сдвигу судили о скорости аппарата. Лишь после того как научились, таким образом, восстанавливать пропадающую радиосвязь, один за другим посыпались успехи в межпланетной космонавтике.

Поскольку феномен скачков допплеровского сдвига, при пересечении аппаратом границы планетарного тяготения, совершенно не вписался в официальную теоретическую доктрину, представители официальной науки пытались замолчать этот феномен. Но – тщетно! Слишком широко известно, что на первых подлётах к Венере и Марсу пропадала связь с аппаратами. Мне лично доводилось беседовать со специалистами, которые, будучи верны научному долгу, до последнего отбрёхивались насчёт того, что связь, мол, пропадала вовсе не из-за каких-то там «скачков», а из-за того, что у аппаратов «сдыхало оборудование». Тогда спрашивается: почему различное оборудование у всех первых аппаратов «сдыхало» на одном и том же удалении от планеты? И почему впоследствии, как по мановению волшебной палочки, оно перестало «сдыхать» вовсе? Ответов на эти простые вопросы специалисты до сих пор не выработали.

А посему примем к сведению эти убийственные для релятивизма опытные факты – скачок «истинной» скорости космического аппарата при переходе через границу области планетарного тяготения, а также результирующее пропадание радиосвязи с аппаратом, которую можно восстановить с помощью вполне определённого сдвига несущей.

Кстати, у нас поначалу вызывал недоумение вопрос о том, почему же связь с аппаратами не терялась ещё на их вылете за границу земного тяготения. А разгадка, по-видимому, проста. Чтобы отправить аппарат по гомановской траектории (см. выше), нужно вывести его из области земного тяготения таким образом, чтобы его гелиоцентрическая скорость оказалась на требуемую величину больше, чем 30 км/с – для полёта к внешней планете, или, соответственно, меньше – для полёта к внутренней планете. Причём, пересечение границы земного тяготения желательно производить – опять же, из энергетических соображений – под острым углом, почти по касательной к этой границе. Совмещая эти требования, пересечение границы производили на одном из двух её участков – либо на ближайшем к Солнцу, либо на наиболее удалённом. При этом, несмотря на значительный (около 30 км/с) скачок локально-абсолютной скорости аппарата при пересечении границы, было совсем незначительно изменение проекции этой скорости на прямую «Земля-станция» - а, значит, согласно (2.5.2), было незначительно и соответствующее изменение допплеровского сдвига. Конечно, при влёте аппарата в область тяготения планеты-цели, ситуация была совершенно иная.

В продолжение этой сюжетной линии можно упомянуть ещё про т.н. гравитационные манёвры, с помощью которых изменяют параметры гелиоцентрической траектории космического аппарата – при пролёте его сквозь область действия тяготения той или иной планеты. Подобные гравитационные манёвры преподносят публике как высший космический пилотаж. Мы этого не отрицаем; мы только добавляем, что такой пилотаж стал возможен после того, как специалисты научились правильно отрабатывать вышеописанные пограничные эффекты.

2.7 Ещё один пограничный эффект: годичная аберрация света от звёзд.

Аберрационные смещения видимых положений звёзд были открыты Брэдли в 18 веке. Обнаружилось, что, с периодом в один год, видимые положения звёзд выписывают на небесной сфере эллипсы, вытянутые тем больше, чем меньше угол между направлением на звезду и плоскостью земной орбиты. Было ясно, что это явление как-то связано с орбитальным движением Земли, причём, по двум главным причинам, это явление не сводилось к годичному параллаксу. Во-первых, параллактический сдвиг далёких объектов происходит в сторону, противоположную смещению наблюдателя – тогда как годичные аберрационные сдвиги сонаправлены с вектором орбитальной скорости Земли. Во-вторых, параллактические сдвиги тем меньше, чем больше расстояние до объекта – тогда как большая полуось эллипсов годичной аберрации одинакова для всех звёзд: в угловой мере, она примерно равна отношению орбитальной скорости Земли к скорости света.

