О. Деревенский - Фиговые листики теории относительности

• Название: Фиговые листики теории относительности
• Автор: О. Деревенский
• Жанр: Физика

Канонизированная версия появления теории относительности (ТО), вкратце, такова. На рубеже XIX-XX веков был в оптике движущихся тел жуткий кризис. Физики захлебнулись в противоречиях, сидели в прострации и не знали, что делать дальше. Тут-то Эйнштейн и вывел этих недотёп на путь истинный. Все-то противоречия его ТО устранила, все-то эксперименты она объяснила, да ещё кучу предсказаний сделала – и все они великолепно подтвердились на опыте!

Ну, красная цена канонизированным версиям хорошо известна: «Боже мой, что скажет история?» - «Да не волнуйтесь, история солжёт, как всегда!»

И точно! Никаких противоречий ТО не устранила: она их послала куда подальше, а от себя новых насадила, ласково называя их парадоксами. Никаких экспериментов она не объяснила: она выдала постулаты без каких бы то ни было объяснений. А что касается дух захватывающих предсказаний ТО – мол, у движущегося с околосветовой скоростью объекта продольный размер сокращается чуть не в ноль, время растягивается чуть не на веки вечные, а масса растёт в дурную бесконечность – так правда в том, что все эти предсказания великолепно подтверждаются лишь мысленными экспериментами. А в физических экспериментах – не считая тех, тривиальные результаты которых ничего не доказывают – всё получается не так, как предсказывает ТО.

Вам трудно такое представить? Ничего страшного: по меткому выражению Ландау, «ныне учёные способны постигать даже то, чего не могут себе вообразить».

Было бы желание!

---

Кстати, с этим принципом каким-то мистическим образом связано «равенство инертной и гравитационной масс» у физических тел. Эйнштейн полагал, что это равенство имеет страшно фундаментальный характер. Ну, ну. Знаете, откуда взялось это равенство? В выражение закона всемирного тяготения входит т.н. гравитационная масса малого тела, а в выражение второго закона Ньютона – инертная масса. Комбинация этих выражений даёт, что ускорение свободного падения тела зависит от отношения его гравитационной массы к инертной. А это ускорение в каждом месте одинаково для различных малых тел – значит, и отношение масс у каждого из них одинаково, и пусть оно будет равно единице! Всё это было бы крайне мило, если понятие «гравитационная масса» имело бы физический смысл – если массы действительно обладали бы притягивающим действием. Но, увы, тяготение порождается отнюдь не веществом – об этом имеется множество экспериментальных свидетельств (см. «Бирюльки…») Вещество лишь подчиняется тяготению! А одинаковость ускорения свободного падения у разных тел обусловлена тем, что в любом месте крутизна «склона», обеспечивающего тяготение, одинакова для всех. Поэтому, когда говорят, что опыты Этвёша, Дикке и Брагинского установили равенство инертной и гравитационной масс с точностью уже до двенадцатого знака, то это шутка, конечно. Установили-то, с этой точностью, одинаковость ускорений свободного падения у различных тел, и ничего сверх этого. Достигнутая точность, конечно, впечатляет, но идентичность ускорений, сообщаемых разным малым телам одним и тем же участком «склона» - это, выражаясь научно, по определению так. Никакой здесь заумной «фундаментальности»!

Эх, бедная ОТО! Зря она на принципе эквивалентности помешалась. Пустышка – и есть пустышка. Известно уже: отличительным признаком действия тяготения является «склон» собственных энергий элементарных частиц, из которых состоит тяготеющее тело. А если тело ускоряется негравитационным способом, то никаким «склоном» собственных энергий в теле это не сопровождается. А в особенности – если ускорение тела обусловлено всего лишь остроумным выбором системы отсчёта: той, которая сама является ускоренной. Заметьте, эти два случая – есть в теле «склон» энергий или нет – вполне различимы на опыте: Паунд и Ребка не зря старались! Кстати, были затрачены титанические усилия на поиски сдвигов спектральных линий, обусловленных ускорениями источников и поглотителей. Землю носом рыли, но ничего похожего не нашли. На тех же ультрацентрифугах: из-за скорости сдвиги есть – квадратично-допплеровские – а из-за ускорений сдвигов нет! На тех же циклотронах, на накопительных кольцах – нет эффектов из-за ускорения, вплоть до его величин порядка 1018×g (g=9.8 м/с2). Вот так! Рыльцем об косяк! Тяготение на собственные энергии частиц влияет, а ускорение – не влияет! Где же эквивалентность, дяденьки? Что-то мы её в упор не видим! Может, и вам пора глазёнки проморгать?

Вы ещё скажите: «Теперь-то легко рассуждать! А каково было тогда – когда ОТО выходила в свет!» Ну, конечно – тогда рассуждать было гораздо труднее! Выходит в свет супер-теория, всё в ней красоты изумительной, вот только строится она не на физических реалиях, а на математических выкрутасах. Как будто непонятно, что такая супер-теория сможет уцелеть лишь в условиях искусственной изоляции от эксперимента! «Никаким количеством экспериментов нельзя доказать теорию, но достаточно одного эксперимента, чтобы её опровергнуть», - сокрушался Эйнштейн. «Поэтому, доченька, - продолжал он, обращаясь уже к ОТО, - никаких тебе экспериментов! Ни одного! И думать забудь! Потому как у тебя особое предназначение! Чего кривишься-то? Я те дам «фи, папенька»! Святой и непорочной будешь, бестолочь! Вся в белом! Остальная физика будет вокруг тебя на карачках ползать и ручки тебе целовать! Толпы учёного быдла тебе поклонятся!» И так далее – в том же духе.

