2. «Чайная» аналогия Дейо
Иными словами, в самой организации эксперимента Майкельсона-Морли заключалась фундаментальная ошибка.
Ошибка эксперимента Майкельсона-Морли заключается в том, что его результаты также справедливы и в случае существования эфира, который движется с такой же относительной скоростью и по такой же орбите, как и Земля, движущаяся вокруг Солнца. Для объяснения этой ошибки можно воспользоваться «чайной» аналогией. Если помешать чай в чашке (предпочтительно белого цвета) с маленькими чаинками, плавающими на поверхности, то можно заметить, что некоторые чаинки, расположенные ближе к центру вращения, движутся быстрее, чем удаленные от центра (это справедливо как для линейной, так и для угловой скорости). Теперь можно представить, что наблюдатель уменьшился до микроскопического размера и сидит на одной из вращающихся чаинок. Если бы он опустил руку в жидкость с любой стороны чаинки, то смог бы он ощутить движение чая? Нет. Причина в том, что движение чая является той силой, которая обуславливает скорость движения чаинки. Наблюдатель не почувствует движения, если и он, и жидкость движутся в одном направлении и с одной скоростью. Однако если бы у него были достаточно длинные руки, чтобы дотянуться до чая либо ближе к центру, либо ближе к краю чашки, где скорость вращения отличается от его собственной, то он почувствовал бы, что жидкость движется быстрее или медленнее по отношению к нему.
С другой стороны, если бы наблюдатель мог разогнать свою чаинку, вращающуюся вокруг центра, и опустил руки в жидкость по обе стороны от нее, то он ощутил бы инерциальное сопротивление, вектор которого был бы направлен против вращательного момента его чаинки [198] Deyo, op. cit., p. 176–177, курсив в оригинале.
.
Саньяк воспользовался этой логикой для организации своего ротационного варианта знаменитого эксперимента Майкельсона-Морли. Результат оказался в точности таким, как предсказывала эфирная парадигма. Эксперимент Саньяка успешно показал, что «скорость света, излученного в направлении вращения по периметру вращающегося диска (для поверхности Земли), отличается от скорости света, излученного против направления вращения» [199] Ibid. p. 176.
.
Эксперимент Саньяка был повторен Гейлом и самим Майкельсоном в 1925 г. с таким же результатом. Недавно ученые повторили его с использованием лазерной системы и более точных современных методов измерения. Результат остается неизменным: скорость света не является постоянной [200] Deyo, op. cit., p. 177. Отсюда следует одно интересное соображение, которое, насколько мне известно, еще не было экспериментально проверено: изменяется ли скорость света как некая функция скорости и/или массы вращающейся системы? Общая теория относительности подразумевает возможность такой связи. Сам Эйнштейн сформулировал теорию относительности отчасти как средство для разрешения вопросов, поднятых экспериментом Саньяка.
.
Трудно оценить влияние эксперимента Саньяка на теоретическую физику. С одной стороны, Эйнштейн, по всей вероятности, создал общую теорию относительности отчасти для того, чтобы разрешить возникшую проблему. Это явствует из вывода, что локальное пространство-время вокруг вращающихся тел большой массы изгибается и, в свою очередь, может изгибать свет. Однако некоторые ошибочные предпосылки, выведенные из линейного варианта эксперимента Майкельсона-Морли, не были отвергнуты, и их влияние сохраняется. К примеру:
В предыдущей аналогии центр вращающейся жидкости (или вихревой центр) обозначает Солнце, чаинка — Землю, чай — эфир, а руки наблюдателя — лучи света в эксперименте Майкельсона-Морли. По сути дела, Майкельсон, Морли, Эйнштейн и многие другие ученые говорили, что этот эксперимент показал, что скорость света не зависит от орбитального движения Земли. Поэтому, говорили они, мы можем прийти к одному из двух выводов:
1) Земля вращается вокруг Солнца, и, следовательно, никакого эфира не существует.
2) Земля не вращается вокруг Солнца, и эфир существует, но, поскольку Земля не движется через эфир, эфирный ветер нельзя определить.
Очевидно, что этот вывод опровергается наблюдаемой гелиоцентрической орбитой Земли, Однако эта линия рассуждений должна включать и третью возможность:
3) Земля вместе с эфиром вращается вокруг Солнца, следовательно, эфирный ветер нельзя определить в орбитальном векторе, расположенном в непосредственной близости от Земли [201] Deyo, op, cit., p. 177.
.
Читать дальше