Все предыдущие наши исследования привели нас к однозначному заключению, что скорость света зависит от скорости источника и отражающей поверхности. Именно отказ от признания этого факта привёл физику сначала к кризису конца девятнадцатого начала двадцатого веков, а затем к появлению ОТО А. Эйнштейна с её парадоксами, противоречащими ежедневной практике человечества. Естественно, мы не первые, кого заинтересовала эта проблема. В истории науки известна дискуссия, состоявшаяся в журнале Physikalische Zeitschrift [6, 25] по вопросу о том, зависит или нет скорость света от скорости источника. Как сказано в [6], в то время зависимость (21.1)

(21.1)

обосновывали E. Freindich, Ritz и другие. Она легла в основу, так называемой, баллистической гипотезы Ритца. Эта гипотеза согласовывала эффект звёздной аберрации и опыт Майкельсона, а также ряд других экспериментов, поставленных для обнаружения эфирного ветра. Дискуссия оборвалась 1й мировой войной с отрицательным для этой точки зрения результатом. Возобладало мнение, что скорость света постоянна в пустоте и не зависит от скорости источника (C=const). Баллистическая гипотеза Ритца была отвергнута из-за кажущегося её противоречия со спектроскопическими наблюдениями двойных звёзд, обоснованного в работе де Ситтера [40].

Суть рассуждений де Ситтера становится понятной из анализа наблюдений за движением двойных звёзд. На рис.27.1 показана упрощённая схема этого явления. В центре О находится тяжёлая слабо светящаяся звезда, вокруг которой по круговой орбите обращается другая более яркая звезда, последовательно занимая положения A, B, F, D и т.д.

Рис.27.1

До наблюдателя доходит свет от этой яркой звезды. Спектрально-двойные звёзды определяются по расщеплению их спектра на два, смещённых относительно друг друга вследствие эффекта Допплера, т.к. излучающая звезда движется то по направлению к наблюдателю, то от него.

Согласно баллистической гипотезе Ритца скорость луча света, испускаемого яркой звездой из точки D, движется к наблюдателю с уменьшенной скоростью . Сигнал из точки D доходит до наблюдателя через время t₁=L/ (C-V) Здесь L - расстояние от двойной звезды до наблюдателя на Земле. Оно многократно превышает габариты орбиты двойной звезды. После этого яркая звезда переходит из точки D в точку B за время полупериода обращения T/2. Сигнал, вышедший из точки B, приходит к наблюдателю через время t₂=T/2+L/ (C+V), отсчитываемое с момента выхода звезды из точки D.

Интервал времени между получением двух сигналов, когда звезда движется из точки D в точку B определяется разностью времён t₂ и t₁

?t=T/2+L/ (С+V) - L/ (C-V) T/2-2VL/C², (27.1)

Если теперь предположить, что T=4VL/C², то интервал времени исчезнет. Сигнал из точек D и B поступит к наблюдателю одновременно. В этом случае по утверждению H. Tirrmga сигнал должен был бы весь перемешаться и было бы невозможно наблюдать линейчатые спектры излучения звёзд. В действительности, величина ?t для ряда спектроскопических двойных звёзд оказывается весьма большой.

К сожалению, описанные события не нашли своего отражения в популярных учебниках по физике и астрономии. О них мне стало известно из работ [6, 25] уже после выхода в свет моих книг [1, 2] и по этой причине они также не были в них описаны.

Чтобы выразить своё отношение к указанной проблеме, отмечу одно существенное на мой взгляд различие между излагаемой работой и баллистической гипотезой Ритца.

Вспомним, что Ритц выдвинул свою баллистическую гипотезу света в то время, когда свет считали волной, наподобие звуковой волны в воздухе. Известно, что последняя распространяется в воздухе со скоростью звука, не зависящей от скорости источника. Поэтому в то время было совершенно непонятно, почему следует считать, что световая волна покидает источник излучения с постоянной скоростью относительно источника, а не относительно окружающего поля светоносного эфира. В то время считалось (до появления в 1915 г. СТО А. Эйнштейна), что Вселенная заполнена светопроводящей средой-эфиром.

