Об эфире, геометрии и теории относительности

         1.Введение

    Два капитана сильно поругались и решили никогда не встречаться. Они даже связь между собой сохраняли, чтобы случайно не встретиться в одном порту.
    Однажды получилось так, что оба они оказались на экваторе на расстоянии 20 километров  друг от друга и обоим нужно было плыть на север.
    Свято веря в геометрию Эвклида,которая построена на аксиоме о том, что параллельные прямые не пересекаются они провели все измерения в точности по Эвклиду, поставили свои корабли на параллельные курсы,перпендикулярно к экватору, и поплыли.
    Корабль в море появляется на горизонте при расстоянии до него около 8 километров. Поэтому через несколько дней они были сильно удивлены тому, что их друг-недруг появился на горизонте.
    А все дело в том, что им нужно было пользоваться не эвклидовской, а сферической геометрией так, как учили в мореходке.
   Природная среда - это одно, а системы пространственных координат, которые мы придумываем - это другое.
    С понятием эфира получилось так,что физики рассматривали эфир как среду распространения света и, в то же время, они отождествляли его с абстрактным геометрическим пространством.
    Из-за этой путаницы, когда они поставили вопрос о скорости движения эфира относительно Земли, они забыли уточнить вопрос - а в каком месте?
    Они себе представляли, что во всем пространстве эфир движется в одном направлении и с одной скоростью.
    В результате после анализа данных первых измерений они пришли к выводу о том, что эфира не существует.
Действительно, такой среды, которая во всем Космосе движется в одном направлении и с одной скоростью нет и быть не может. Никакая природная среда так не движется, ни воздух в атмосфере, ни вода в океане, в общем никакая.
   Тот эфир, который они себе представляли это не природная среда, а геометрическая абстракция.
   Поэтому, когда была создана общая теория относительности, которая не противоречит данным измерений в реальной среде, то она воспринималась и воспринимается тоже как геометрическая абстракция. Идея эфира была похоронена и, казалось, навсегда.
   Однако все это вызывает интуитивное неприятие у физиков, которые не представляют себе как могут распространяться волны (света, радио)без наличия среды их распространения. Абстракция их тоже не удовлетворяет. В самом деле, что означает, например, термин "кривизна пространства"?
   Тем не менее,поскольку геометрия теории относительности подтверждается экспериментально, то все как-то успокоились и забыли, что идею эфира выбросили из-за логической ошибки.
    Если бы эту ошибку во время заметили и ученые сразу воспринимали бы эфир, как реальную среду, то сейчас всем было бы ясно, что геометрия теории относительности описывает форму потоков эфира.

