Реликтовый фон, относительность, динамика, спин - Пилепских Н.
ISBN 978-3-659-23496-5
Скачать (прямая ссылка):
В этом приближении эффект Доплера описывается соотношением (3) с той поправкой, что в качестве скоростей источника vt и приемника vp следует использовать соответствующие мгновенные скорости.
В качестве иллюстрации ниже представлено соотношение, описывающее эффект Доплера для частного случая неравномерного движения -равноускоренного движения источника и приемника параллельно оси х, полученное в соответствии с описанным выше алгоритмом:
2-(c- vp0) ¦ T -at-T2
Tp = i 2 I * ' (4)
V(c - vpo ) - 2-VLo +V(c - vpo ) - 2-ap ( +(c - vt0 )Tt) + )-ap'T,2
где vt0, vp0 - начальные скорости, a L0- расстояние между источником и приемником в момент времени t = 0, at, ap - ускорения источника и приемника.
Нетрудно видеть, что при at = ap = 0 из (4) следуют известные соотношения для эффекта Доплера в случае равномерного движения источника и приемника (строки 3-6 таблицы).
Релятивистское обобщение проведенного рассмотрения сведется к пересчету пространственно-временного «интервала» у приемника к «интервалу» у источника (наблюдателя).
ЛИТЕРАТУРА
1. Тонелла М.-А. Основы электромагнетизма и теории относительности. - М.: Издательство иностранной литературы, 1962, 484 с.
17
УДК 530.12
Н.Н. ПРИЛЕПСКИХ
3. ЗАМЕЧАНИЯ К МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЭКСПЕРИМЕНТА МАЙКЕЛЬСОНА-МОРЛИ
В работе показано, что «отрицательный» результат эксперимента Майкельсона -Морли является чисто кинематическим эффектом.
Эксперимент Майкельсона - Морли (1881 г.), послуживший эмпирической основой гипотезы Фитцджеральда - Лоренца о сокращении размеров тел в направлении их движения [1,2], и вошедший в специальную и учебную литературу как классический эксперимент, оказавшийся одним из оснований и подтверждающий справедливость СТО, в ретроспективе не представляется столь уж существенным фактором в становлении СТО. СТО является достаточно очевидным следствием концепции близкодействия и требования выполнения постулатов группы для преобразования физических величин при переходе между инерциальными системами отсчета, где групповым параметром является скорость.
Тем не менее, до настоящего времени эксперименты с интерферометром Майкельсона обсуждаются и в учебной [3], и в специальной литературе [4,5].
С точки зрения современных представлений (СТО, факт существования и дипольная анизотропия реликтового фона, с которым естественным образом связывается выделенная система отсчета для электромагнитного излучения в околоземном пространстве), на наш взгляд, остаются неясности в постановке и интерпретации экспериментов с интерферометром Майкельсона. Некоторые из них таковы.
Прежде всего, даже при скорости Солнечной системы относительно системы отсчета, в которой изотропен реликтовый фон, порядка 400 км/с, это движение с точностью ~ 10-3 является нерелятивистским. Другими словами, нерелятивистское приближение, при описании эксперимента с интерферометром Майкельсона, с высокой степенью точности должно давать правильный результат. Однако, для согласования гипотезы относительно поведения лучей в двух взаимно перпендикулярных направлениях с результатами эксперимента, Фитцджеральд, а затем и Лоренц, высказывают новую радикальную гипотезу относительно изменения продольных размеров движущихся тел [2]. В современных терминах это означает, что для описания нерелятивистской системы, которую не удалось интерпретировать в нерелятивистских терминах, привлекаются релятивистские представления. Такой выход из сложившегося положения представляется не вполне убедительным.
Далее, экспериментами с электромагнитным излучением, не предполагающими прохождение излучения во взаимно противоположных направлениях, установлены скорость и направление движения Солнечной системы относительно выделенной для электромагнитного излучения системы
18
отсчета, связанной с реликтовым фоном. Однако это движение не выявляется столь высокочувствительным прибором как интерферометр Майкельсона.
И, наконец, не вполне понятно то, почему интерпретаторы эксперимента, не зная истинных параметров движения интерферометра относительно среды-переносчика излучения, осуществляли оценку разности хода лучей «по» и «перпендикулярно» направлению движения интерферометра.
Логически допустимым представляется предположение о том, что гипотеза о результате эксперимента с интерферометром Майкельсона, основанная на расчете запаздывания лучей, сориентированных по направлению движения интерферометра и перпендикулярно ему, является ошибочной. Ниже представлены аргументы, обосновывающие данное предположение.
Схематически эксперимент с интерферометром Майкельсона представлен
на Рис. 1
Здесь
источник света, A - полупрозрачное зеркало, сориентированное под углом 45° к падающему лучу sA, чтобы обеспечить перпендикулярность плеч интерферометра. Плечо интерферометра
расположено по направлению падающего
излучения, а плечо L2
перпендикулярно ему.
Рис. 1
Зеркала B и C отражают падающие на них лучи.
Прямоугольная система координат выбрана, например, следующим образом: начало координат -в геометрическом центре падающего луча на полупрозрачном зеркале A в точке A, ось x направлена по параллели географического положения интерферометра на восток, ось у - по меридиану на север, ось z -перпендикулярно плоскости (x, у) в зенит. В качестве системы отсчета выбрана система отсчета среды переносчика излучения.
