§ 2.8 Космическая дисперсия
Предположим, что в данном случае всё же имел место взрыв, то есть кратковременное событие, отображение которого для удалённого наблюдателя по разным диапазонам электромагнитного спектра растянулось во времени в результате независимой от оптической плотности среды дисперсии скоростей. Рентгеновское излучение всегда будет опережать более низкочастотное оптическое и радиоизлучение… Из всего вышеизложенного становится ясным, что радиодиапазон отнюдь не самый быстрый канал связи (вспомним программу SETI по поиску сигналов внеземных цивилизаций)…
С.П. Масликов, [81]
Теперь, когда структура Вселенной более-менее прояснена, перейдём к рассмотрению основных эффектов Космоса, которые следует учитывать при наблюдении населяющих его объектов. Поскольку все данные о них мы получаем через посредство испущенного ими света, то ключевым для понимания космоса должен стать баллистический принцип сложения скорости света со скоростью источника. Одно из следствий этого принципа, — эффект Ритца, как увидим, действительно имеет огромное значение. Но есть и другой, менее выраженный, но вполне заметный эффект, называемый "космической дисперсией".
Дело в том, что свет и реоны имеют постоянную скорость лишь относительно испустивших их источников, — электронов. Но электроны в источниках излучения (в антеннах или в атомах) сами движутся, колеблются, и, по баллистическому принципу, скорость их добавляется к световой скорости выстреливания реонов. Рассмотрим реоны, испущенные в направлении, перпендикулярном плоскости электронной орбиты атома (Рис. 62). Так они полетят, если электрон, движущийся по орбите со скоростью v, будет выстреливать реоны не точно в заданном направлении OA, а под небольшим аберрационным углом в сторону против своего движения, чтобы скомпенсировать его скорость (как в случае с аберрацией звёздного света, § 1.9). Результирующая скорость реонов (и света) c'=(c2-v2)1/2 всегда чуть меньше скорости их выстреливания c.
Рис. 62. Орбитальная скорость v электрона, складываясь со скоростью c выстреливаемых им реонов, даёт скорость c', направленную вдоль OA.
Это приведёт к следующему любопытному эффекту: поскольку, как показывает хотя бы фотоэффект (§ 4.3), скорость v электрона в атоме тем больше, чем выше частота его колебаний (равная частоте испускаемого атомом света § 3.1), то с ростом частоты света уменьшается скорость его распространения c'=(c2-v2)1/2. Считается, что такого рода явление зависимости скорости света от его частоты, называемое "дисперсией" (именно она ответственна за разложение призмой света в цветную полоску спектра), возможно только в среде. Но, если верно сказанное, то дисперсия присуща свету изначально и должна наблюдаться даже в вакууме.
Именно такое явление, основываясь на баллистической теории, но из других соображений, предсказал С.П. Масликов (см. журнал «Физическая мысль России», 1998 г., № 1 и [81]). Правда, скорость v электронов обычно много меньше скорости света c, и у разных лучей скорости c΄ будут очень мало отличаться и от c и друг от друга. То есть дисперсия в вакууме будет ничтожна. Но, как верно заметил Масликов, эффект должен отчётливо проявиться на огромных космических расстояниях, где даже ничтожная разница в скорости красных и синих лучей приведёт к заметному запаздыванию во времени последних. Этим Масликов объясняет некоторые космические загадки, например несовпадение моментов оптических, рентгеновских и радио-вспышек одних и тех же космических объектов. Явление космической дисперсии (опережения в космосе красными лучами синих), как следует из биографии П.Н. Лебедева [133, с. 157], известно уже более века. Это явление исследовал так же уже упоминавшийся А.А. Белопольский [17]: космическую дисперсию открыл один из его учеников, склонявшийся к мысли, что эффект вызван всё же различием скоростей. Однако, учёные отказались признать этот эффект и либо старательно о нём умалчивают, поскольку объяснить его не могут, либо находят весьма сомнительные объяснения. А с позиций БТР легко объяснить и эффект космической дисперсии и более того применить этот эффект, по предложению С.П. Масликова, — для определения расстояний в Космосе (§ 2.13).