Но, пока папенька для доченьки белые одеяния кроил… в общем, первый раз её на полигон почти насильно затащили. Это Эддингтон постарался. Очень уж ему хотелось сделать ей приятное. Поэтому и пустился во все тяжкие. Решив, что если кто и способен обнаружить гравитационное отклонение света, проходящего вблизи Солнца – так это он, Эддингтон. Засечь, мол, как смещаются видимые положения звёзд во время солнечного затмения – вот и все дела!.. Потом он взахлёб рассказывал, как классно у него получилось: всё, о чём грёзила ОТО, вышло наяву! Впрочем, рассказами и ограничился: не опубликовал ни анализа погрешностей, ни полученных им фотографий, ни методики отбраковки того подавляющего большинства из них, которых посчитал «неудачными»… К тому же, не особо распространялся про бессмысленность самой идеи своей затеи – ведь свет, формировавший изображения звёзд на фотопластинке, прежде проходил через нестационарную солнечную корону, из-за чего изображения могли смещаться в произвольном направлении и на произвольную величину. Совершенно ясно: ловить было нечего. Но, даже если бы Эддингтону сказочно повезло, и солнечная корона на нужное время сгинула бы к едреней фене, всё равно он остался бы с носом: требуемая точность измерений в 0.1-0.3 угловых секунд не могла быть обеспечена даже чисто технически. Почему речь идёт о точности в 0.1-0.3 угловых секунд, если для величины эффекта называют цифру 1.7 угловых секунд? Эта цифра – для пролёта света впритирку с краем диска Солнца, когда ничего путного не увидеть. При пролёте света на двух солнечных радиусах – ожидаемый эффект в два раза меньше, на трёх радиусах – в три раза меньше, и т.д. Так вот, специалисты по практической астрономии хорошо знают, чего можно было ожидать от телескопа, фотокамеры и гидирующего устройства выездной астрономической экспедиции. На выезде мог использоваться только широкоугольный телескоп, с малым диаметром зеркала – а, значит, и с малым угловым разрешением. При диаметре зеркала 300 мм, теоретическая величина кружка изображения звезды составляет 0.8 угловой секунды, а практическая – из-за недостатков оптической системы – в 2-3 раза больше! Неидеальность гидирущего механизма должна была дать дополнительное размывание изображений – минимально, на несколько десятых угловой секунды. К тому же, использовавшиеся тогда фотопластинки имели крупный размер зёрен – при котором ошибка определения положения изображения составляла не менее одной угловой секунды. В довершение ко всему этому, Эддингтон наделал ещё и методологических ошибок, из которых самой непростительной считают вот какую. Съёмку опорной пластинки он сделал в Англии, где Солнце не поднимается высоко над горизонтом, а затмение снимал вблизи экватора, когда Солнце было в зените. Атмосферная рефракция для этих двух случаев существенно различается, а точно учесть результирующие различия на фотопластинках было весьма проблематично. Ой, да надо ли было это точно учитывать? Маразм всё равно был доведён до абсурда. И всё – для ОТОшеньки, всё – для ненаглядной!

Вот так и вышло, что задумка Эйнштейна – насчёт «святости и непорочности» ОТО – в одночасье прахом пошла. Принял он, конечно, кое-какие меры, чтобы случившееся выглядело потриумфальнее. После чего завёл такие речи: «Вот что, доченька. Этот экспериментик англицкий – тебе не пара. Сопля на сопле! Ты лучше погляди – чего папа тебе присмотрел. Прямо скажу – штучный товар! Небось, не слышала о том, что у Меркурия перигелий есть… Чего хихикаешь, бестолочь? Перигелий – это ближайшая к Солнцу точка орбиты! Так вот: этот самый перигелий у Меркурия, понимаешь, движется – а объяснить это до конца не могут. Движется он, конечно, медленно, но зато верно! Улавливаешь? Я уже прикинул – получается в самый раз для тебя!» - «Вечно вы, папенька, меня смущаете!» - отвечала на это доченька. На том и порешили. Тут же на радостях закатили ещё одну триумфальную кампанию. Эйнштейн прямо до слёз растрогался – до того серьёзно всё это выглядело…

Эх, папаша! Прикинул он, видите ли. Устроил брак по неверному расчёту! Разве может верное выражение для движения перигелия содержать, в скобочках, единицу минус квадрат эксцентриситета орбиты? Устремите эксцентриситет к нулю, и эта скобочка станет равна единице. У круговой орбиты получится… ненулевое движение перигелия! И ведь толпы специалистов созерцали это выражение. Да толку-то… Похоже, у всех них зрение такое же, как у индейца по имени Зоркий Глаз, который сумел убежать из сарая, в который его посадили, поскольку на третьи сутки заметил, что у сарая одной стены не было! Так же и с «движением перигелия круговой орбиты» – ну, колет глаза же! И если бы дело было только в этом пустячке! Всё гораздо хуже: в знаменателе эйнштейновского выражения уютно пристроился квадрат скорости света! Это означает, что выражение получено на основе неявного допущения о том, что скорость действия тяготения именно скорости света и равна! На хрена тогда было устраивать триумфальную кампанию? Или расчёт был на то, что у дорогих гостей память начисто отшибло? Ведь уже Лапласу были известны экспериментальные свидетельства о том, что нижнее ограничение на скорость действия тяготения превышает скорость света в вакууме на 7 порядков! А сегодня, по результатам обработки пульсарных данных, эта цифра составляет уже 11 порядков! Так-с: 11 порядков в квадрате – это будет 22 порядка. Значит, по меньшей мере, на 22 порядка промахнулся Эйнштейн, когда говорил доченьке: «В самый раз для тебя!» Такой промах – он на абсолютный рекорд в истории науки тянет.