Годичная аберрация легко объяснялась на основе ньютоновых представлений о световых корпускулах. Объяснение же её с позиций представлений о свете, как о волнах в эфире, было довольно-таки проблематичным. В самом деле, наземные оптические опыты, например, опыт Майкельсона-Морли, показывали, что околоземный эфир вместе с Землёй участвует в её орбитальном движении. Как же тогда околоземный эфир без всяких турбулентностей продирается сквозь межпланетный эфир? Стокс показал, что эта проблема, по линии гидродинамики, устранялась бы, если плотность эфира у поверхности Земли была бы на несколько порядков больше, чем в межпланетном пространстве. Но известно, что скорость света у поверхности Земли и в межпланетном пространстве – практически одинакова, а ведь свет считался волнами упругих деформаций в эфире! Немыслимо, чтобы, при изменении плотности среды на несколько порядков, не изменялась бы скорость упругих волн в этой среде! Наконец, Эйнштейн упразднил эфир и, следуя логике относительных скоростей, заявил, что угол аберрации зависит от относительной тангенциальной скорости излучателя и наблюдателя [Э1].

Это заявление, как оказалось, отнюдь не согласуется с экспериментальными фактами. Так, визуально-двойные звёзды имеют заведомо различные тангенциальные скорости относительно земного наблюдателя – но они испытывают такие же аберрационные сдвиги, как и одинарные звёзды, причём эти сдвиги у двойных звёзд одинаковы не только по величине, но и по направлению. Концепция относительных скоростей, с очевидностью, не работает: годичная аберрация звезд зависит лишь от годичного движения наблюдателя! До сих пор релятивисты делают вид, что проблемы не существует – хотя, фактически, у них отсутствует понимание одного из ключевых явлений в оптике движущихся тел.

Между тем, это явление находит естественное объяснение на основе нашей модели, согласно которой координатные поля (2.3) задают ту самую «небесную твердь», относительно которой локально фиксирована фазовая скорость света в вакууме. Т.е., эта скорость является фундаментальной константой лишь в локально-абсолютном смысле. Например, пока свет движется в пределах области планетарного координатного поля, его скорость равна c только в планетоцентрической системе отсчёта. А, в гелиоцентрической системе отсчёта, скорость этого же света векторно складывается с гелиоцентрической скоростью планеты. Наоборот, по межпланетному простору свет движется со скоростью c только в гелиоцентрической системе отсчёта – для скорости же его относительно какой-либо планеты, следует, опять же, делать соответствующий векторный пересчёт. Заметим, что эти пересчёты следует делать не по релятивистскому закону сложения скоростей, а по классическому!

Согласно этой логике, свет от звезды, прошедший сквозь границу области земного координатного поля, «игнорирует» тот факт, что эта область движется по межпланетному пространству. Свет движется по этой области со скоростью c – причём, направление движения определяется простым правилом: свет продолжает двигаться в том направлении, в котором он пересёк границу. А это направление, т.е. угол влёта, определяется классической комбинацией вектора орбитальной скорости области земного координатного поля и вектора скорости света на подлёте к границе. В частном случае, когда эти векторы ортогональны, отношение их модулей даёт тангенс угла годичной аберрации – одной из фундаментальных констант в астрономии.

Таким образом, феномен годичной аберрации находит элементарное объяснение как пограничный эффект, происходящий при переходе светом от звёзд границы области земного тяготения – с переключением вектора скорости света на новую локально-абсолютную привязку. Единым махом объясняются особенности годичной аберрации, которые до сих пор не удалось объяснить на основе концепции относительных скоростей. Во-первых, это одинаковость больших полуосей эллипсов годичной аберрации для всех звёзд, независимо от их других собственных движений по небесной сфере. Во-вторых, это результат проверки того, не происходит ли аберрационный «излом» движения света на телескопе, с помощью которого ведутся наблюдения. Для этой проверки Эйри заполнил телескоп водой. Скорость света в воде примерно в полтора раза меньше, чем в воздухе. Если бы «излом» происходил на телескопе, то отношение скорости движения телескопа к скорости света в нём дало бы в полтора раза больший аберрационный эффект. Однако, эффект остался прежним – значит, в телескоп попадает свет, уже испытавший аберрационное отклонение где-то выше. Наконец, в-третьих, это своеобразная селективность действия феномена: годичная аберрация наблюдается для объектов, находящихся за пределами области земного координатного поля – но не наблюдается для объектов, находящихся внутри этой области, например, для Луны и искусственных спутников Земли.

