Дёмин В. Н., Селезнёв В. П icon

Дёмин В. Н., Селезнёв В. П



НазваниеДёмин В. Н., Селезнёв В. П
страница1/3
Дата конвертации10.09.2012
Размер0.49 Mb.
ТипДокументы
  1   2   3

[вернуться к содержанию сайта]


Дёмин В.Н., Селезнёв В.П.

"Мироздание постигая" (М., Молодая Гвардия, 1989,

несколько диалогов между философом и естествоиспытателем о современной научной картине мира)

избранные фрагменты из книги


(стр. 100)

Глава 4. ДА БУДЕТ СВЕТ!

ИСТОРИЯ НАУКИ О СВЕТЕ

Естествоиспытатель. История развития науки, занимающейся изучением природы света, является уникальным примером интересных открытий, бессистемных и случайных экспериментов, шатаний и разброда во взглядах на материальную сущность светового излучения и, наконец, нескончаемого потока «безумных идей», недостаточно продуманных гипотез и откровенных заблуждений. В современных условиях сложилась даже некоторая традиция: серьёзный и уважающий себя учёный, занимающийся разработками оптической техники и фотонных источников энергии, избегает касаться вопросов о природе света.

Можно с полным основанием сказать, что свет – это самое тёмное явление в современной научной картине мира. Известно, что свет является энергетическим источником жизни на Земле и одним из главных носителей информации о материальном мире. Систематические исследования свойств света начались ещё в XVII веке и в дальнейшем проводились с нарастающей интенсивностью. Однако природа света оказалась сложной и противоречивой. Во времена Ньютона свет представляли в виде корпускул, летящих с огромными скоростями. При этом предполагалось, что корпускулы являются микроскопическими телами, летящими непосредственно от источника излучения. Корпускулы обладают некоторой массой, значит, их движение может быть описано законами классической механики,

Драматический отпечаток на изучение свойств света наложила гипотеза об эфире, господствовавшая в XIX веке. Эфир представлялся в виде особой светоносной среды, по которой волны света движутся с постоянной скоростью, аналогично распространению звука в воздухе или в воде. На основании такой гипотезы до наблюдателя доходят не частицы, излучаемые источником света, а только колебания эфира, контактирующего непосредственно с приёмником. Однако эта гипотеза потерпела крах в результате опытов Майкельсона (1881–1887 гг.), поставленных с целью обнаружить эфир и измерить скорость движения Земли относительно этой среды. Отрицательные результаты опыта, повторенного многократно другими исследователями в более поздние периоды, привели к кризису в электромагнитной теории и вызвали потребность в выработке нового взгляда на природу света и электромагнитных процессов.

Философ. Итак, было установлено, что эфира в природе нет. Стройное здание электродинамики уже в начале XX века потеряло под собой почву. Как же сейчас истолковываются световые и электромагнитные процессы?

Естествоиспытатель.
Современные взгляды на природу света базируются на результатах работ Альберта Эйнштейна, Луи де Бройля и других учёных, по мнению которых свет обладает сложной корпускулярно-волновой природой. Однако природа света и его модель – элементарная частица не изучены.

Постоянное внимание уделялось измерению скорости распространения света, которое осуществлялось астрономическими наблюдениями и наземными оптическими приборами. На сегодня эта скорость измерена в земных условиях с точностью до долей км/с и близка к 300000 км/с. Астрономические измерения звёздной аберрации (смещения луча света вследствие движения Земли по орбите) дали другой результат: скорость света, идущего от звёзд, равна в среднем около 303000 км/с. Столь большая разница в скоростях (более 3000 км/с) пока не объяснена удовлетворительным образов.

Философ. Как же можно объяснить подобное несоответствие скоростей света, наблюдаемых в земных условиях и в звёздном мире? Ведь в настоящее время считается, что скорость света является постоянной величиной и не может быть больше 300000 км/с.

Естествоиспытатель. Давайте обсудим этот вопрос.


(cтр. 136)

Философ. Но как в таком случае сказывается скорость распространения световых сигналов при практическом применении измерительной техники?

Естествоиспытатель. Влияние скорости распространения сигналов на определение размеров объектов или расстояний до них проявляется особенно существенно при локации. Так, например, если объект движется нам навстречу, то посланный в его сторону сигнал и отражённый от него пройдёт расстояние туда и обратно с большей скоростью (скорость излучения в данном случае складывается с относительной скоростью), а время от момента посылки до приёма сигнала уменьшится. Если этого фактора не учесть, а принять скорость сигнала неизменной, то вычисленное расстояние будет короче действительного. При удалении объекта от наблюдателя измеренное таким способом расстояние будет завышенным.

Философ. Подобные ошибки обнаруживались в практике радиолокационного измерения расстояний до Венеры, Марса и других небесных тел. Хорошо бы прокомментировать это.

