Механика и теория относительности - Матвеев А.Н.
ISBN 5-329-007242-9
Скачать (прямая ссылка):
наблюдателя со скоростью с - и. Испущенный в момент tlt он достигнет
глаза наблюдателя в момент
-t\-\-s/(c - v), (13.18)
где s - расстояние от звезды до наблюдателя. Через половину периода
обращения Т/2 звезда испустит луч из точки А (нижнее положение на рис.
30), двигаясь но направлению к наблюдателю. Скорость
Если бы была справедлива баллистическая гипотеза, то кроме изменения
наблюдаемого движения двойной звезды должна была бы наблюдаться
переменность ее блесна. Действительно, имеется много переменных звезд, но
закон изменения их блесна не соответствует тому, который получается из
баллистической гипотезы.
Как практически наблюдать аберрацию света от звезды, если неизвестно
истинное направление на нее! Почему скорость относительно эфира было бы
целесообразно назвать "абсолютной", если бы существовал "Мировой эфир"!
96
Глава 3. ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КООРДИНАТ
этого луча при движении к наблюдателю равна с + v. Следовательно, луч,
испущенный в точке А, достигнет глаза наблюдателя в момент
Тг = к + (77 2) + s/(c + V). (13.19)
Если расстояние s достаточно велико, то этот луч, имея большую скорость,
может обогнать луч, испущенный в точке В. Это произойдет на расстоянии s,
для которого Т2 = Тг. Нетрудно найти это расстояние из формул (13.18) и
(13.19). На больших расстояниях луч из А может обогнать луч, испущенный
из В на предыдущем обороте, и т. д. Тогда наблюдатель, находящийся на
достаточно большом расстоянии, увидит звезду одновременно в нескольких
точках орбиты.
Таким образом, если бы баллистическая гипотеза была справедливой, то при
наблюдении двойных звезд астрономы должны были бы видеть довольно
замысловатую картину. В действительности же ничего подобного нет.
Наблюдаемая картина получается из предположения, что двойные звезды
движутся по законам Кеплера и скорость света постоянна, а не складывается
со скоростью источника, как этого требует баллистическая гипотеза. Таким
образом, баллистическая гипотеза оказывается опровергнутой.
Несостоятельность баллистической гипотезы заставляет признать ( что
скорость света не зависит от скорости источника света. Результат опыта
Майкельсона - Морли показывает, что она не зависит также и от скорости
наблюдателя. Поэтому делается вывод, что скорость света является
постоянной величиной, не зависящей ни от скорости источника, ни от
скорости наблюдателя.
Несовместимость постоянства скорости света с привычными представлениями.
Постоянство скорости света находится в глубоком противоречии с привычными
представлениями повседневного опыта и с формулами сложения скоростей
(12.10), которые являются следствием преобразований Галилея. Таким
образом, можно сказать, что преобразования Галилея (12.2) противоречат
экспериментальному факту постоянства скорости света. Однако это
противоречие становится заметным лишь для достаточно больших скоростей.
Представим себе поезд, который движется со скоростью 100 км/ч
относительно полотна железной дороги. Если вдоль вагона в направлении
движения поезда идет человек со скоростью 5 км/ч относительно поезда, то
скорость этого человека относительно полотна железной дороги равна 105
км/ч. Этот результат понятен и полностью согласуется с привычными
представлениями о пространстве и времени, выражением которых в
рассматриваемом случае является формула сложения скоростей классической
механики. Эксперимент неоднократно подтверждал эту формулу.
Представим теперь ракету, которая движется со скоростью 100 000 км/с
относительно Земли. Пусть в ракете в направлении ее движения перемещается
некоторый предмет со скоростью
13. Постоянство скорости света
97
100 ООО км/с относительно ракеты. Спрашивается, какова будет скорость
этого предмета относительно Земли? Если бы измерить ее, то получилось бы
значение около 164 ООО км/с. Хотя описанный опыт с ракетой не
производился, но проводились многочисленные другие опыты, которые
показали, что формула сложения скоростей (12.10) не является правильной.
При скоростях, много меньших скорости света, эта неправильность не
замечается, поскольку отклонения от этой формулы чрезвычайно малы.
Впервые в эксперименте неправильность формулы сложения скоростей была
обнаружена в середине прошлого столетия. Но в то время ученые не смогли
осознать этот факт.
Идея опыта Физо. Задолго до того, как возникло представление о
постоянстве скорости света и был установлен приближенный характер
преобразований Галилея, в физике был известен опыт, который указывал на
странный закон сложения больших скоростей, сравнимых со скоростью света.
Это был опыт Физо, выполненный в 1860 г.
Идея опыта Физо состояла в измерении скорости света в движущейся
материальной среде, например воде. Пусть и' = с/п - скорость света в
среде, п - показатель преломления среды. Если среда, в которой
распространяется свет, сама движется со скоростью v, то скорость света
относительно покоящегося наблюдателя должна быть и' ± v в зависимости от
того, одинаково или противоположно направлены скорости света и среды. В
