Решение проблемы звёздной аберрации.

ИЕРАРХИЯ ЧАСТОТНЫХ СКЛОНОВ В РОЛИ «СВЕТОНОСНОГО ЭФИРА»

Гришаев А.А.

Введение.

В ортодоксальной теоретической физике идея о кривизне пространства-времени оказалась весьма плодотворной, но до сих пор само понятие «кривизна пространства-времени» остаётся математической абстракцией, не имеющей никакой физической модели.

Напротив, мы в предыдущих работах предложили конкретную модель того, что называется геометрией пространства-времени: эта геометрия диктуется пространственным распределением для собственных частот квантовых пульсаторов. Там, где градиент этих частот нулевой, пространство-время «плоское», а там, где он ненулевой, т.е. имеется частотный склон – пространство-время, соответственно, «искривлённое». Этот подход, в частности, позволяет легко решить проблему баланса энергии при свободном падении пробного тела [1,2].

Реальность частотных склонов с очевидностью демонстрируется гравитационными сдвигами частот, которые обнаруживаются при сличениях квантовых генераторов, разнесённых в пространстве. В ортодоксальной же физике гравитационные сдвиги частот считаются следствием «замедления времени вблизи массивных тел». Таким образом, интерпретация гравитационных сдвигов частот зависит от позиции в вопросе о том, что первично – время или частота. На наш взгляд, первична частота: во-первых, у квантового пульсатора частота с точностью до коэффициента, т.е. постоянной Планка, равна энергии – самой фундаментальной физической величине, а, во-вторых, время мы можем измерять только на основе частоты, которая принимается за эталонную. Вот почему мы отдаём предпочтение концепции частотных склонов: она представляется не только более наглядной, но и более фундаментальной.

Как было проиллюстрировано ранее [3], иерархия частотных склонов, соответствующая иерархии массивных тел, формирует тот «каркас», по отношению к которому местоположение и локальная скорость квантового пульсатора имеют, фактически, абсолютный смысл: они однозначно определяют гравитационный и кинематический сдвиги его частоты, что позволяет избавиться от парадокса часов в теории, в согласии с экспериментом. В данной работе мы делаем следующий шаг и предполагаем, что названный «каркас» обеспечивает однозначность ещё и такого процесса, как распространение света: частотные склоны играют роль той самой «светоносной среды», относительно которой локально фиксирована фазовая скорость света в вакууме.

Поясним, что означает понятие «локально фиксирована». Как известно, для распространения звука требуется вещественная среда; скорость звука определяется только свойствами этой среды. Собственное движение образца, в котором распространяется звук, обычно никак не сказывается на скорости звука в самом образце – это и означает, что скорость звука локально фиксирована относительно звуковой среды. Мы полагаем, что совершенно аналогично ведёт себя фазовая скорость света, но особенность заключается в том, что «светоносная среда» имеет невещественную природу, будучи иерархией частотных склонов. Например, когда планета обращается вокруг своей звезды, планетарный частотный «провал» перемещается по склону более глобального звёздного частотного «провала». На звёздном склоне вне планетарного провала фазовая скорость света в вакууме одинакова во всех направлениях и равна c относительно локального участка звёздного склона, т.е., практически, относительно звезды; а в пределах планетарного провала - относительно локального участка планетарного склона, т.е., практически, относительно планеты, несмотря на её орбитальное движение. Таким образом, значение фазовой скорости в вакууме является универсальной постоянной лишь в локальном смысле: для планетарного наблюдателя изотропной константой является скорость лишь того света, который распространяется в пределах планетарного провала, в то время как скорость света за этими пределами является для него анизотропной, будучи результатом классического сложения скорости света на звёздном склоне с орбитальной скоростью планеты. Аналогично, для околозвёздного наблюдателя не является изотропной константой скорость света, распространяющегося в пределах планетарного провала. Заметим, что экспериментальное обнаружение такого рода непостоянства скорости света – весьма проблематично.

Вышеизложенная концепция об иерархии частотных склонов, как «светоносном эфире», позволяет естественным образом преодолеть трудность, с которой сталкивались предыдущие модели эфира в вопросе о скорости эфира и, соответственно, скорости света относительно различных движущихся тел. Ни одна из моделей не объясняла всей совокупности опытных данных в оптике движущихся тел, поскольку истолкования результатов, получаемых с помощью различных экспериментальных схем, оказывались в противоречии друг с другом. В рамках же нашей модели эти противоречия устраняются. Так, свет от чужих звёзд движется к планетарному наблюдателю, вообще говоря, с различной скоростью: сказывается движение своей звезды по «плоской» межзвёздной области, а также орбитальное движение планеты. Но, зайдя в планетарный частотный провал, весь этот свет движется уже с одинаковой скоростью относительно этого провала. Таким образом, для корректных выводов о скорости света следует учитывать, охватывает ли схема эксперимента несколько уровней в иерархии частотных склонов, или нет.