           2.О скорости эфира, геометрии и теории относительности

   Теперь об этом же но поподробнее. Предысторию вопроса о скорости эфира и света знает каждый студент, достаточно внимательно изучавший физику. Кратко напомню о том, что в настоящее время принято считать, что эфир, как среда распространения электромагнитных (и световых) волн не существует. При этом скорость света в вакууме считают мировой константой, не зависящей от скорости движения системы отсчета.
Главным, или, по крайней мере, первым аргументом подтверждающим теорию принято считать результат опыта Майкельсона, который ставил задачу измерения скорости эфира возле поверхности Земли.
Майкельсон измерил скорость света в горизонтальном направлении возле Земли и оказалось, что во всех направлениях она одинакова.
    При объяснении результата рассматривались три гипотезы:
1. Эфир неподвижен относительно Земли.
Эта гипотеза сразу была отметена, поскольку предполагать, что ВО ВСЕХ точках пространства эфир привязан к Земле это нонсенс.
2. Земля движется относительно эфира.
Эта гипотеза отметается экспериментом.
3. Эфира нет, а скорость света в любой системе координат является постоянной (мировой константой).
Другими словами, с какой бы скоростью ни двигался наблюдатель (прибор), измеряющий скорость света, результат измерений будет один и тот же.
Это по началу всем показалось странным, поскольку во всех известных до того случаях в физике выполнялся закон сложения скоростей. Например, очевидно, что измеренная скорость волн на поверхности воды или акустических волн относительно измерительного прибора зависит от скорости движения этого прибора относительно среды их распространения.
  Тем не менее, за неимением приемлемой альтернативной гипотезы, третья гипотеза была принята как истина.
На этой третьей гипотезе и построена специальная теория относительности (Эйнштейна).
  Затем была создана общая теория относительности, которая предсказала "гравитационное смещение" частоты света, а также возможность существования "черных дыр" в космосе, откуда свет не может вырваться.  Общая теория относительности объясняет указанные эффекты влиянием силы гравитации на ход времени.
   Однако, заметим, что в рассуждениях Майкельсона и прочих изначально допущена логическая ошибка, а именно, они рассматривали эфир, как некую среду, которая имеет одинаковую скорость движения во всех точках пространства.
Все мы видели среды, несущие акустические волны или волны на поверхности воды. Это и воздух в атмосфере и вода в океане. Все эти среды имеют разные скорости движения в разных точках пространства. Почему физики решили, что столь очевидное для всех сред явление в отношении эфира не имеет место быть, могу только догадываться. По-видимому в их понимании реальный эфир ассоциировался с абстрактным геометрическим пространством.
  Майкельсоном была измерена лишь горизонтальная составляющая скорости эфира возле поверхности земли относительно земли. Она действительно равна нулю.
  Уже измерения вертикальной компоненты дают эффект "гравитационного смещения", который объясняют влиянием гравитации на ход времени.
  Однако эффект можно объяснить аналогично доплеровскому смещению частоты, то есть тем, что возле земли эфир движется  к центру земли,которая втягивает эфир. Эффект черных дыр также можно объяснить движением эфира, который "всасывается" дырой со скоростью, превышающей скорость света.
  Здесь уместно напомнить, что величайший физик Никола Тесла, один из любимых учеников Рамакришны, считал центр Земли областью пониженного давления эфира.
  Если принять это как факт, то эффект "всасывания" эфира Землей может следовать из этого факта и вышеприведенные мои рассуждения оказываются подкрепленными весьма авторитетным мнением Н.Теслы.
    Не буду рассматривать все эксперименты, связанные с измерением скорости света и их толкование разными учеными, но похоже, что все они могут быть объяснены, если принять, что  эфир существует, а скорость его движения в любой точке пространства (величина и направление)может быть определена по силовым линиям гравитационного поля.
      Поэтому, если при анализе результатов опытов рассуждать логически и принять, что эфир, как и всякая среда распространения волн, может иметь разные скорости движения в разных точках пространства, то принцип относительности нужно было бы  сформулировать так:

    1.Величина скорости света относительно эфира постоянна.
Другими словами при распространении света его скорость складывается со скоростью движения среды, аналогично тому как это происходит при распространении акустических и других волн в воздухе и других обычных средах.
    2. Направление скорости эфира совпадает с направлением силы гравитации в данной точке.
    3. Величина скорости эфира может быть определена по величине гравитационного ускорения в данной точке.
  К пункту 3 желательно приложить формулу для определения скорости эфира и ниже мы вернемся к этому вопросу.
                ***
   В этих рассуждениях можно пойти и дальше.
Первый вопрос, который можно поставить звучит так: почему скорость эфира связана с гравитационным полем так, как указано во втором и третьем пунктах?
  Для получения ответа можно рассмотреть две гипотезы:
1. Эфир движется под действием силы гравитации.
В этом случае встает вопрос о массе эфира.
2. Именно движение эфира и порождает силу гравитации.
Представим себе два плавающих насоса, всасывающих воду. Эти насосы будут притягиваться друг к другу,взаимодействуя через всасываемые ими потоки воды. Аналогично могут взаимодействовать и гравитирующие тела через потоки всасываемого ими эфира.

                ***
Второй вопрос, который может возникнуть: куда же девается эфир "всасываемый" Землей. Для получения ответа и здесь можно рассмотреть два варианта рассуждений:
1. Если эфир имеет массу, то эфир "всасываемый" Землей постоянно увеличивает ее массу. Действительно, то, что масса Земли со временем увеличивается это установленный факт. Конечно, свой вклад вносят падающие на землю частицы и небесные тела, но кто знает нет ли в этом эффекте и доли массы эфира.
   Кроме того, следует учесть, что масса способна превращаться в энергию. Не эта ли энергия разогревает чрево Земли?
2. Если эфир не имеет массы, то он представляет собой особое "нулевое" состояние материи, не известное пока науке. Точнее говоря, известно лишь его название "вакуум".
  Может быть это покажется странным или слишком переворачивающим наши представления о мире. Однако, думаю, что это не более странно и более соответствует здравому смыслу, чем представление о волнах ,которые  распространяются при отсутствии среды их распространения.
    Во всяком случае никаких экспериментальных доказательств однозначно подтверждающих отсутствие эфира нет.
  Эксперименты говорят о том, что либо эфира действительно нет, причем гравитация влияет на ход времени (теория относительности),либо эфир есть и он течет вдоль силовых линий гравитационного поля, что выглядит естественнее.