В излагаемой работе законы излучения и распространения света составляют только часть разрабатываемой нами общей теории эфира. Эта часть очень важна, но она не оторвана от остальной теории. Важно подчеркнуть, что формула (21.1) логически вытекает из наших представлений о структуре атома и процессе образования фотонов-носителей света, изложенных в главах 8….12. Если принимаются идеи всей работы, то не возникает и сомнений в том, почему фотоны покидают возбуждённый атом именно со скоростью С=3·10⁸м/с. Такова скорость струй эфира на верхней границе газового вихря атома, из которого формируются фотоны.

Этим, по-видимому, можно объяснить неудачу баллистической гипотезы Ритца. Поскольку у неё не было доказательной базы того, что свет покидает источник излучения с постоянной скоростью, она так и не стала теорией. Все усилия критиков этой гипотезы поэтому были сведены к поискам противоречий в самой гипотезе. И это противоречие было найдено в спектрах двойных звёзд.

Конечно, двойные звёзды очень далеки от нас, что снижает точность и достоверность доказательств, используемых критикой. Многие факторы природы по этой причине могут повлиять на сигнал света, пока он формируется и затем проходит через огромные космические расстояния от звезды до Земли. На одно такое обстоятельство указано в работе [6], которая стоит на позициях баллистической теории Ритца. Она ссылается на заключение Л. Бриллюэна [41] о том, что достаточно предположения о существовании зависимости скорости света от гравитационного потенциала, чтобы разрушить доводы де Ситтера. Однако, одной этой ссылки недостаточно. Другая ссылка на аналогию распространения света с распространением малых продольных колебаний в движущемся упругом стержне, использованная в этой работе для обоснования условия (21.1), несостоятельна. В этом случае движение источника света в неподвижной среде эфира некорректно подменяется движением всей среды (самого стержня) вместе с источником возмущений относительно неподвижного наблюдателя.

Более обстоятельной и доказательной в этом смысле является работа П.С. Чикина [25]. Остановимся на этой работе более подробно. На наш взгляд она опровергает доводы де Ситтера и подтверждает правоту выражения (21.1). Опираясь на это выражение, она значительно продвигает знание о природе двойных звёзд, объединяя их в одну группу с цефеидами.

В отличие от де Ситтера в работе П.С. Чикина рассматривается излучение от двойной звезды не только в двух характерных точках B и D (Рис.27.1), но в течение всего оборота яркой звезды вокруг тяжёлой тусклой звезды. Проекция скорости яркой звезды на направление ox, соединяющее двойную звезду и наблюдателя на Земле, записывается в виде

V_xдоб=V·sinц (27.2)

Рассматривается цуг световых волн, испущенный ярким компонентом за один период обращения. За начало отсчёта принята точка A. При этом в начальный момент длина цуга составит l=C·T, где С - скорость света без добавки скорости излучающей звезды.

Сначала амплитуда цуга световых волн очень велика и равна радиусу орбиты R_орб излучающей звезды. По мере движения цуга световых волн к наблюдателю амплитуда синусоиды будет уменьшаться, т.к. лучи NB и ND сходятся в точке N (примечание автора). В момент приёма сигнала наблюдателем она уже очень мала (определяется конструкцией спектрометра). В виду того, что L>R_орб, можно приближённо считать и0. (Рис.27.1).