Как можно видеть, вновь выглядит предпочтительнее логика «цифрового» мира – в котором есть место для «эфира». Следует только не забывать, что «эфир», о котором говорим мы, это реальность не физическая, а надфизическая, программная. Поэтому, при движении области планетарного «эфира» сквозь межпланетный «эфир», не возникает эфиродинамических пограничных эффектов – о чём, кстати, годичная аберрация и свидетельствует. Только потому, что планетарный и межпланетный «эфиры» являются не материальными средами, а программной реальностью, они не смешиваются, а граница между ними сохраняет первозданную резкость [Э3].

2.8 Квадратичный эффект Допплера в концепции локально-абсолютных скоростей.

Согласно СТО, величина квадратичного допплеровского сдвига есть

, (2.8.1)

где f - частота излучения, V - скорость излучателя в системе отсчёта приёмника. Этот эффект ещё называют поперечным эффектом Допплера, поскольку он имеет место даже при движении излучателя, ортогональном к линии «излучатель-приёмник». Но термин «поперечный эффект Допплера», на наш взгляд, неудачен, поскольку эффект имеет место и при удалении-приближении излучателя.

Причиной квадратичного эффекта Допплера, согласно СТО, считается релятивистское замедление времени у излучателя, который движется относительно приёмника, и выражение (2.8.1) следует из преобразования Лорентца для времени – через разложение релятивистского корня в короткий ряд – причём, это преобразование является чисто математическим трюком, не имеющим никакой физической обусловленности. Хуже того, здесь со всей остротой возникает проблема: теория, построенная на относительных скоростях, оказывается бессильна однозначно ответить на вопрос о том, какой из двух рассматриваемых объектов движется, а какой покоится. Время замедляется, якобы, у того, кто движется, но ведь друг для друга они оба движутся! Простейший пример: два космических аппарата обмениваются радиосигналами. В системе отсчёта первого аппарата, со скоростью V движется второй из них, значит, и «время замедляется» на втором – т.е. частота, принимаемая на первом аппарате, окажется уменьшена. Но в системе отсчёта второго аппарата, со скоростью V движется первый из них, значит, и «время замедляется» на первом – т.е. частота, принимаемая на нём, окажется увеличена. Это – пример внутреннего противоречия СТО, которое называется «парадоксом близнецов» (или «парадоксом часов»). Сей парадокс убил несколько поколений мыслителей, которым вдалбливали, что квадратичный эффект Допплера наблюдается на опыте в полном согласии с предсказаниями СТО. А это – грязная ложь. О каких там предсказаниях может идти речь, если СТО даже задним умом не может объяснить происходящее? – потому что оно ставит крест на концепции относительных скоростей! Ведь первые же эксперименты с транспортируемыми атомными часами (2.9) показали, что результаты их сличений, после действия т.н. «релятивистского замедления времени», вполне однозначны – в полном согласии со здравым смыслом. Более того, эти результаты оказалось невозможно объяснить на основе концепции относительных скоростей. Для правильного расчёта, пришлось оперировать индивидуальными замедлениями хода у лабораторных и у транспортируемых часов – на основе квадратов индивидуальных скоростей тех и других, причём, эти индивидуальные скорости оказались, как несложно догадаться, локально-абсолютными!