                ***
   Вернемся к вопросу о формуле для скорости эфира.
Теория относительности утверждает что чем больше гравитационный потенциал,например, чем ближе к Земле, тем медленнее течет время.
При этом предсказывается, что следует ожидать эффекта "гравитационного смещения частоты" электромагнитных волн.
  Для определения разности темпа хода времени в разнесённых по высоте точках Паунд и Ребка использовали измерения частоты фотонов в двух точках вдоль их траектории: в точке испускания и в точке поглощения.
При этом была зафиксирована разность в частоте в верхней и нижней точках. Считается, что эта разность подтвердила разность хода времени в этих точках.
  Однако, точка в этом вопросе не поставлена и,например,даже не вспоминающий об эфире физик Г.Г.Дмитренко, анализируя данный опыт считает, что физическая причина наблюдаемой разности частот заключается не в зависимости скорости хода времени от гравитации, а в зависимости скорости света от гравитации (в интернете есть его статья "О влиянии силы тяжести на скорость света и темп хода атомных часов") .
  Это рубит под корень теорию относительности и мне остается только добавить, что скорость света зависит от гравитации именно потому, что сила гравитации прямо связана со скоростью эфира.
  Философ же М.Моисеев в статье " Время как философская категория и как физическая величина приходит к выводу, что "В природе не существует субстанции, называемой время. Не существует также субстанции пространство-время. Это устаревшие философские концепции и пройденный этап развития естествознания".
  К этому добавлю, что к такому выводу неизбежно придет всякий, кто не рассматривает эфир, как существующую "субстанцию" то есть среду.
  Тем не менее гравитация прямо связана с ходом времени, а точнее сказать - со скоростью эфира.
  Каким же образом гравитация связана с ходом времени? В чем физическая причина наблюдаемой разности частот?
  Если признать, что эфир существует, то "гравитационное смещение частоты" можно рассматривать как проявление эффекта Доплера, возникающего из-за движения среды распространения волн, то есть эфира.
  При этом оказывается, что скорость эфира v во столько раз меньше скорости света C во сколько раз гравитационное смещение частоты F меньше этой частоты f , то есть относительное смещение частоты
                Z=F/f=v/С .
Поскольку смещение частоты обратно пропорционально расстоянию до центра Земли (или другого гравитирующего тела), то оказывается, что и скорость эфира обратно пропорциональна этому расстоянию.  Например, возле Земли  оказывается, что чем ближе к поверхности Земли, тем больше скорость эфира (кстати, этот эффект наблюдается при приближении к любому прибору, всасывающему газ или жидкость).
Возле поверхности Земли скорость эфира составляет около двух сантиметров в секунду, а, например, возле поверхности Солнца - около 500 метров в секунду.
                ***
  Известно, что гравитационное смещение частоты можно также представить как отношение первой космической скорости Vк к скорости света С , возведенному в квадрат.
Поэтому оказывается, что скорость эфира v  равна отношению квадрата Vк  к скорости света С.
  Из этого, например, следует, что если первая космическая скорость для данного космического тела равна скорости света, то скорость всасывающегося в него эфира тоже равна скорости света (относительно эфира).
  Естественно, что при такой скорости эфира свет не может  оторваться от этого тела и получается эффект типа черной дыры. Это происходит подобно тому, как пловец не может выгрести против течения, если его скорость меньше скорости этого течения.
  Такой эффект может произойти вблизи крупных тел с достаточно большой плотностью вещества.
  Искривление луча вблизи тяжёлых тел также можно пояснить влиянием эфира,  а именно тем, что вектор скорости света складываются с вектором скорости эфира, направленным к центру тела.
               