Согласно формуле (21.1) разные части цуга двигаются к наблюдателю с разными скоростями. Вследствие этого скорость в направлении оси ox любой точки цуга будет

C'_x=C+V_xдоб=C+V·sinц (27.3)

Любая точка синусоиды цуга световых волн вследствие неодинаковости скоростей С' будет смещаться в направлении оси ox. С течением времени t по мере движения цуга световых волн от звезды к наблюдателю это смещение относительно своего первоначального положения составит величину

?l=V_xдоб·t=V·t·sinц (27.4)

скорость свет теория эфир

Рис.27.2

К наблюдателю будут приходить сигналы различной формы в зависимости от величины орбитальной скорости V, периода обращения яркой звезды вокруг тёмной тяжёлой звезды Т и времени движения цуга световых волн t от звезды к наблюдателю. Наиболее характерные формы сигналов изображены на рис.27.2-27.4 Уже рассмотренная на рис.27.2 форма цуга световых волн является наиболее распространённой. Она соответствует неравенству

Vt<CT/4 (27.5)

Чем ближе величина Vt приближается к значению CT/4, тем сильнее точка В набегает к началу цуга (точке А), а точка D отстаёт, смещаясь к концу цуга (точке А). Такую же форму будут иметь и все последующие цуги световых волн. В работе [25] отмечено одно очень важное наблюдение, состоящее в соответствии полученных на рис.27.2 форм цугов световых волн с распределениями лучевых скоростей, реально наблюдаемых астрономами цефеид и, в частности, цефеида д Цефея (V=20км/с).

Если Vt=CT/4 (случай де Ситтера), (27.6)

то точка В достигает в направлении оси ox положения точки А. В этом случае последовательность цугов световых волн примет вид, показанный на рис.27.3

Рис.27.3

Из рисунка видно, что передние точки каждого следующего цуга догнали задние точки передних цугов. Но, что важно подчеркнуть, сами цуги не изменили своей длины, т.к. точки A и F движутся с одинаковыми скоростями С=3·10⁸ м/с. При этом мы видим ярко выраженную цикличность этих световых сигналов. Именно эти циклические сигналы, имеющие ненулевую протяжённость в пространстве, фиксируются спектрометром наблюдателя. Никакого перемешивания сигналов при этом не произойдёт, т.к. речь идёт не о сложении световых волн в точках А и В, а о сложении цугов, состоящих из излучения целой звезды. И эти цуги световых волн, как видно из рис.27.2 и 27.3, не накладываются друг на друга (примечание автора). Недостаток рассуждений де Ситтера состоял именно в том, что он не рассмотрел всю последовательность во времени образования сигналов от двойной звезды, а ограничился только сигналами из двух точек орбиты яркой звезды B и D (Рис.27.1).

На рис.27.4 изображены цуги световых волн, получаемые для случая

Vt>CT/4. (27.7)

Отмечено, что их форма соответствует распределению лучевых скоростей цефеиды RR Лиры (V=50 км/с, Т=0,567 суток) и цефеиды W Девы. Когда звезда движется к наблюдателю, максимум положительных лучевых скоростей в их спектрах всегда появляется несколько раньше наименьших отрицательных добавочных скоростей.

Одновременно блеск звезды возрастает и соответствует линиям (водорода или металлов) в спектрах звёзд с очень высокой температурой из-за смещения последних к фиолетовому концу спектра. Когда двойная звезда движется от наблюдателя, блеск её падает и линии (водорода, металлов) становятся слабее, сдвигаясь к красному концу спектра. Но ещё до того, как эти линии полностью исчезнут, в спектре уже обнаруживается новая серия линий, сдвинутых к фиолетовому концу и т.д. Это, как следует из рис.27.4, является следствием перегруппировки частей цуга светового излучения. Точка В приходит к наблюдателю раньше, чем точка А (начало цуга), а точка D запаздывает по сравнению с точкой А (начало следующего цуга светового излучения). Астрономы выявили тысячи звёзд с такими спектрами. Это весьма распространённое явление во Вселенной.

Поэтому можно полностью согласиться с выводом работы [25] о том, что при использовании закона сложения скоростей (21.1) линейчатый спектр излучения двойных звёзд будет наблюдаться во всех случаях, определяемых законами (27.5), (27.6) и (27.7), включая и частный случай де Ситтера.