Естествоиспытатель. Напомню, что измерение расстояния и скорости относительного движения между Землёй и Венерой осуществлялось путём посылки мощных радиолокационных сигналов в сторону Венеры наземными станциями, при этом определялось время прихода на Землю отражённых сигналов от венерианской поверхности. Учитывая характер орбитального движения этих планет, локацию начинали в период, когда расстояние до Венеры достигало около r1=80 млн. км (положение планет 1–1 на рис. 4.8), затем оно сокращалось до r2=40 млн. км (положение 2–2 противостояния планет) и потом опять увеличивалось до r3. Длительность всего процесса измерений достигала трёх месяцев.

На первом участке движения от 1–1 до 2–2 Земля и Венера сближаются, а на втором участке, от 2–2 до 3–3, удаляются друг от друга. Следовательно, результирующая скорость С1 прохождения радиосигналов от Земли до Венеры и обратно на первом участке больше, чем С, а на втором – меньше, и это должно отразиться на продолжительности интервала времени от момента посылки сигналов до их приёма.



Рис. 4.8

Поскольку эти особенности распространения радиосигналов не учитывались и скорость их распространения принималась постоянной и равной скорости света, расчётные данные не совпали с фактическими: на первом участке расчётные расстояния ri* оказались короче (ri*<ri, i=1; 2; 3), а на втором участке длиннее ri*>ri.Чтобы подогнать расчётно-экспериментальные данные к истинным исследователи приняли "оригинальное" решение – условно переместить Венеру вперёд по орбите примерно на 700 км (положения Ве еры 11, 22, 33 на рис. 4.8). Только в этом случае оказалось возможным "свести концы с концами" и якобы подтвердить справедливость специальной теории относительности.

Однако, если отбросить какие-либо подгонки и учесть действительные скорости распространения радиосигналов между планетами, то проведённый эксперимент является убедительным подтверждением справедливости классического закона сложения скоростей для световых излучений и радиоизлучений. Нельзя пренебрегать законами распространения сигналов в относительном движении, поскольку это может оказаться особенно опасным, например, при навигации в условиях космического полёта.

Философ. В Советском Союзе радиолокационные измерения расстояний до Венеры проводились в 1962-1975 годах. Нет ли более свежих данных, свидетельствующих о трудностях, к которым приводят релятивистские расчёты, и ошибках навигации в современной космонавтике?

Естествоиспытатель. Последние события, связанные с полётами космических летательных аппаратов «Фобос» I и II к Марсу, и их загадочное исчезновение имеют прямое отношение к проблеме распространения электромагнитных сигналов. Напомню, что эти аппараты, оснащённые новейшей исследовательской и навигационной аппаратурой, после длительного полёта достигли окрестностей Марса. Предполагалось, что «Фобос I» будет проводить изучение поверхности планеты Марс, а «Фобос II» осуществит посадку на спутник Марса Фобос (в переводе – Страх).

Связь с «Фобосом I» прекратилась внезапно, в это время второй аппарат, «Фобос II», продолжал процесс сближения с марсианским спутником. Однако, несмотря на принятые меры предосторожности в процессе дальнего наведения аппарата по радиосигналам с Земли, и «Фобос II» также прекратил взаимодействие с наземными станциями. В итоге космическая эпопея завершилась неудачей.

Конечно, случайных причин подобной неудачи может быть много. Однако, на наш взгляд, существует одна возможная причина, носящая не случайный, а систематический характер. Если навигацию осуществлять, опираясь на постулат теории относительности о постоянстве скорости света (радиосигналов), то в этом случае неизбежны существенные ошибки наведения, которые могут служить причиной неудачи всей операции.

Философ. Можно ли оценить масштабы ошибок навигации, предполагая, что в расчётах скорость света в относительном движении принималась постоянной?

Естествоиспытатель. К сожалению, в печати не приводятся сведения о навигационной космической обстановке и методике проведения локационных измерений. Поэтому оценку подобной ситуации можно дать, исходя из общих положений небесной механики.

Как известно, «Фобосы» успешно преодолели огромное расстояние от Земли до Марса, орбита которого удалена от Солнца в среднем на 227,8 млн. км, что в 1,52 раза превосходит астрономическую единицу.

Радиолокационный сигнал, который с наземной радиостанции посылается на летательный аппарат, принимается его бортовой станцией, а затем переизлучается и возвращается обратно на Землю, преодолевая расстояние туда и обратно за время более 10 минут. Навигация осложняется тем, что планеты – Земля и Марс – движутся по своим орбитам с разными скоростями (Земля – со скоростью 29,76 км/с, а Марс – 24,11 км/с), а спутник Фобос летает вокруг Марса со скоростью около 3 км/с и периодом обращения 7,68 час. Интересно отметить, что Фобос вращается вокруг Марса в 3,2 раза быстрее, чем Марс. вращается вокруг своей оси, – это единственный случай в Солнечной системе.