Что же говорит про происхождение квадратичного эффекта Допплера концепция «цифрового» физического мира? Согласно этой концепции, квадратичный эффект Допплера является тривиальным проявлением закона сохранения энергии, которое реализуется через принцип автономных превращений энергии квантовых пульсаторов (1.5). Действительно, разлагая в короткий ряд дробь в выражении (1.5.3), для собственной энергии квантового пульсатора, как функции локально-абсолютной скорости V, получаем

, (2.8.2)

откуда сразу следует, что

. (2.8.3)

Согласно тому же принципу автономных превращений энергии (1.5), у частиц, связанных друг с другом в структурные образования (например, в атомы), энергия связи появляется за счёт такой же убыли их собственной энергии (чем, на наш взгляд, и обусловлен дефект масс). При этом, энергия связи является характеристической величиной для конкретной структуры, составляя определённый процент от собственных энергий связанных частиц. Значит, если собственные энергии частиц уменьшаются из-за кинематического эффекта (2.8.2), то точно в таком же отношении, как (2.8.3), уменьшается и энергия связи частиц – а, значит, и соответствующие квантовые уровни энергии сдвигаются так, что разности между ними уменьшаются в том же отношении. Вот почему энергии и частоты квантовых переходов зависят от квадрата локально-абсолютной скорости аналогично (2.8.3) – чем и обеспечивается проявление квадратичного эффекта Допплера на практике. Ничего общего с «замедлением времени» этот эффект не имеет. И, ещё раз подчеркнём, что наличие квадратично-допплеровских сдвигов квантовых уровней энергии в атоме – это чёткий физический признак того, что атом движется с соответствующей локально-абсолютной скоростью.

Теперь расскажем об экспериментах, в которых квадратичный эффект Допплера однозначно свидетельствует о несостоятельности концепции относительных скоростей и о справедливости концепции локально-абсолютных скоростей. Собственно, об одном из таких экспериментов – [Ч1], с использованием эффекта Мёссбауэра – мы уже рассказали в пункте 2.4; в этом эксперименте излучатель и приёмник двигались на лабораторном столе. Теперь расскажем об экспериментах, в которых использовались глобальные транспортировки атомных часов.

2.9 Что показали кругосветные транспортировки атомных часов.

В октябре 1971 г. Хафеле и Китинг проделали выдающийся эксперимент [Х2,Х3] с транспортируемыми атомными часами на цезиевом пучке. Четвёрку таких часов аккуратно сличили со шкалой времени Военно-морской обсерватории США (USNO), а затем, обычными пассажирскими рейсами, выполнили две кругосветные воздушные транспортировки этой четвёрки – в восточном и западном направлениях.

После каждой из этих кругосветок, четвёрку часов вновь сличали со шкалой USNO. Результирующие разности между показаниями часов и шкалой USNO воспроизведены на Рис.2.9.1. Нулю оси абсцисс соответствует 0 часов Всемирного времени (UT) 25 сентября

Рис.2.9.1

1971 г. Трёхзначные цифровые метки – это индивидуальные номера часов из рабочей четвёрки, метка «Average» обозначает среднее по четырём разностям. Поведение этой усреднённой разности в окрестностях интервалов времени, приходившихся на транспортировки, воспроизведено на Рис.2.9.2. Этот рисунок наглядно демонстрирует, как судили о дополнительных изменениях показаний, накопленных в ходе транспортировок. А именно: делали прогноз дрейфа усреднённой разности, и находили сдвиг между её прогнозным и фактическим значениями – на момент возобновления сличений.

Теперь – об интерпретации этих сдвигов. Считалось, что они были обусловлены совместным действием двух эффектов: гравитационным и кинематическим, т.е. релятивистским, замедлениями времени. Гравитационное замедление времени предсказывает общая теория относительности (ОТО) – согласно которой, на высоте время течёт несколько быстрее, чем на земной поверхности. Поэтому наземные часы должны монотонно накапливать отставание по сравнению с такими же часами, поднятыми на высоту – в частности, на борту самолёта. Расчётные величины вклада этого эффекта были примерно одинаковы для обеих кругосветок (см. Рис.2.9.3). Разбор феномена гравитационного изменения хода часов мы проведём ниже, в 2.10; здесь же мы сосредоточим внимание на кинематическом изменении хода часов.

