Общего принципа относительности не существует

Общего принципа относительности не существует

Николай Носков

В статье «А был ли «большой взрыв» Вселенной?!» («НК» №8, 9, 1995г.) В.В.Глушко высказал гипотезу, основанную на экспериментальном факте непостоянства скорости света. При этом он умолчал о более радикальном последствии факта непостоянства скорости света: этот факт опровергает существование общего принципа относительности. Но был ли этот эксперимент неожиданным; не было ли других наблюдений, экспериментов и фактов, которые бы вступали в противоречие с общим принципом относительности? Да, были. Чем же все-таки объяснить, что общий принцип относительности не только появился, но и теперь, через 90 лет, не опровергнут?

Основанием для его появления послужили три факта: эксперименты Майкельсона [1], [2] по попытке обнаружения движения Земли относительно эфира; эксперименты Кауфмана [3], [4] с быстрым движением электронов в поперечном магнитном поле; нахождение преобразований для инерциальных систем, после которых вид уравнений Максвелла не меняется.

Можно проследить несколько последовательных этапов выработки общего принципа относительности.

В работе «Интерференционный метод Майкельсона» [5] в 1895г. Лоренц обосновал свою гипотезу о сокращении продольных линейных размеров движущихся тел. Сокращение тел в ней было пропорционально «множителю Лоренца», объяснявшему «отрицательный» результат эксперимента Майкельсона и сыгравшему главную роль в появлении общего принципа относительности. Затем в работе «Электромагнитные явления в системе, движущейся с любой скоростью, меньшей скорости света» [6], в 1904г. Лоренц обобщает свою гипотезу о линейных сокращениях движущихся тел на эксперименты Кауфмана, где показывает хорошее согласие экспериментов с гипотезой при применении «множителя Лоренца».

Кроме этого, в вышеуказанной работе Лоренц впервые применяет преобразования координат инерциальных систем, для которых сохраняется вид уравнений Максвелла. Здесь же Лоренцем сформирована мысль о том, что в гравитации законы взаимодействия и движения «ведут» себя так же, как в электромагнетизме. Таким образом, Лоренц в этой работе высказал все основные идеи общего принципа относительности.

В промежутке с 1898 по 1905гг. Пуанкаре пишет несколько статей [7...10], где обсуждает гипотезу Лоренца и интерференционный опыт Майкельсона, а также проблему измерения времени, где пытается решить задачу одновременности событий. Там он показывает, что в центре этой задачи стоит другая проблема – постоянство скорости света как сигнала, с помощью которого только и можно синхронизировать часы и определить местное время.

И, наконец, в 1905г., практически одновременно (с разницей в 25 дней) поступили в печать основополагающие работы по специальной теории относительности: Эйнштейна «К электродинамике движущихся тел» [11] и Пуанкаре «О динамике электрона» [12]. Но если Пуанкаре вырабатывал эти идеи постепенно, признавая приоритет большинства из них за Лоренцем, предварительно обсуждая эти идеи в работах 1898...1905гг., то Эйнштейн выдал свою работу как нечто совершенное сразу.

Главное отличие работы Пуанкаре от статьи Эйнштейна, несмотря на общее сходство идей в них, в том, что Пуанкаре в своей теории-гипотезе высказал необходимые сомнения. Так, о затронутой выше проблеме скорости света он написал: «Согласно теории Лоренца двумя равными отрезками – по определению – будут такие два отрезка, через которые свет проходит в одно и то же время. Может быть, достаточно только отказаться от этого определения, чтобы вся теория Лоренца была совершенно уничтожена, как это случилось с системой Птолемея после вмешательства Коперника». Таким образом, Пуанкаре понимал всю зыбкость принятия постулата о постоянстве скорости света в любой инерциальной системе, независимо от движения источника и приемника.

Но, возможно, к моменту появления работ Лоренца, Пуанкаре и Эйнштейна ничего не было известно о свойствах света, или не было никаких других экспериментов и наблюдений, кроме опытов Майкельсона, которые привели к такому странному для физиков выводу? Странному, потому что независимость скорости света от приемника не обоснована никакими причинными физическими основаниями, а лишь постулируется на основании экспериментов Майкельсона.

Конечно, решающие эксперименты по выявлению эфира были произведены позже, а анизотропию «реликтового» фона обнаружили только в 1979г. [13]. Однако уже были: звездная аберрация (Бредли) [14]; наблюдения за «отклонениями» затмений спутников Юпитера (Ремер) [15]; опыты Араго с призмами [16]; эксперименты Физо [17] по частичному увлечению света движущейся водой; Физо и Фуко [18] – по определению уменьшения скорости света в более плотной среде; был известен коэффициент увлечения Френеля и теории увлечения эфира телами Френеля [19] и Стокса [20].

Из этих наблюдений, экспериментов и достаточно корректных теорий и гипотез следует аргументированный вывод о том, что скорость света от звезд складывается со скоростью движения Земли по классической формуле сложения скоростей. С другой стороны, эксперименты Араго с призмой показали, что на поверхности Земли ее движение не влияет на оптические явления. Это может означать только одно: эфир неподвижен относительно поверхности Земли, то есть увлекается ею, – этот вывод сделан Френелем. Оба факта в совокупности, звездная аберрация и эксперименты Араго, показывают, что увлечение эфира Землей относится только к Земле, а не ко вс