Если при навигационных расчётах скорость света (радиосигналов) принималась постоянной в относительном движении небесных тел, то погрешности локационных измерений достигают следующих величин. Вследствие неучёта скорости Марса относительно Земли, равной 5,65 км/с, н длительности прохождения прямого и обратного радиосигналов около 10 минут погрешность в определении расстояния до Марса может достигать до 1000–2500 км. Такая ошибка в определении расстояния от поверхности Марса до летательного аппарата «Фобос I» уже могла служить причиной его гибели. Для навигации же «Фобоса II» особую коварность представляет орбитальная скорость спутника Марса – Фобоса. В течение половины периода обращения, когда спутник закрыт от наблюдателя Марсом, он совершает движение навстречу Земле, а затем удаляется со скоростью 3 км/с. Вследствие этого ошибка радиолокации со стороны Земли может периодически меняться в пределах ± 1500 км в течение 3,84 часа (половина периода обращения). Если «Фобос II» вышел на ту же орбиту, что и спутник Фобос, и летел на некотором постоянном расстоянии от него, то наземные радиолокационные станции фиксировали расстояние между ними со знакопеременной ошибкой в течение каждого полупериода вращения (3,84 часа). Так, например, если расстояние между аппаратом и спутником составляло четверть длины орбиты, то ошибка в измерении этого расстояния была не менее ± 1500 км. Поскольку дальность действия автономной системы наведения «Фобоса II» может быть меньше указанной ошибки измерения, то вероятность столкновения и гибели аппарата становится существенной. Избежать всех этих ошибок можно при условии проведения навигационных измерений на основе классического сложения скоростей распространения радиосигналов в относительном движении небесных тел.

Философ. Из этого примера видно, как дорого платит человечество за ошибочные гипотезы, которые оно слепо и на веру применяет в своей практической деятельности. Уточнение особенностей распространения света при относительном движении тел, по-видимому, уже позволяет выяснить весьма интересный вопрос: почему скорость света, идущего от звёзд, больше, чем скорость света земных источников излучения почти на 3000 км/с?

Естествоиспытатель. Да, основание для этого вполне достаточное. Звёзды как источники светового излучения отличаются тем, что их раскалённая поверхность представляет собой бурно кипящую, фонтанирующую среду. Каждая раскалённая частица этой сферы, излучающая свет, совершает беспорядочные движения с огромными скоростями. Вследствие этого потоки света, идущие от звезды в окружающее пространство, приобретают скорость, которая складывается от скорости излучения частицей (300 000 км/с) и скорости её теплового движения относительно поверхности звезды. Эта добавочная скорость звёздных источников излучения (в среднем около 3000 км/с) и регистрируется наблюдателями, расположенными на Земле.


(стр. 160)

^ ЭНЕРГИЯ ВЕЩЕСТВА

Философ. Рассмотренная модель фотона позволяет подойти к решению одной фундаментальной проблемы – рассмотреть «царицу формул» теоретического естествознания XX века, которой мы уже вскользь касались, – знаменитое уравнение Е=mс2. В научной, научно-популярной и учебной литературе его упорно приписывают Эйнштейну. Между тем история свидетельствует, что в её современном виде формула Е=mс2 была введена в научный оборот Максом Планком 1. Кроме того, о взаимосвязи энергии и массы высказывался Джозеф Джон Томсон.

Естествоиспытатель. В науке такое случается часто. Так же, как и математические преобразования, составившие костяк специальной теории относительности и связанные с именем Лоренца, но которые были выведены до него и независимо от него 2, – точно так же и мысль о взаимосвязи энергии и массы была сформулирована несколькими учёными. Томсон высказал эту идею в 1881 году 3. Его соотечественник, английский физик Оливер Хевисайд, писал о том же в начале 90-х годов прошлого века. Однако в общем виде соображение относительно взаимодействия энергии и массы, а также о том, что инерция пропорциональна массе, ещё в начале 70-х годов прошлого столетия высказывал замечательный русский учёный Н. А. Умов, который почти два десятилетия был президентом Московского общества испытателей природы.

Философ. Пропагандируется мысль, что эта формула описывает процесс перехода или превращения массы в энергию. Может ли происходить такой процесс на самом деле?

Естествоиспытатель. К сожалению, многие придерживаются мнения, что масса превращается в энергию. При этом они считают, что если тело с массой m подвергается распаду (ядерному взрыву) и все его части разлетаются со скоростью света С в разные стороны, то суммарная энергия этих частиц будет равна Е=mс2. Однако при этом не учитывается такой факт, что сумма масс всех разлетевшихся частиц тела при взрыве равна первоначальной массе m этого тела. Таким образом, масса никуда не исчезла и ни во что не превратилась (согласно закону сохранения вещества). И вообще энергия создаётся движущейся массой и не может существовать отдельно от неё, а тем более превращаться в массу.

Философ. Но возникает закономерный вопрос: а откуда возникает подобная энергия?

Естествоиспытатель. Чтобы ответить на него, вспомним, что тело состоит из огромного множества атомов, а те, в свою очередь, содержат элементарные частицы, взаимодействующие между собой. В процессе этого взаимодействия частицы движутся относительно друг друга с большими скоростями, а силы взаимного притяжения уравновешиваются силами инерции масс этих частиц. Если взаимодействие между частицами нарушается (например, при бомбардировке другими частицами), то они разлетаются в разные стороны, сохраняя кинетическую энергию, свойственную им до момента распада (взрыва тела).