В самом деле, согласно С. Масликову, измерив задержку между приходом синих и красных лучей от вспыхнувшего объекта и зная разницу скоростей этих лучей в космосе, можно легко определить, на каком расстоянии эта разность хода набралась, то есть, — определить расстояние до объекта. Впрочем, при рассеянии света газовыми средами, если таковые встретятся на пути, информация о скорости источника должна теряться, как показал Дж. Фокс (§ 1.13). А, потому, скорости синих и красных лучей будут постепенно выравниваться. Таким образом, космическая дисперсия либо исчезла бы вовсе, либо заметно ослабилась. Но, не исключено, что рассеяние вообще не повлияет на величину эффекта, поскольку рассеивающие атомы так же испускают свет разных частот с разными скоростями. Если не считать этого возможного недочёта, такой метод определения расстояний был бы намного проще и точней всех известных на сегодняшний момент. Как видим, баллистическая теория не только легко и красиво объясняет многие явления космоса, но и даёт в руки астрономам много новых орудий его познания и измерения.
Впрочем, надо отметить, что эффект космической дисперсии изучен ещё слишком слабо, чтобы была возможность использовать его для определения расстояний. Так, известны многочисленные случаи, когда низкочастотное радиоизлучение отстаёт от высокочастотного и оптического. Это наблюдается, скажем, у сверхновых. Судя по всему, у них природа эффекта совсем иная, поскольку у этих вспышечных объектов, как увидим (§ 2.18), переменность блеска связана не с физической вспышкой или взрывом звезды, а с эффектом Ритца. Эффект переводит оптическое тепловое излучение, по мере движения звезды по орбите, — в иные электромагнитные диапазоны — в рентгеновское, радио- и гамма-излучение, придавая их лучам разную скорость. Поэтому, запаздывание одних лучей по отношению к другим может вызываться как последовательным переходом спектрального максимума по мере движения звезды в разные диапазоны, так и тем, что звезда, в ходе такого последовательного преобразования, сообщает излучениям разных диапазонов разные скорости и, потому, они приходят с различным запаздыванием. Этим можно объяснить и то, почему у таких вспыхивающих объектов (скажем, у барстеров) вспышки нейтринного, гаммма- и рентгеновского излучения опережают оптические, а самым последним приходит радиоизлучение [81]. Это подтверждается и тем, что радиоизображения рукавов спиральных галактик отстают от их оптических изображений, будучи повёрнуты на некоторый угол. Так что в проблеме космической дисперсии предстоит ещё основательно разобраться.
§ 2.9 Проверка баллистического принципа в космосе
— О, баллистика, баллистика!
Жюль Верн "Из пушки на Луну"
Выше было показано (§ 2.1), что радиолокационные измерения в Космосе противоречат второму постулату теории относительности и подтверждают баллистический принцип. Однако, эти подтверждения носили случайный, неожиданный для учёных характер. Возможно, лишь поэтому результаты подобных измерений и стали известны. Их просто не успели сразу осознать и скрыть. В то же время, было выполнено множество целенаправленных измерений скорости света от космических источников. И вот такие опыты, уже изначально имевшие целью опровергнуть баллистическую теорию, в полном соответствии с задумкой экспериментаторов, отвергали БТР и доказывали СТО.
Известен, к примеру, опыт, поставленный в 1956 г. А.М. Бонч-Бруевичем. Он сравнивал скорости света, испущенного левым A и правым B краями Солнца (Рис. 63). Поскольку Солнце вращается, то один его край приближается к Земле, а другой отдаляется со скоростью v=2,3 км/с, и скорости испущенных ими лучей должны отличаться по БТР на 4,6 км/с. Найденные же значения скорости почти не различались, что, будто бы, говорило против БТР. В опыте скорость света измерялась по времени, затраченному светом на прохождение туда-обратно базовой длины L (Рис. 63.б). Считалось, что первый луч, идущий со скоростью (c+v), пролетев базу, отражается зеркалом назад с той же самой скоростью, проходя весь путь за время t1= 2L/(c+v), а второй луч, имеющий скорость (c-v), — соответственно за время t2=2L/(c — v). По разнице времён t2—t1, создающей сдвиг фаз (оказавшийся в опыте нулевым), и искали разницу скоростей [74]. Причём различие должно было возникать уже в первом порядке малости v/c и потому легко регистрироваться.
