Чтение онлайн

А у релятивистов эта больная мозоль так и осталась. Впрочем, кое-какие меры они приняли. Мне как-то рассказывали про первый том трудов Эйнштейна из фондов Центральной Ленинской библиотеки. Тот самый лист, где Эйнштейн с треском прокололся со звёздной аберрацией, в этом томе заботливо вырван. Не удивлюсь, если физическое лицо, совершившее сей научный подвиг, впоследствии заслуженно защитило диссертацию на тему «Способ решения проблемы звёздной аберрации в рамках принципа относительности».

Но это ещё не всё! В электродинамике движущихся тел имеется ещё один линейный по скорости феномен, где истинные-однозначные скорости излучателя и приёмника заявляют о себе во весь голос. Это – страшно вымолвить – линейный эффект Допплера. Откуда берётся эффект Допплера в акустике – это понятно: скорость звуковой волны «привязана» к среде, в которой она распространяется, поэтому, при движении в этой среде как источника звука, так и его приёмника, происходят соответствующие изменения как излучаемой, так и принимаемой длины волны (или частоты). Аналогичную картину представляли и для электромагнитных волн – пока считали, что они являются волнами в эфире. Но Эйнштейн упразднил эфир, а заодно и скорости излучателя и приёмника по отношению к нему. И заявил, что линейный эффект Допплера в электродинамике определяется, опять же, только относительной скоростью излучателя и приёмника – скоростью их сближения или расхождения. Откуда, при таких делах, могут браться допплеровские сдвиги – да ещё если скорость света всегда одинакова как для излучателя, так и для приёмника – релятивисты до сих пор не понимают: кроме абстрактных математических фокусов-покусов на этот счёт, никакого физического объяснения у них нет. А ведь без физического объяснения – опять с треском проколешься. Так и вышло: заявление Эйнштейна – о зависимости линейного эффекта Допплера лишь от относительной скорости излучателя и приёмника – оказалось, вообще говоря, неверно в корне. Верно оно только тогда, когда излучатель и приёмник находятся в одной и той же области «инерциального пространства» - например, в одной и той же планетарной сфере тяготения. А когда они находятся по разны стороны границ, разделяющих области действия солнечного и планетарных тяготений, то с линейным эффектом Допплера творится, по меркам релятивистов, полная жуть!

Смотрите: если истинные-однозначные скорости излучателя и приёмника имеют чёткий физический смысл – а выше мы пояснили, как следует отсчитывать эти скорости – то линейный эффект Допплера в электродинамике объясняется аналогично тому, как он объясняется в акустике. Соответственно, и величина его должна зависеть только от проекций истиннных-однозначных скоростей излучателя и приёмника на соединяющую их прямую. А теперь, внимание: планеты покоятся в центрах своих сфер тяготения, поэтому истинные-однозначные скорости планет равны чему? Правильно, они равны нулю! Теперь представьте: мы посылаем с Земли на другую планету узкополосный сигнал и принимаем его отражение. Вопрос: проявится ли через допплеровский сдвиг сближение или расхождение Земли и этой планеты? Ответ: нет, не проявится!

И на опыте это так и есть. В 1961 г. группа под руководством Котельникова провела удачную радиолокацию Венеры – не импульсами, а именно узкополосным сигналом. Причём, принцип детектирования эхо-сигнала был основан на выделении его из шумов в очень узкой полосе. А чтобы он в эту полосу попал, требовалось, по релятивистским меркам, компенсировать огромный допплеровский сдвиг, соответствующий удалению Венеры со скоростью более 2 км/с. Так вот, результат оказался ошеломляющим. Когда компенсация допплеровского сдвига проводилась, никаких эхо-сигналов не обнаружилось. А когда компенсация НЕ проводилась, эхо-сигналы убедительно обнаруживались!

Об этом секрете удачной радиолокации Венеры мало кто знает. Даже за словесную критику ТО можно было не только распрощаться с научной карьерой, но и скоротать остаток жизни в психлечебнице. А тут получился не просто трёп, а убийственный для ТО опытный факт… Котельников и его сотрудники нашли соломоново решение. Они написали про этот факт – но, так сказать, по частям, рассредоточенным аж в трёх статьях одного и того же номера «Радиотехники и электроники». «Публикаций у нас маловато!» - пояснили они редактору. Каждая из этих статей по отдельности выглядела серенько и ни о чём таком убийственном не говорила. Но тот, кто догадался бы их сопоставить, имел бы дело со страшным коктейлем.