            3. О времени и часах

А. Эйнштейн по существу считал, что время - это то, что измеряют часы.  В настоящее время существуют гравитационные, солнечные,пружинные, кварцевые,атомные и другие виды часов , работающих на разных физических принципах.  Все они могут показывать разное время. Например, если скорость вращения Земли изменится, то изменится и темп хода солнечных часов, а темп хода пружинных часов не изменится. Какие же из часов правильные?
Эфир является материей из которой "сделана" вся материя, а гравитация - фундаментальное свойство всей материи.
   Поэтому правильным будет использовать часы, которые прямо связаны с гравитацией и это - гравитационные часы. Те самые старинные часы с длинным подвешенным маятником, о которых пела Пугачева. Кстати,на это указано и в книге "Синергетика" (автор Наумкин А.П.).
  Добавлю, что поскольку скорость эфира прямо связано с гравитацией , то эти часы являются и прибором, измеряющим скорость эфира. Это происходит потому, что  колебания маятника возникают под действием потока эфира.  Аналогично и частота трепетания тряпки на ветру и скорость вращения ветряной мельницы пропорциональны скорости ветра.
  Поэтому частота колебаний маятника в таких часах обратно пропорциональна расстоянию до центра Земли, так же, как и скорость эфира.
   Скорость эфира,как было показано, в связи с эффектом Доплера,определяет частоту колебаний наблюдаемых волн.  Метрические же эталоны времени привязаны к частоте колебаний.
  Поэтому оказывается, что наблюдаемый ход времени физически зависит от скорости эфира,хотя и трактуется в теории относительности, как зависимость от гравитации.

 
                4. О плотности времени
 
  В "Синергетике"  А.П. Наумкина, опирающегося на "эзотерические " или ведические знания  указано, что характеристикой времени является не только скорость (или темп) хода времени, но и плотность времени.
  Таким образом, время рассматривается как реальная субстанция.
Однако, думаю, что термин "время" автор использовал для удобства современного читателя. На самом деле в ведической философии рассматриваются субстанции земля, вода,воздух,огонь и эфир, что соответствует физически твердому, жидкому, газообразному и плазменному состоянию вещества, а также вакууму (эфир).  При этом этот загадочный "пятый элемент" - эфир описывают как "мистическое" пространство, не имеющее ни объёма, ни времени. Это и естественно, поскольку именно эфир и создает физическое пространство-время.
  Конечно, философ Дмитриев прав, когда приходит к выводу о том, что "В природе не существует субстанции, называемой время. Не существует также субстанции пространство-время. Это устаревшие философские концепции и пройденный этап развития естествознания."
  Однако это справедливо только в том случае, если пытаться мыслить  пространство-время не мысля об эфире.
  В действительности же пространство-время это и есть субстанция эфир в пространстве-времени которого творится все материальное. Физики называют его вакуумом, индусы - акашей, а Н. Тесла писал о ней "В древние времена люди считали, что вся видимая материя происходит из первичной субстанции, отличное качество которой было за гранью понимания. Она, Акаша или эфир, заполняла всё пространство, на котором действует оживляющая прана, дающая жизнь всем вещам и явлениям в нескончаемых циклах. Первичная субстанция, сконцентрированная в бесконечно маленьких воронках, перемещающихся на огромной скорости, становится осязаемым объектом. Когда сила останавливается, то останавливается движение, и материя исчезает".
  Замечу, что упомянутые "бесконечно маленькие воронки, перемещающиеся на огромной скорости" это и есть элементарные частицы, но это уже другая очень интересная тема.   
  При таком мировоззрении можно представить, что эфир характеризуется некоторой плотностью и что, например, плотность его в частицах-воронках   отличается от плотности вне частиц так же, как и плотность воздуха в торнадо или смерче отличается от плотности воздуха вне торнадо.
  Кроме того можно рассматривать вопрос о связи плотности эфира с гравитацией.
   Например, можно рассуждать так, что если окружить Землю (или любое другое тело, обладающее массой) воображаемыми сферами разного радиуса, то  весь всасываемый  эфир должен проходить сквозь поверхности всех этих сфер и количество эфира , прошедшего через эти сферы будет одинаково. Следовательно, чем ближе к Земле, тем плотность потока эфира [единиц эфира/кв. метр, за секунду]  больше.
Поскольку площадь поверхностей этих сфер пропорциональна квадрату их радиусов то плотность потока эфира  обратно пропорциональна квадрату расстояния.
   Замечу, что так же изменяется и напряжённость электрического поля Земли.  Причина этого поля пока что окончательно не установлена и, наверное,  эта причина как то связана с потоками эфира.  Тогда плотность потока эфира можно измерять гальванометром, что можно связать и с плотностью времени, как указано в "Синергетике"  А.П. Наумкина.