Мы проиллюстрируем этот принцип на двух хорошо известных явлениях – звёздной аберрации и эффекте Допплера в оптике – и обсудим некоторые теоретические следствия нашего подхода.

Решение проблемы звёздной аберрации.

Аберрационные смещения видимых положений звёзд, обусловленные движением наблюдателя, имели более или менее удачные объяснения как в корпускулярной теории света, так и в волновой, на основе различных моделей эфира. Но с концепцией эфира связана идея об абсолютном движении, которая несовместима с подходом теории относительности. Эйнштейн упразднил эфир; и он считал, что угол аберрации зависит от относительной тангенциальной скорости излучателя и наблюдателя [4]. Однако, эта точка зрения не выдержала экспериментальной проверки: многие визуально-двойные звёзды имеют заведомо различные тангенциальные скорости относительно земного наблюдателя, но, как и остальные звёзды, они испытывают идентичные и синхронные аберрационные смещения – в частности, годичные, обусловленные исключительно орбитальным движением Земли. До сих пор релятивисты делают вид, что проблемы не существует, хотя, фактически, отсутствует понимание одного из ключевых явлений в оптике движущихся тел.

Между тем, это явление находит естественное объяснение в рамках излагаемого здесь подхода. Рассмотрим происхождение годичной аберрации; для простоты будем сначала считать, что звезда, вокруг которой обращается планета с наблюдателем, покоится относительно «плоской» межзвёздной области. Тогда для света от чужой звезды, прошедшего по этой «плоской» области, вход на звёздный частотный склон никак не сказывается на дальнейшем распространении этого света. Иная ситуация имеет место при прохождении сквозь границу планетарного частотного провала, который движется, для простоты, ортогонально движению света. Отклонение на этой границе является следствием того, что, зайдя в планетарный провал, свет продолжает двигаться относительно него в том же самом направлении, в котором он пересёк границу. Но это направление, т.е. угол влёта, определяется классической комбинацией векторов орбитальной скорости планетарного провала и скорости света на звёздном склоне. В рассматриваемом случае, когда эти векторы ортогональны, отношение их модулей даёт тангенс угла влёта, т.е. тангенс угла годичной аберрации.

Теперь допустим, что звёздная система, в которой находится наблюдатель, сама движется по «плоской» межзвёздной области. Тогда, по аналогии с вышеизложенным, свет от чужой звезды, вступая в зону движущегося звёздного провала, испытывает такое отклонение, которое приводит к вековой аберрации.

Такая модель для звёздной аберрации сразу же проясняет удивительные особенности этого явления: почему угол аберрации зависит только от скорости наблюдателя, причём – от какой именно его скорости, а также почему, например, орбитальное движение Земли приводит к соответствующим аберрационным смещениям только для тех объектов, которые находятся за пределами земного частотного провала.

Следует добавить, что собственное перемещение наблюдаемого объекта по сфере неподвижных звёзд, не обусловленное движением наблюдателя, также приводит к аберрации, которую обычно называют планетной. Из-за планетной аберрации мгновенное видимое положение объекта отстаёт от истинного – на угол, равный произведению собственной угловой скорости перемещения объекта на время, в течение которого свет идёт от него до наблюдателя. Планетная аберрация, которую мы наблюдаем, характерна для близких (по космическим меркам) объектов: спутников, планет, и др. Что касается Солнца, то его перемещение по сфере неподвижных звёзд полностью обусловлено нашим годичным движением, поэтому у Солнца планетная аберрация отсутствует.

Таким образом, мгновенное видимое положение Солнца отличается от истинного только на угол звёздной аберрации. Интересное подтверждение тому приводит, например, Ван Фландерн [5]. На основе анализа изменений периодов повторения сигналов от пульсаров, находящихся на различных участках небесной сферы, рассчитывается вектор мгновенного центростремительного ускорения Земли. Этот вектор оказывается всё время направлен не к центру видимого Солнца, а к центру его истинного положения. Этот феномен считается одним из свидетельств в пользу сверхсветовой скорости действия гравитации [5].

Завершая наше обсуждение аберрационных смещений, отметим, что звёздная и планетная аберрации принципиально разделимы: первая обусловлена собственным движением наблюдателя, а вторая – собственным движением наблюдаемого объекта по сфере неподвижных звёзд. Такое положение дел, конечно, несовместимо с релятивистским подходом.