Рис.2.9.2

Согласно СТО, движущиеся часы должны монотонно накапливать отставание по сравнению с такими же покоящимися часами. В рамках концепции относительных скоростей, Хафеле и Китингу предстояло решить нелёгкую проблему: сообразить, какая из двух групп часов – лабораторная, по которой формировалась шкала USNO, или транспортируемая четвёрка – двигалась, а какая покоилась. Не подумайте, дорогой читатель, что мы издеваемся, называя эту проблему нелёгкой. Это лишь на первый взгляд кажется, что лабораторные часы покоились, а двигались те часы, которых транспортировали. Если бы всё было так просто, то, в течение той и другой кругосветок, транспортируемые часы накопили бы примерно одинаковые кинематические отставания по сравнению с лабораторными часами. И, для обеих кругосветок, примерно одинаковыми оказались бы результирующие суммы гравитационного и кинематического эффектов. Но, взгляните ещё раз на Рис.2.9.2: эти результирующие суммы для восточной и западной кругосветок оказались, в действительности, различны не только по величине, но и по знаку! Подтвердился вывод Айвса [А1] и Бильдера [Б2] о том, что верный расчёт релятивистского расхождения показаний у пары произвольно движущихся часов невозможен, если оперировать только их относительной скоростью.

Рис.2.9.3

Пришлось Хафеле и Китингу отказаться от нерабочей концепции относительных скоростей и поискать способ расчёта кинематических эффектов, который дал бы более адекватное описание полученных ими результатов. Такой способ – когда припекло – быстро нашёлся. Были сделаны расчёты замедления хода для обеих групп часов – как транспортируемой, так и лабораторной – на основе индивидуальных скоростей той и другой групп в геоцентрической невращающейся системе отсчёта. С такой «точки зрения», двигалась не только транспортируемая группа, лабораторная группа двигалась тоже – из-за суточного вращения Земли. Соответственно, пришлось рассчитывать накопленные кинематические «отставания» для обеих групп, и брать разность этих «отставаний» в качестве обнаружимого кинематического эффекта. Вот такие расчёты дали вполне приемлемое согласие с опытом: предсказание полного эффекта для восточной кругосветки составило -40±23 нс, а для западной оно составило +275±21 нс.

А теперь вспомним, что, в околоземном пространстве, скорости в геоцентрической невращающейся системе отсчёта – это и есть локально-абсолютные скорости (2.3). Выходит, что опыт Хафеле-Китинга с полной очевидностью продемонстрировал непригодность концепции относительных скоростей и, наоборот, работоспособность концепции локально-абсолютных скоростей. Похоже, Хафеле и Китинг о чём-то таком догадывались – если судить по их рассуждениям о том, что система отсчёта, связанная с лабораторией USNO, является неинерциальной из-за участия в суточном вращении Земли, а невращающаяся геоцентрическая система отсчёта является инерциальной, и поэтому-то расчёты делались именно в ней. Позвольте, как может быть инерциальной система отсчёта, которая имеет центростремительное ускорение при орбитальном движении вокруг Солнца? Или системы отсчёта бывают инерциальными в большей или меньшей степени?! Если кто-то полагает, что так оно и есть, то пусть возьмёт ещё «более инерциальную» систему отсчёта – связанную с Солнцем – и пусть в ней сделает расчёт для опыта Хафеле-Китинга. Этот расчёт окажется чудовищно некорректен. В том и прелесть квадратичного эффекта Допплера, что он квадратичен – по скорости. Из-за этого, для каждой конкретной задачи имеется лишь одна система отсчёта, в которой следует брать «истинные» скорости и возводить их в квадрат – чтобы получить правильные предсказания. И эти «истинные» скорости – как раз локально-абсолютные.

Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 144; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!