[
вернуться к содержанию сайта]“Второй постулат Эйнштейна неверен”, – заявляет американский физик У. Кантор в сентябрьском номере “Журнала американского оптического общества” за 1962 год. А раз так, то, выходит, специальная теория относительности ложна?
Общая теория относительности, релятивистская квантовая механика, теория элементарных частиц, электродинамика – всё стройное здание современной теоретической физики вот-вот рухнет от удара, взрывающего её фундамент,– специальную теорию относительности.
Удара никто не ожидал. Опыты Майкельсона, Зеемана, многих других, казалось, прочно доказали справедливость второго постулата Эйнштейна: скорость света не зависит от скорости источника света. На основе теории относительности рассчитываются реакторы и ускорители, объясняется эволюция вселенной и взаимодействие элементарных частиц. До сих пор не было найдено ни одного противоречия, которое указывало бы на ложность этой теории. И вот сенсация: “Необходимо заключить, что постулат Эйнштейна о распространении света необоснован”.
Что же это за эксперимент?
В опыте, поставленном автором, сравнивалось время прохождения одного и того же пути двумя световыми лучами: одного – от неподвижного источника света и второго – от движущегося.
“Оба пучка придут к финишу одновременно”, – утверждает второй постулат Эйнштейна, ибо скорость света не зависит от движения источника. “Свет от приближающегося источника опередит своего партнера по состязанию”, – возражала старая, доэйнштейновская теория. “Опыт подтверждает первое положение”, – сказал веское слово Майкельсон своим знаменитым экспериментом, поставленным в 1881 году. “Проверим ещё раз”, – решил Кантор.
В качестве движущегося источника света использовались очень тонкие стеклянные окошки – это была остроумная идея физика. Но как же прозрачное стекло, да к тому же холодное, может стать источником света? “Может, и даже более того – всегда является им”, – учит физика. Прохождение света через стекло представляется как поглощение света стеклом с последующим излучением его из вещества в воздух. Поэтому движущееся стекло является движущимся источником света. Дорожка, на которой проходили состязания, показана на схеме. Путь лучей начинался от полупрозрачного зеркала А, которое расщепляло пучок света на два луча. Один луч сразу же шёл в оптическую трубу, чтобы сообщить о начале состязания. Второй луч обходил весь прибор через зеркала В, С, D, Е и возвращался на это же самое полупрозрачное зеркало, которое также направляло его в оптическую трубу, сообщая о финише. Стартовый и финишный лучи интерферировали. По виду интерференционных полос можно было судить о времени прохождения света через систему. Два стеклянных окошка были установлены на диске, который с большой скоростью (около 3000 об/мин) вращался вокруг оси, перпендикулярной к плоскости рисунка. Ксеноновая лампа (первичный источник света) включалась только в те моменты, когда окошки оказывались перпендикулярными к проходящим через них лучам.
Окошки были такого размера, что не весь пучок света проходил через них. Часть пучка проходила над окошками. Именно между этими частями пучка и происходило соревнование в скорости. Когда диск не вращался, оба пучка проходили весь путь в интерферометре за одно и то же время. На секундомере, роль которого играли интерференционные полосы, появлялись одинаковые показания: картины вверху и внизу совпадали. (Небольшое запаздывание нижнего пучка по сравнению с верхним за счёт меньшей скорости света в стекле, чем в воздухе, ввиду тонкости стекол настолько незначительно” что не может быть замечено.)
А теперь приведём диск во вращение. Верхние лучи будут давать те же самые значения на “секундомере”. А нижние? Если теория относительности верна, то ясно, что ничего не изменится, так как скорость света не зависит от скорости движения источника – стёклышка в нашем случае. Значит, картины вверху и внизу будут по-прежнему одинаковы. А если верна классическая теория? Тогда на участке АМ1 до зеркальца оба луча пойдут “ноздря в ноздрю”. На участке M1BCDM2 нижний пучок обогнал верхний, так как он получил дополнительную скорость от движущегося окошка M1. На участке M2EA он ещё больше обгоняет верхний луч, так как ещё раз получит добавочную скорость за счёт движения окошка M2.
Схема прибора, применённого для проверки относительности.
Интерференционная картина покажет, отстал верхний луч от нижнего или нет. Если да, то две картинки не будут совпадать. Такова идея эксперимента. Что увидел физик, понятно из его слов, цитированных в начале статьи. Результат оказался столь неожиданным, что была предпринята тщательная проверка всех посторонних возмущений, которые могли обусловить подобный эффект.
Вот факторы, которые проверялись как возможный источник ошибки: движение и завихрение воздуха, неоднородность стекла окошек, неравномерность температуры и давления воздуха, колебания и деформация окошек, вибрация интерферометра при вращении диска, смещение окошек за время прохождения через них света, некогерентность света за счёт эффекта Допплера, перекос окошек и т. д. Но тщетно. Ни одна из этих помех и даже все они вместе не могли повлиять на результат. Но, может быть, где-то закралась всё-таки ошибка? Все физики хотят думать, что это так. Или, быть может, существует какой-то неизвестный эффект, который укладывается в рамки теории относительности? И это не исключено.
Разумеется, единственный эксперимент, ставящий под сомнение один из фундаментальнейших законов природы, не может считаться решающим. Однако сам факт постановки этого опыта свидетельствует о том, что некоторые законы природы всё ещё вызывают сомнения учёных. Решат спор будущие эксперименты.
В. ЗАЙЦЕВ,
член литобъединения журнала
Дата установки: 24.06.2012
[