Впоследствии радиолокационщики чуть не наизнанку вывернулись, чтобы убедить научную общественность в наличии эффекта Допплера при радиолокации Венеры. Смотрите, мол: и собственное-то вращение Венеры мы замерили по противоположным допплеровским сдвигам у отражений от западного и восточного краёв её диска, и даже некоторые крупные особенности её поверхностного рельефа различили! Ну, какие молодцы – возьмите с полки по пирожку! Если уж Венера имеет собственное вращение, то, конечно, истинные-однозначные скорости элементов её поверхности не равны нулю – что и даст соответствующие вкладики в допплеровские сдвиги. Надо же: нет главного вклада, который тянет на километры в секунду, но зато есть вкладики, которые тянут на несколько метров в секунду! Это, конечно, здорово утешает. Родная мама не утешила бы лучше!

Вот так и вышло, что специалисты по дальней космической связи, управлявшие автоматическими межпланетными станциями, тоже пребывали в несокрушимой уверенности насчёт того, что линейный эффект Допплера здесь определяется скоростью удаления космического аппарата от наземной антенны, или, наоборот, скоростью его приближения к ней. Так говорит ТО! Какие, мол, сомненья?! Вот так, под знаменем ТО, и летели аппараты к Венере и к Марсу. А когда долетали они до чужой сферы тяготения и пересекали её границу – радиосвязь с ними немедленно пропадала, и операторам только и оставалось, что помахать им ручкой (мы об этом уже писали в «Бирюльках…»). Вот так, под знаменем ТО, и потеряли целый ряд советских и американских аппаратов на первых подлётах к Венере и Марсу. Помните, перед влётом в планетарную сферу тяготения, истинная-однозначная скорость аппарата – это его скорость в гелиоцентрической системе отсчёта, а после влёта – в планетоцентрической? А сама-то планетарная сфера тяготения движется вокруг Солнца – да с приличной скоростью. Видите, при пересечении аппаратом границы планетарной сферы тяготения, просто обязан происходить скачок его истинной-однозначной скорости – по правилам векторного сложения. А, значит – и соответствующий скачок допплеровского сдвига при радиосвязи с ним. Руководители межпланетных полётов отлично знают про эти пограничные скачки скорости: игнорируя их, межпланетный полёт правильно не рассчитаешь. И про пограничные допплеровские скачки они тоже отлично знают: игнорируя их, пропавшую радиосвязь не восстановишь. И не могли эти руководители быть такими идиотами, чтобы не сопоставить те и другие скачки. И не увидеть, что они вполне соответствуют друг другу. И не понять при этом, что успешные межпланетные полёты начали получаться тогда, когда управление аппаратами начали выполнять совершенно диким, по меркам ТО, образом. Всё эти руководители знают, всё они понимают. И при этом, загадочно улыбаясь, уверяют всех и вся, что и ближние, и дальние космические полёты происходят в согласии с ТО – да с неслыханной точностью. Впрочем, что верно, то верно: кроме них, никто про эту «точность» не слыхивал.

Заметим: этот бесценный опыт межпланетных полётов говорит о том, что, при пересечении границы планетарной сферы тяготения, переключается «инерциальная привязка» не только для скорости космического аппарата, но и для скорости света! Кстати, а вы знаете, сколько у света скоростей? Или вы полагаете, что она у него одна? Вот, похоже, Эйнштейн именно так и полагал: он везде говорил про скорость какого-то «луча света». Летит, мол, себе этот «луч», да со скоростью – ну и слава Богу. Если бы сегодняшние студенты знали, что на такой формулировочке держится фундамент теоретической физики, то им, право, стало бы неловко. Им-то известно, что у света есть фазовая скорость, с которой движутся световые волны, и групповая скорость, с которой движутся световые импульсы. Как измерять фазовую скорость – экспериментаторам хорошо известно. И как измерять групповую скорость – им тоже известно не хуже. Но попросите-ка их измерить скорость «луча света»! Они посмотрят на вас умными глазами и спросят: «Батенька, о чём вы?» Ну, кто бы мог по горячим следам подумать, что всё так выйдет? По горячим следам думалось о другом – и додумалось вот до чего: «Никакой физический объект не может двигаться быстрее света!» И, для слабоумных, примечание сделалось: «В том числе – и сам свет!» Поясняем: в противном случае вся математическая конструкция ТО рассыпалась бы.