Подобный процесс можно моделировать с помощью простейшего опыта. Если камень, привязанный к верёвке, раскрутить с большой скоростью, то при обрыве веревки (или её можно выпустить из рук) камень полетит прямолинейно со скоростью равной окружной скорости его вращения. Таким образом, энергия mc2 заложена в скрытой форме в объёме всего тела с массой m, а выделить её можно путём ядерного взрыва этого тела.

Философ. Обычно кинетическая энергия поступательного движения тела с массой m, перемещающегося со скоростью V, равна mV2/2. Почему же в рассматриваемой формуле ядерной энергии нет множителя 1/2? Есть ли в этом какой-либo особый смысл?

Естествоиспытатель. Подобный вопрос вполне закономерен. Вспоминаю такой случай: как-то в доверительной беседе со мной известный специалист в области электротехники академик В. С. Кулебакин заметил, что он всю свою сознательную жизнь задавался именно этим вопросом, но ответа найти не мог, хотя и спрашивал многих знаменитых физиков. Когда я ему рассказал своё мнение по этому вопросу, он удивился простоте моих логических рассуждений и одобрил их. Но, чтобы ответить на этот вопрос, мне пришлось, кроме ядерной энергии, затронуть и проблему корпускулярно-волнового дуализма элементарных частиц (ещё один странный "феномен" в физической науке).

Философ. И какая же связь между этим «феноменом» и ядерной энергией?

Естествоиспытатель. Самая прямая связь. Действительно, при ядерном взрыве частицы (осколки тела) разлетаются не только поступательно, но и совершая вращение. Подсчёты показывают, что вращательная энергия этих частиц примерно такая же, как и поступательная энергия. Таким образом, полная энергия частиц складывается из этих двух видов энергий, то есть удваивается. Отсюда и превращение множителя 1/2 в единицу, как в рассматриваемой формуле.

А доказательством такого вращения служит корпускулярно-волновой дуализм частиц, наблюдаемый на практике. Смысл его заключается в том, что «элементарные» частицы, будучи на самом деле сложными физическими образованиями (недаром В. И. Ленин говорил, что «электрон неисчерпаем»), во время своего поступательно-вращательного движения проявляют корпускулярно-волновые свойства. Волновые свойства частиц объясняются тем, что периферийные компоненты частицы за счёт их вращения совершают циклоидальные движения, которые для внешнего наблюдателя представляются в виде синусоидальных колебаний. Подобные эффекты можно легко воспроизвести в простейшем опыте. Чтобы убедиться в этом, достаточно, как было показано выше, пронаблюдать за характером движения частиц обода катящегося колеса.

Таким образом, формула Е=mс2 имеет большой физический смысл: она характеризует не только энергетические свойства материалов тел, но и природу строения «элементарных частиц», из которых состоят эти тела.

Философ. Рассматриваемой энергетической формуле приписывают важные практические свойства: якобы все энергетические процессы в реакторах атомных электростанций, в ядерных бомбах и других подобных объектах описываются с её помощью с большой точностью. Так ли это на самом деле?

Естествоиспытатель. Сразу отвечу: не так! В инженерной практике этой формулой пользуются с оглядкой; добавляют к её правой части ещё один множитель – коэффициент полезного действия (об этом обычно стыдливо умалчивают в учебной литературе), который может составлять десятые, сотые и даже тысячные доли единицы. Величину этого коэффициента определяют на основе многочисленных экспериментов, тем самым как бы ставя под сомнение справедливость теоретического прогноза, основанного на применении знаменитой формулы.

Причины низкой точности расчётов можно объяснить тем, что при ядерном распаде или взрыве какого-либо тела его частицы, которые разлетаются во все стороны, могут двигаться, в зависимости от их массы и размеров, с различными скоростями, существенно отличающимися от скорости света. Заранее предсказать подобные процессы бывает весьма трудно и даже невозможно.

Философ. Вы отметили интересную возможность, которая содержится в энергетической формуле: она даёт «намёк» на геометрическую форму «элементарной» частицы и на поступательно-вращательный характер её движения. Почему же физики – сторонники релятивистского подхода – не используют такие возможности?

Естествоиспытатель. Это вполне объяснимо. Сторонники релятивистского подхода сами себе «наступили на горло», оказавшись жертвой своего постулата о существовании предельной скорости, равной скорости света, Этот постулат, если придавать ему образность, оказался необычайно прожорлив. В угоду ему пожертвовали понятиями о пространстве, времени и массе, которые стали зависеть от скорости движения случайных наблюдателей (а их может быть одновременно огромное множество, движущихся с различными скоростями). А в последнее время в угоду ему стали искоренять из обихода понятия силы инерции, веса, а также пренебрегать законами сохранения энергии, вещества и др. Этот постулат оказал парализующее действие и на логику научного мышления, исключив возможность представлять «элементарные» частицы в виде физических моделей, отражающих природу. Чтобы не нарушать постулат, размер частицы, по мнению релятивистов, надо сократить до нуля. Однако масса такой частицы, оказавшаяся в нулевом объёме, должна быть бесконечно плотной. В результате при таком подходе огромный экспериментальный материал, накопленный учёными при анализе бомбардировок элементарных частиц и их деления на новые компоненты в различных ускорителях, не может быть использован для синтеза физических моделей частиц и познания их сущности.