 
               
         5. Заключение

  В заключение хотел бы ещё раз подчеркнуть, что за всякой математикой кроется физический смысл, если она верна.
  В каждой точке пространства существуют своя плотность,плотность потока и скорость эфира,  которые и определяют наблюдаемый ход времени.   
  Поэтому, если обозначать термином "пространство-время" некую субстанцию типа эфира, то в каждой точке пространства существует свое время и математическая модель времени должна быть трехмерной, а пространства-времени, соответственно, шести мерной.
  Впервые такую модель ввел Н.А. Жук.  В прозе. ру можно открыть его популярную статью "Эйнштейн и теория относительности - часть 9 " и там же, в рецензиях есть неполный список его научных статей  на эту тему со всей математикой.

  Раньше или позже ученые люди вспомнят об эфире. Да и не только ученые. Ведь это не просто математическая модель. Мы его даже телом чувствуем каждый миг через силу тяжести.

Мы телом чувствуем эфир
Без всяких формул, в каждый миг
Хотя давно ученый мир
не замечать его привык

Эфир же, Матушка-Земля
Как пылесос сосет с небес
И мы, как парус корабля,
Его все чувствуем как вес

Кому-то формулы нужны
И это можно доказать
Но все они не так важны
Я не хочу туда влезать

Я без Коперника, как зверь,
Предвижу Солнце  по утрам
Тут хочешь верь, хочешь не верь
А утром убедишься сам

Зверей цунами не накрыл
А люди спали в грозный час
И ни Коперник, ни Эйнштейн
Их всех  от гибели не спас

Мы можем чувствовать эфир
Без всяких формул, в каждый миг
Хотя давно ученый мир
не замечать его привык


       ПРИМЕЧАНИЯ

1.  Интересные расчеты приведены в статье
под названием "Гравитационное смещение частоты и поперечный эффект Доплера в системе GPS".
Автор не рассматривает понятие эфира, однако на основании расчетов и экспериментов приходит к такому же выводу, к которому можно прийти из понимания того, что Земля "всасывает" эфир.
 В частности он пишет:
  "Показано, что на самом деле скорость электромагнитного излучения в гравитационном поле не остаётся постоянной, а изменяется, и сигнал от спутника к приёмнику на Земле приходит быстрее, чем от источника на Земле к спутнику."

2. Полная аннотация данной статьи:
 "В 1959 году эксперимент Паунда-Ребке доказал, что приёмник, настроенный строго на частоту передатчика, перестаёт принимать сигнал и его настройку надо изменять, если приёмник или передатчик оказываются на разной высоте от поверхности Земли.
Необходимость перестраивать частоту с изменением высоты, на которой находится
передатчик или приёмник, с очень высокой точностью подтверждают все последующие
эксперименты.
 Это явление, названное гравитационным смещением частоты, и поперечный эффект Доплера в ОТО объясняются замедлением времени в движущихся системах и в
областях с более высоким гравитационным потенциалом [1, 2, 3 ]. Поправка на
гравитационное замедление времени и скорость движения вводится в бортовые часы
спутников GPS, так как считается, что на орбите 20 184 км часы без поправки идут на 38 микросекунд в сутки быстрее, чем на Земле [4, 5, 6 ].
 В данной работе необходимость коррекции часов объясняется на основе чисто классических представлений без использования утверждений теории относительности о постоянстве скорости света и замедлении времени. Показано, что на самом деле скорость электромагнитного излучения в гравитационном поле не остаётся постоянной, а изменяется, и сигнал от спутника к приёмнику на Земле приходит быстрее, чем от источника на Земле к спутнику. Время на орбите не изменяется и часы идут с такой же скоростью, как часы на Земле. Приёмник на Земле видит повышенную частоту сигнала не из-за ускорения хода атомных часов спутника, а из-за увеличения скорости движения фотонов и возникающего при
этом эффекта Доплера."

3. Цитата из заключения статьи:
"Вместо того, чтобы такое достижение человечества, как система GPS, анализировать, полагая, что время течёт быстрее или медленнее, не лучше ли провести прямой эксперимент по измерению времени распространения сигнала в одном направлении?
Несмотря на то, что такой эксперимент не возможен из-за правила «синхронизации часов по Эйнштейну». Эксперимент возможен и требует только того, чтобы на два движущихся по одной орбите спутника GPS поместить по одному обычному, за $100 приёмнику GPS и заставить спутники обмениваться сигналами. И сразу увидят, что сигнал от первого спутника ко второму идёт дольше, чем от второго к первому"