И что же? Первого противного случая оказалось совсем недолго ждать. Обнаружилось, что, при движении света в вещественных средах, происходят дивные вещи: у света с длинами волн, попадающими на ту или иную линию поглощения в веществе, фазовая скорость может превышать скорость света в вакууме в разы и даже на порядки. Пришлось релятивистам комментарии сооружать: «Ах, ну что такое фазовая скорость, в конце концов? Она же явно какая-то ненастоящая! Ничего с этой скоростью не летит – только фаза сдвигается, а это, уверяем вас, совсем не страшно! Вот если, господа экспериментаторы, вы обнаружите групповую сверхсветовую скорость – тогда, действительно, нам будет крышка. Ищите-свищите!»

То, что свершилось дальше, не укладывается в шкалу не только релятивистских, но и общефизических ценностей. В 1966 г. Басов с сотрудниками сообщили о результатах исследований временных задержек на движение лазерного импульса в системе генератор-усилитель. Между рубиновым лазером-генератором и парой рубиновых стержней-усилителей было расстояние около 2.5 м. Делительная пластинка делала из одного лазерного импульса два, каждый из которых в итоге попадал на свой фотодетектор, но разница была в том, что один путь проходил сквозь усилитель, а другой – нет. Ну, а сигналы с фотодетекторов подавались на скоростной двухканальный осциллограф. И вот, представьте. При выключенном усилителе, т.е. при отключенных лампах его «накачки», согласовывали задержки в электрических схемах двух каналов так, чтобы на экране осциллографа оба всплеска фототока происходили синхронно. А потом – всего лишь включали усилитель. И – приходили в крайнюю степень изумления. Всплеск фототока от импульса, проходившего через усилитель, теперь опережал во времени другой всплеск, который служил опорным. Изумляла величина этого опережения: она была запредельно велика. Казалось бы: изменения, которые могли сказаться на задержке, делались лишь на протяжении усилителя. Если допустить немыслимую ситуацию, при которой лазерный импульс проходит по включённому усилителю мгновенно, то даже тогда выигрыш во времени составил бы всего 1.6 наносекунды. А осциллограф весело показывает: не 1.6, а целых 9 наносекунд! Кстати, длительность самого-то импульса составляла что-то около трёх наносекунд, т.е. эффект вырисовывался очень уверенно. Впоследствии всё подтвердилось в ряде других лабораторий – с использованием различных лазеров и различных нелинейных ячеек: не только усиливающих, но и поглощающих. Главное – спектральные линии генератора и нелинейной ячейки должны были совпадать. И тогда результат был неизменно превосходен, причём «запредельность» опережения исчислялась уже десятками и сотнями раз…

У теоретиков интерес к этой проблеме как-то сам собой угас. Не корите вы их, не браните – их мучения можно понять. Если задача ставится так: «Каким образом лазерный импульс проходит по нелинейной ячейке быстрее чем мгновенно? или, другими словами, каким образом групповая скорость света может быть больше чем бесконечная?» - тут даже самая буйная фантазия заглохнет. Но зачем же ставить заведомо нерешаемые задачи? Может, здесь дело всё-таки не только в нелинейной ячейке? Вот что заслуживает внимания: во всех подобных экспериментах, «выпадающая» задержка – это как раз то время, за которое лазерный импульс пролетает промежуток от генератора до нелинейной ячейки! Чем меньше протяжённость нелинейной ячейки, тем «запредельнее» оказывается опережение! Самый оглушительный результат был получен с тонкой поглощающей плёнкой! И напрашивается вот какая версия: когда нелинейность «выключена», лазерный импульс идёт от генератора к нелинейной ячейке со скоростью света, а когда нелинейность «включена», импульс перебрасывается из генератора в нелинейную ячейку почти мгновенно. Тогда всё становится на свои места. Правда, следует уточнить, как распространяется свет, а то, наверное, не все ещё знают.