(стр. 174)

^ РЕЛЯТИВИСТСКАЯ СИЛА

Естествоиспытатель. Затронутый вопрос носит принципиальный характер. Ответ на него можно найти при наблюдениях множества явлений силового взаимодействия в окружающем нас мире природы и техники. Ряд учёных и экспериментаторов доказывают, что в относительном движении искажениям подвергаются не только сигналы, несущие информацию, но и силовые поля, осуществляющие взаимодействия между телами.

Рассмотрим, например, движение воображаемого светового паруса под действием давления света. Положим, для упрощения вопроса, что лучи света параллельны, а поверхность паруса перпендикулярна лучам. Под действием давления света парус будет с некоторым ускорением увеличивать скорость и удаляться от источника света, а скорость фотонов относительно паруса начнёт уменьшаться. По мере возрастания скорости паруса давление света будет уменьшаться. И наконец, при движении паруса со скоростью света скорость фотонов относительно паруса будет равна нулю, давление света исчезнет и дальнейшее нарастание скорости паруса прекратится. Следовательно, быстрее света парус двигаться не сможет, но не от того, что якобы возросла его масса, а вследствие прекращения давления света. Аналогичная картина наблюдается и с парусами, движущимися в воздухе под давлением ветра: быстрее ветра парус двигаться не может.

Однако, когда рассматривают движение какой-нибудь частицы, разгоняемой в ускорителе электромагнитным полем, то установившаяся точка зрения основана на том, что разогнать такую частицу до скорости света невозможно, потому что при этом масса её возрастает до бесконечности. Подобное мнение ошибочно, так как оно не учитывает особенностей изменения взаимодействия в относительном движении. Суть рассматриваемого в ускорителе процесса сводится к тому, что сила, которая действует на частицу, разгоняя её, уменьшается по мере того, как скорость частицы увеличивается, приближаясь к скорости поля. Именно поэтому снижается нарастание её скорости, а не потому, что у частицы возрастает её масса. В пределе, когда скорость частицы достигнет скорости поля, движущая частицу сила станет равна нулю и скорость частицы перестанет возрастать, так как будет больше сил, разгоняющих частицу. Масса же частицы остаётся неизменной4.

Философ. Итак, вполне логично заключить, что в физических взаимодействиях частиц, тел и различных материальных объектов релятивистские эффекты возникают не у масс (они подчиняются закону сохранения вещества), а у сил, действующих между ними.

Естествоиспытатель. Да, я пришёл к такому выводу совместно с исследователем В. С. Колосковым. В известном уравнении динамики Ньютона (F=ma, где а – ускорение) сила F меняется в зависимости от скорости V относительного движения (F=f(V)), а масса m остаётся неизменной. В частном случае, когда производится разгон частиц в ускорителе, релятивистская сила F=F0 (1–V2/c2)1/2, где F0 – сила при неподвижной частице (V=0); с – скорость распространения электромагнитного поля. Понятие о релятивистской силе может быть применено к различным видам физических взаимодействий – механических (для упругих тел, гидро- и аэродинамики), электромагнитных и гравитационных.

Философ. «Релятивистская сила» – понятие, как мне представляется, новое. Ведь до сих пор физической природой сил, как правило, пренебрегали. Не в этом ли кроется причина многих бед в физике, приводящих к непреодолимым препятствиям при выяснении сущности многих явлений природы?

Естествоиспытатель. В какой-то мере – да. Пользуясь понятием релятивистской силы, исследователь Е. Ф. Томилин весьма убедительно показал, что электростатическое поле, возникающее между двумя телами, заряженными электричеством, при относительном движении этих тел превращается в магнитное (за счёт релятивистского эффекта изменения сил взаимодействия).

Философ. Можно ли подобные подходы применить к изучению природы гравитационных полей?

Естествоиспытатель. Да, такая попытка мною совместно с Колосковым В. С. была сделана. Суть её заключалась в следующем: при рассмотрении сил взаимодействия элементарных частиц (электронов, протонов и др.) в атомах, из которых состоят тела, были учтены релятивистские эффекты сил взаимного электромагнитного притяжения и отталкивания. Поскольку скорости движения протонов и электронов существенно отличаются друг от друга (за счёт различия их масс), то и релятивистские силы взаимодействия между ними рассматривается полная комбинация взаимодействия всех частиц, входящих в состав атома) также изменяются в значительных пределах. Суммируя всю совокупность этих сил в объёме одного атома, а затем и для массы всего тела, получаем поразительный результат.

Философ. Какой же может быть результат, если суммы положительно и отрицательно заряженных частиц в атомах одинаковы, а в целом масса тела нейтральна (не заряжена)?

Естествоиспытатель. Именно так и думали до этого, поскольку не учитывались релятивистские изменения сил взаимодействия электрических зарядов. Выполненный нами подсчёт результирующего эффекта показал, что в атомах и в объёме всего тела возникает остаточная результирующая сила, обладающая притяжением. Величина этой силы близка (в пределах точности расчётов) к величине силы гравитационного притяжения.