Далее автор работы [25] сопоставляет особенности изменения блеска различных цефеид с формой цугов световых волн, получаемых на основании выражения (21.1) от двойных звёзд, движущихся не только по круговым, но и по эллиптическим орбитам, а также обеих звёзд вокруг общего центра. Наблюдая их совпадение, он приходит к выводу, что в природе вообще не происходит пульсаций радиусов цефеид. Цефеиды по его мнению являются спектрально-двойными звёздами, у которых регистрируется излучение только одного яркого компонента.

Рис.27.4

Подтверждением правоты рассмотренной точки зрения является снятие противоречия в статистике наблюдаемых звёзд. Оно состоит в том, что в районе нашей галактики (Млечного пути) с радиусом 10 парсек вокруг Солнца каждая вторая звезда является двойной звездой, а за пределами этого радиуса двойных звёзд становится очень мало. Взамен появляется большое число пульсирующих звёзд. Учитывая, что Солнце является рядовой звездой Млечного пути, такая особенность вызывает удивление. Кроме того, расстояние 10 парсек тоже является субъективным, чисто человеческим ограничением, т.к. оно определяется возможностями телескопов (наблюдательной астрономии).

Объяснение природы пульсации цефеид на базе уравнения (21.1) тем, что они являются двойными звёздами, снимает эту ненормальную и необъяснимую разнородность населённости Вселенной этими звёздами. Напомню, что в пределах 10 парсек от Солнца (Земли) двойные звёзды называют визуально-двойными из-за того, что их можно наблюдать с помощью телескопов. За пределами этого огромного расстояния двойные звёзды называют спектрально-двойными, т.к. спектральные наблюдения за ними остаются единственно доступными. По этой причине эти наблюдения допускают различные толкования природы наблюдаемых в этих спектрах особенностей.

Таких толкований было много. Первую попытку обосновать изменение блеска цефеид движением излучающей звезды по эллиптической орбите вокруг более слабого компонента предпринял в 1894 году астрофизик А.А. Белопольский в своей докторской диссертации [8]. Эта гипотеза соперничала с другой гипотезой, объясняющей возможность изменения блеска звёзд периодическими пульсациями их объёма. Она была выдвинута в 1879 году теоретиком в области внутреннего строения звёзд А. Риттером. Указанные гипотезы с переменным успехом конкурировали друг с другом. У обеих имеется много трудностей и много сторонников. Мы не будем вдаваться в тонкости этой дискуссии. Возобладала пульсационная гипотеза. Не в последнюю очередь это объясняется тем, что сторонники двойных звёзд оставались на позиции независимости скорости света от орбитальной скорости излучающей звезды.

Вторая причина носит скорее психологический характер. Разработчики и сторонники каждой из этих гипотез считают, что причина пульсаций звёзд может быть только одна и она исключает другую. Поэтому, если среди огромного количества наблюдаемых звёзд выявляется несколько случаев, которые не вписываются в какую либо гипотезу, то эта гипотеза объявляется несостоятельной. На наш взгляд обе гипотезы отражают реалии Вселенной. Т.е. среди переменных звёзд имеются звезды, у которых пульсируют объёмы, а также двойные звезды. У последних пульсации блеска обусловлены либо затмениями одного из компонент другим, либо из-за того, что передние и задние части цугов световых волн движутся в соответствии с уравнениями (21.1) и (27.3) с разными скоростями и вследствие этого обладают разной энергией.

Вероятно, в статистике звёзд происходит некоторая путаница из-за огромной удалённости и невозможности разглядеть загадочные объекты. Во всяком случае состояние знаний в этой области науки не позволяют однозначно утверждать что-либо о зависимости скорости света от скорости источника. Более надёжными доказательствами этой зависимости является наблюдаемое согласование явления звёздной аберрации, опытов Майкельсона, Саньяка, Допплера и других, проведённых на Земле. Важно, что зависимость (21.1) не выходит за пределы земной практики человечества.

Литература