Эксперименты Физо, Майкельсона-Морли и прочие - 1

Большая экспериментальная работа по регистрации светоносного эфира (или физического вакуума, что для меня одно и то же) была выполнена американскими учеными Майкельсоном и Морли в конце 19го и начале 20го столетий. Для этого использовался зеркальный интерферомент, состоящий из целого набора зеркал. Луч света расщеплялся на две половины, которые отражались от разных зеркал и двигались навстречу друг другу, затем они падали на экран и рисовали на нем интерференционную картинку из чередующихся светлых и темных полос. Если скорости двух световых лучей в точности равны друг другу, никакого искажения картинки не происходит. Но если скорости различаются хотя бы на миллионную долю процента, интерференционная картинка сразу искажается. Предполагалось, что эфир не увлекается Землей, но влияет на скорость световых лучей, поэтому скорость луча в направлении вращения Земли будет отличаться от скорости луча, летящего против вращения. Но как ученые не бились в своих попытках обнаружить искажение интерференционной картинки, успеха они не добились.

На основании результатов данного опыта ученый мир решил, будто эфир не существует. Данный вывод послужил одним из краеугольных камней, положенных в здание теории относительности ее создателем А.Эйнштейном. Однако результаты опытов Майкельсона-Морли можно интерпретировать совершенно иначе, чем это было сделано научной общественностью в свое время. Если эфир-физвакуум увлекается гравитационным полем, тогда вокруг Земли образуется своеобразная эфирная шуба или оболочка, которая будет неподвижна относительно земной поверхности и перемещаться в пространстве с планетой как единое целое. И в этом случае интерференционная картинка в эксперименте Майкельсона-Морли искажаться не станет. Чтобы однозначно решить, увлекается ли эфир-физвакуум гравитационным полем или нет, необходимо выполнить аналогичный эксперимент в движущейся среде. И такой эксперимент выполнил еще за тридцать лет до исследований Майкельсона-Морли французский физик Физо.

Физо проделал подобные опыты с текущей водой и получил положительный результат. В его установке луч света также расщеплялся на две половины, одна из которых проходила через текущую воду по направлению движения, а вторая навстречу потоку. После чего оба луча рисовали на экране интерференционную картинку. Уже в самом первом опыте Физо наблюдал искажение картинки. При этом он установил, что сложение скоростей происходит по закону

W = U + V (1 - 1/n)

где n = 1.33 — показатель преломления воды. Опыт повторялся много раз, но итог оставался прежним: свет не подчинялся классическому закону сложения скоростей.

Отличие результатов Физо от результата Майкельсона-Морли объясняется тем, что эфир увлекается гравитационным полем предмета, в котором и вокруг которого он находится. В опытах Майкельсона-Морли эфир увлекался Землей и потому был неподвижен относительно зеркал интерферомента. По этой причине американцы получили отрицательный результат. Но в опыте Физо эфир увлекался не только Землей, но также текущей водой, и потому уже не был неподвижен относительно зеркал. Вот почему Физо получил положительный результат. Анализируя совместно эти два опыта, мы можем сделать вывод, что эфир в действительности существует и оказывает влияние на физические процессы. Кстати, сам А.Эйнштейн, так много сделавший для ниспровержения концепции эфира, под конец жизни стал сильно сомневаться в ранее сделанных им выводах.

Майкельсон постепенно пришел к выводу, что эфир может увлекаться гравитационным полем планеты, поэтому на поверхности Земли скорость эфирного ветра будет нулевой и интерференционная картинка останется не искаженной. Но чем больше высота, тем больше должна быть скорость эфирного ветра и на некоторой высоте над земной поверхностью эфирный ветер уже можно будет зафиксировать. И эти ожидания вроде бы оправдались. Правда, в новых экспериментах участвовал уже не Морли, который скончался от болезни, а его ученик и соратник Дэйтон Миллер. Проводя замеры на различной высоте над земной поверхностью, Майкельсон и Миллер наблюдали искажение интерференционной картинки и установили, что на высоте в одну американскую милю скорость эфирного ветра составляет 10 км/сек.

Таким образом, наличие эфира было как будто доказано. Но это случилось уже в конце 20х годов прошедшего столетия, когда теория относительности приобрела такой авторитет, что не нуждалась в одобрении со стороны каких-то опытов. Поэтому окончательный результат эксперимента Майкельсона-Морли-Миллера научная общественность проигнорировала. А в 1933 году Дейтон Миллер уже в одиночку повторил опыты Майкельсона-Морли по улучшенной методике и тоже получил положительный результат. И его исследования тоже остались не замечены.

Тем не менее, окончательный вывод о наличии или отсутствии эфира делать еще рано. Эксперименты других физиков — Томашека, Кеннеди, Иллингворта, Пиккарда, Стаеля, Джуса и многих других — показали, что вплоть до уровня 25мм/сек скорости двух лучей в установке Майкельсона одинаковы. Последний рекорд в этой эпопее поставили в 1979 году физики Брилле и Холл: она нашли, что разница между скоростями двух лучей, испущенных гелий-неоновым лазером, не превышает одной тысячной миллиметра в секунду.

Такая разноголосица результатов объясняется достаточно просто. Как уже было написано чуть раньше, эфир-физвакуум притягивается гравитационным полем Земли и образует вокруг нее своеобразную эфирную шубу или оболочку, перемещающуюся в пространстве с планетой как единое целое. И этот приземный слой эфира будет неподвижен относительно земной поверхности и установленного на ней инструмента. А взаимодействие эфира с инструментом и его регистрация возможны только в случае движения одного относительного другого. Причем движения неравномерного. И такое движение эфира относительно земной поверхности иногда все же происходит. Это случается, когда земное магнитное поле начинает резко меняться (хотя бы под действием потока заряженных частиц, испущенных рядовой солнечной вспышкой). Поэтому пока магнитное поле ведет себя спокойно, эксперимент Майкельсона-Морли покажет отрицательный результат. Но когда магнитное поле деформируется потоком заряженных частиц, оно действует на приземный слой эфира-физвакуума, тот начинает двигаться относительно земной планеты и эксперимент покажет положительный результат. Скорее всего, Майкельсону и Миллеру просто повезло: они выполняли измерения во время магнитной бури.

Чтобы окончательно разрешить этот вопрос, надо придумать такой эксперимент, который был бы намного меньше подвержен внешним влияниям. И такой эксперимент поставил в 1912 году французский физик Саньяк. Его опыт был аналогичен эксперименту Майкельсона-Морли, но имел одно кардинальное отличие: установка вращалась. Саньяк располагал зеркала в углах квадрата, начинал вращать установку и затем пускал один луч от зеркала к зеркалу в направлении вращения, а другой — против. Потом оба луча выходили из установки, падали на экран и рисовали интерференционную картинку. По замыслу экспериментатора световой луч, движущийся в том же направлении, куда вращалась установка, приобретал скорость c+v, движущийся в противоположном направлении имел скорость c - v. Появлялась разница в скоростях и интерференционная картинка должна была исказиться. Саньяк с первой же попытки получил устойчивый положительный результат. И получал его постоянно во всех сериях замеров, а таких серий было выполнено несколько тысяч.

Если бы этот эксперимент был проведен до того, как Майкельсон и Морли выполнили свои исследования, он послужил бы блестящим подтверждением гипотезы существования эфира. Но он был выполнен значительно позднее, всего лишь за два года до начала второй мировой войны. Поэтому информация о нем не успела широко разойтись, а с началом военных действий внимание общественности переключилось на иные проблемы и об эксперименте Саньяка благополучно забыли.