Философ. Если всякое тело обладает избыточной релятивистской силой электромагнитного взаимодействия, вызывающей эффект притяжения, то все тела должны притягиваться, но это же и есть сила всемирного тяготения!


(с. 177)

^ СВЕТ В УЗДЕ ГРАВИТАЦИИ

Естествоиспытатель. Одним из характерных противоречий научно-технического прогресса является то, что по мере создания и использования новейших средств исследования природы, углубления и расширения областей проникновения в звёздные дали и материальный мир космического пространства количество загадок и неразрешённых проблем непрерывно увеличивается. Уже многие годы наблюдения звёздного мира преподносят нам очередные чудеса, такие, как «красное смещение» света, идущего от звёзд; «светящиеся мосты галактики»; «сверхзвёзды» и др. странные явления, обнаруженные с помощью сверхмощных телескопов и других новейших средств измерения астрономической и космической техники. Несмотря на рекламируемые достижения в области теоретической физики, прикладной астрономии и других областей науки, ни одно из обнаруженных загадочных явлений природы не нашло достаточно убедительного объяснения, Наоборот, как уже было неоднократно в истории науки, в ответ на запросы и потребности общества некоторые «активные» учёные предложили целую коллекцию гипотез и «теорий», которые якобы объясняли все эти чудеса. В основе этих гипотез часто используются сверхъестественные предположения, такие, как существование якобы сил отталкивания между звёздами и галактиками (вместо сил гравитационного притяжения), возникновение Метагалактики из нулевой точки в результате Большого взрыва и др.

Философ. В чём же причина появления таких взглядов на физические явления звёздного мира и можно ли объяснить их с материалистических позиций?

Естествоиспытатель. Исторический опыт развития науки показывает, что причиной роста количества загадок н необъяснимых чудес в явлениях природы является результатом неверных и несистемных подходов к исследованиям физических процессов и ошибочных постулатов и гипотез, противоречащих основам материалистического понимания мира и диалектике. Чтобы не заблудиться в этом лабиринте чудес звёздного мира, о которых мы узнаём с помощью потоков света, идущих от далёких звёзд и галактик, необходимо, как говорят нам древнегреческие предания, иметь чудодейственную нить Ариадны. В качестве такой нити может служить системный подход к изучению физических явлений, основанный на материальном представлении о природе физических полей и потоков света, релятивистском взаимодействии тел и частиц, а также на использовании проверенных на практике классических законов механики и физики.


(стр. 181)

^ КРАСНОЕ СМЕЩЕНИЕ СПЕКТРОВ

Естествоиспытатель. Рассмотрим в первую очередь загадки наблюдаемого в спектрах звёзд и галактик красного смещения. Дело в том, что при оценке свойств небесных тел с большим красным смещением полагают, что причиной красного смещения является доплеровский эффект, вызванный скоростью удаления тела. Вследствие этого получают значительные скорости удаления как отдельных небесных тел, так и галактик, соизмеримые со скоростью света. Происхождение такого разбегания звёзд и галактик невозможно объяснить без привлечения сверхъестественных сил отталкивания, якобы существующих между телами. Однако в пределах Солнечной системы и Галактики подобных сил отталкивания не обнаружено.

^ Философ. Интересно, как же изменяются характеристики потоков света, излучаемых не отдельным телом, а целой Галактикой?

Естествоиспытатель. Галактики представляют собой грандиозные скопления звёзд, связанных между собой силами тяготения. Сложность геометрических форм галактик и неоднородность распределения звёздной материи делают невозможным точное определение сил тяготения как внутри, так и вне галактик. Поэтому для приближённой оценки сил тяготения можно задаться некоторыми упрощениями, например, представить галактику в виде материального облака определённой геометрической формы и заданным распределением плотности звёздного вещества. Так, например, для галактик большой протяжённости гравитационное красное смещение частоты излучаемого света пропорционально расстоянию от наблюдателя до галактики, а для галактики малой протяжённости – смещение частоты изменяется по нелинейному закону.

Измерение смещения в линиях спектров излучений было произведено для нескольких сот галактических туманностей. У 92 % этих туманностей обнаружены смещения линий спектра в красную сторону. Установлено, что красное смещение увеличивается по мере увеличения расстояний до галактических туманностей. В среднем на каждый миллион световых лет происходит изменение частоты света на 1/2000 от первоначальной величины. Эта зависимость красного смещения спектра от расстояния используется в астрономии для определения дальности от Земли до небесных светил. Однако, учитывая нелинейную зависимость красного смещения спектра от расстояния, следует весьма осторожно пользоваться этим методом определения расстояний до звёзд и галактик.

Философ. Наблюдаемое в спектрах звёзд и галактик красное смещение обычно трактуется как результат эффекта Доплера, возникающий при лучевых скоростях. В соответствии с этим небесные тела удаляются от нас со скоростями порядка нескольких десятков километров в секунду, редко 100–150 км/с. У далёких галактик лучевые скорости измеряются сотнями и тысячами километров в секунду. Поскольку смещение спектра происходит в красную сторону, то это приводит к неожиданному выводу, что почти все галактики удаляются от Земли. Но наша Земля и даже галактика в целом – это ничем не примечательные точки в бесконечной Вселенной. Почему галактики должны разлетаться от нашей Земли во все стороны, точно осколки разорвавшегося снаряда – не ясно. Существуют различные объяснения данного явления. В «катастрофической теории» – она уже неоднократно упоминалась – причиной расширения Вселенной считается первоначальный Большой взрыв, происшедший 10–20 миллиардов лет назад7. Утверждается, что до этого весь материальный мир был «стянут» в одну точку с радиусом равным или близким к нулю.

Существуют и другие объяснения. В альтернативной теории Фреда Хойла (Англия) и Джайанта Нарликара (Индия) никакого Большого взрыва нулевой сингулярной точки не было и в помине, Вселенная не расширяется, а красное смещение объясняется зависимостью массы элементарных частиц от времени: другими словами, в прошлом их массы были меньше. Этим же объясняется и «реликтовое излучение»8, о котором речь пойдёт дальше.

Ханнес Альвен (Швеция) считает, что источником энергии, приводящей к расширению Метагалактики, является аннигиляция (исчезновение) вещества. При этом разбегание галактик не может быть вызвано взрывом – ни Большим, ни каким-либо другим. «Такое утверждение неверно, так как в модели Фридмана отсутствуют градиенты давления. На самом деле высокие скорости в этой теории постулируются, а при попытках их объяснения приписываются наличию сверхъестественных сил, характерных для идеи творения мира из ничего»9.

Академик В. А. Амбарцумян также высказывает скептическое отношение к возможности развития Вселенной из одной точки. В своё время академиком А. А. Белопольским была предложена гипотеза «старения» света, согласно которой фотон теряет часть своей энергии при движении в пространстве. Причиной «старения» полагают столкновения фотонов с микрочастицами, имеющимися в космосе. Однако эта гипотеза встречается с противоречиями: при столкновении фотона с микрочастицами должно произойти размывание изображений галактик, что, однако, не наблюдается на практике. Следует заметить, что гипотеза «старения» света является, по существу, единственной теорией, которая положила в основу энергетические процессы, возникающие при движении фотонов.

Естествоиспытатель. По моему мнению, основными причинами изменения частоты света являются изменения кинетической энергии фотона в процессе его движения, вызванные лучевой скоростью и гравитационными полями. Основная доля красного смещения вызывается силами тяготения галактик, излучающих свет, и других небесных тел, оказывающих влияние на прохождение света. Поскольку галактики можно рассматривать как единые тела, обладающие огромными массами, то гравитационное смещение частоты света может достигать значительно больших величин, чем у одиночных звёзд.

Так, например, для того, чтобы галактика вызвала красное смещение, соответствующее лучевой скорости удаления порядка 140 000 км/с на расстоянии, значительно превосходящем её размеры, необходимо выполнить условие, чтобы доля красного гравитационного смещения спектра составляла 0,466 от первоначальной частоты излучения. Если задаться массой галактики, такой же, как и наша Галактика, то есть М=16·1043 г, то радиус ядра галактики должен быть равен около 0,016 парсека (радиус ядра Галактики около 600 парсеков). Плотность вещества галактики при этих условиях составляет 6·10–6 г/см3. Если учесть, что плотность Солнца составляет 1,41 г/см3, то требования к плотности вещества галактики не являются чрезмерными.

Силы тяготения у всех небесных тел, больших и малых, вызывают торможение излучаемых ими потоков света. Вследствие этого свет, совершая некоторую работу по преодолению тяготения, теряет часть своей первоначальной кинетической энергии (в момент излучения она равна 1/2mc2, а энергия вращательного движения фотонов не расходуется в поле тяготения) и вследствие этого движется к наблюдателю с меньшей скоростью. Эффект гравитационного уменьшения скорости обнаруживается наблюдателем по эффекту Доплера.

Философ. Но уменьшение скорости света, идущего к наблюдателю от излучающего тела, обычно вызывает красное смещение спектров. Значит, все видимые небесные тела, в большей или меньшей степени, должны в своих спектрах излучений иметь красное смещение?

Естествоиспытатель. Да, это всеобщее свойство небесных тел; гравитационное красное смещение можно обнаружить у всех излучающих небесных тел. Этот эффект может быть использован не только для объяснения многих «чудес», но и для практических целей, например, при определении расстояний до небесных тел, их размеров и плотности вещества.

^ Философ. Что можно сказать о Солнечной системе? Каковы особенности красного смещения здесь?

Естествоиспытатель. Солнечная система находится на значительном расстоянии от ядра Галактики, поэтому ускоряющее действие поля тяготения Земли и Солнца на фотоны пренебрежимо мало (имеется в виду голубое смещение спектра), вследствие чего мы наблюдаем преимущественно красное смещение, вызванное полями тяготения излучающих звёзд и галактик.

Отметим, что многочисленные опыты со светом, проделанные в земных условиях, а также наблюдаемые явления в космическом пространстве полностью подтверждают материальную природу света. Все сложные явления и загадки в земных условиях и в космосе могут быть объяснены энергетическими процессами, происходящими при излучении и движении фотона.

Влияние сил тяготения на энергию фотона дало возможность определить закономерности красного смещения в звёздном мире и объяснить многие загадки, в том числе красного смещения, светящихся мостов галактик и сверхзвёзд. Поскольку эти выводы хорошо согласуются с экспериментами, то вытекающие из них следствия необходимо будет учесть в физике света, в астрофизике и прикладных науках.


(стр. 209)

Естествоиспытатель. ... Здесь требуется сделать ещё один шаг в изучении гравитационного поля, основанный на учёте влияния относительного движения тел на силу их взаимного притяжения. В статических условиях, когда тела неподвижны относительно друг друга, сила Q0 их взаимного притяжения пропорциональна произведению масс этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними (закон всемирного тяготения).

Что же произойдет с силой притяжения, если тела будут сближаться или удаляться относительно друг друга с некоторой скоростью V? Поскольку скорость распространения гравитационного поля относительно излучающего тела имеет конечную величину (обозначим C – скорость поля относительно излучающего тела), следовательно, она зависит также и от скоростей относительного движения тел (полагаем, что закон сложения скоростей справедлив для всех материальных объектов, включая и физические поля). Благодаря этому сила Q гравитационного притяжения будет зависеть не только от масс тел и расстояний между ними, но и от величины относительной скорости V. Установлено5, что при сближении тел, летящих со скоростью V, сила их взаимного притяжения Q будет несколько меньше, чем её статическое значение Q0 (Q< Q0), а при удалении эта сила будет больше (Q> Q0). Зависимость силы Q от скорости V может иметь сложный нелинейный характер. Однако в первом приближении, когда скорость относительного движения тел V мала по сравнению со скоростью распространения гравитационного поля С (V< С), сила Q= ξQ0, где ξ=(С ± V)/С (знак + берётся при удалении тел, а (–) при сближении тел); Q0=fm1m2/h2 – статическое значение силы тяготения (f, m1, m2, h – гравитационная постоянная, массы тел и расстояние между ними соответственно).

Философ. Рассмотренная здесь зависимость силы взаимного тяготения тел от относительной скорости между ними в классической механике не была учтена. Однако влияние относительного движения тел на физические процессы взаимодействия между ними проявляется повсеместно в природе. В частности, при больших скоростях относительного движения, близких к скорости света, происходят релятивистские эффекты, вызванные существенным изменением сил взаимодействия. Какое же новое качество вносится в небесную механику при количественном изменении сил всемирного тяготения, вызванном скоростями относительного движения тел?

Естествоиспытатель. Прежде чем делать широкое обобщение о влиянии скоростей относительного движения тел в небесной механике, рассмотрим пример, позволяющий уяснить существо данной проблемы для земных условий.


(стр. 222)

  1   2   3




Похожие:

Дёмин В. Н., Селезнёв В. П iconДёмин В. Н., Селезнёв В. П. К звёздам быстрее света. Русский космизм вчера, сегодня, завтра
В общем, все эти противоречивые процессы можно условно назвать «зигзагами» науки. Вот с этими зигзагами и приходится иметь дело космонавтике,...
Дёмин В. Н., Селезнёв В. П iconПолковник Дёмин – агент мировой закулисы
В екатеринбурге стартовал судебный процесс по скандальному делу о фотографе местного интернет-издания, на которого напал начальник...
Дёмин В. Н., Селезнёв В. П iconДокументы
1. /Валерий Демин.doc
Дёмин В. Н., Селезнёв В. П iconДокументы
1. /Демин Загадки русского севера.doc
Дёмин В. Н., Селезнёв В. П iconДокументы
1. /Лев Демин. ПОДСТАВЫ ВОЗВРАЩАЮТСЯ.doc
Дёмин В. Н., Селезнёв В. П iconДокументы
1. /Валерий Демин - Ущелье печального дракона.txt
Дёмин В. Н., Селезнёв В. П iconДокументы
1. /Валерий Демин Тайны русского народа.doc
Дёмин В. Н., Селезнёв В. П iconЖурнал технической физики том 59, в. 3, 1989 г., с. 84 Экспериментальное определение доплеровского смещения линий водорода на пучках ионов h2+ в диапазоне энергий 150-2000 кэВ
Л. А. Победоносцев, Я. М. Крамаровский, П. Ф. Паршин,1 Б. К. Селезнёв, А. Б. Берёзин2
Дёмин В. Н., Селезнёв В. П iconВалерий Демин
Сейдозера, в одном из самых труднодоступных уголков Кольского полуострова, пробирался отряд обессиленных людей. Скоро вечер
Дёмин В. Н., Селезнёв В. П iconФедор Михайлович Достоевский. Начало пути [Голгофа]. В 80-х годах вышла книга
Её Селезнёв тоже начал с Голгофы. Голгофа как бы предваряет, как бы служит эпиграфом к жизни, к пути во Христе и к творчеству Достоевского....
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©podelise.ru 2000-2014
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы

Разработка сайта — Веб студия Адаманов