Техника - молодёжи 1992-10, страница 23

идею эфира и ввести принцип относительности времени (означающей, что время в подвижной системе идет иначе, чем в неподвижной). Добавим, что в современной науке на смену представлению об эфире пришло понятие физических полей.

Но неужели «помирить» Физо и Майкельсона можно лишь ценой отказа от материального эфира? А не в том ли дело, что его физическая сущность так и не была по-настоящему раскрыта? Ведь ни тогда, ни до сих пор до конца не прояснилось, что же представляет собой эфир — обладает ли он, подобно частицам, массой и если да, то как она взаимодействует с обычными телами, каким образом они могут увлекать ее? Попробуем же ответить на эти вопросы.

Основные свойства эфира

Прежде всего, состоит ли эфир из частиц? Вспомним, что под ним понималась всепроникающая среда, находящаяся между любыми, сколь угодно мелкими телами. Значит, ее саму следует считать непрерывной, бесчастичной.

Далее, обладает ли эфирная среда массой (а следовательно, и плотностью) или нет? Рассмотрим обе гипотезы.

Очевидно, что в первом случае эфир должен подчиняться законам Ньютона. Тогда в поле тяготения плотность его будет расти. Если она по какой-то причине превысит величину, определяемую гравитацией, то эфир, подобно газу, начнет растекаться по всему пространству с меньшей плотностью. Далее, при движении какого-либо тела сила его притяжения заставит двигаться, увлечет окружающую эфирную среду. Однако более мощное тяготение других тел может и удержать ее на месте.

Столь же очевиден второй случай. Если эфир не имеет массы, он не будет участвовать в гравитационных взаимодействиях и не должен увлекаться никаким движущимся телом. Это соответствует концепции неподвижного эфира, принятой наукой XIX века.

Выбрать верную гипотезу помогает прямой эксперимент, а именно — опыт Майкельсона. Он свидетельствует, что околоземный эфир увлекается движущейся Землей и тем самым показывает несо

V, Ь Я "

стоятельность второй гипотезы и однозначно подтверждает первую.

В результате можно сформулировать следующие основные свойства эфира:

это бесчастичная форма материи, плотность которой определяется действующими на нее силами;

эфир ведет себя подобно газу, распространяясь по всему пространству с меньшей плотностью (согласно Эйнштейну и ряду других теоретиков он не может быть газоподобным);

неподвижного (мирового) эфира не существует;

эфир имеет массу (такое предположение рассматривалось и ранее) и, вступая в гравитационные взаимодействия, увлекается тем телом, чье притяжение преобладает.

Нужно пояснить, что плотность эфира как бесчастичной среды значительно меньше всех привычных для нас значений. Так, для эфира, находящегося между молекулами газа при атмосферном давлении, данный параметр имеет порядок 10"¹⁶ г/см³. (Обоснование этой величины — тема отдельной статьи.)

Так что же — Физо ошибался?

Ничего подобного! Сформулированные выше основные свойства эфира позволяют полностью объяснить и его опыты. Но сначала будет полезно глубже осмыслить эксперименты Майкельсона.

На некоторую массу околоземного эфира (ш₀) действует прежде всего сила притяжения Земли (F_s), а затем — Солнца (F_c). Естественно, между двумя небесными телами существует место, где F_a = F_c (см. рис.1). И тогда Земля в своем движении относительно Солнца увлекает за собой эфир из всей области

пространства, где F_a >F_C. Зная соответствующие массы и расстояние, по формуле закона всемирного тяготения легко определить, что искомая область простирается примерно на 250 тыс. км от Земли. То есть даже на таком удалении наша планета увлекает эфир за собой — что же говорить о ее поверхности, где проводил опыты Майкельсон!

А о чем говорят результаты Физо/

Известно, что подавляющая часть массы атомов любого вещества сосредоточена в их ядрах. Поэтому рассмотрим силы гравитационного взаимодействия эфира только с ними и с Землей.

Аналогично предыдущему случаю на определенном расстоянии R от ядра с массой ш (см. рис.2) существует такая малая область, где на эфирную среду действуют равные силы притяжения Земли (F_s) и ядра (FJ. Очевидно, что при движении вещества каждое атомное ядро сможет увлечь лишь эфирную среду, находящуюся в пределах R, а при больших расстояниях будет преобладать сила удержания эфира Землей. Зная величины масс Земли и ядер атомов, можно определить искомое расстояние R.

Несложные расчеты показывают, что его значение на много порядков меньше любых известных межъядерных расстояний /. Следовательно, практически во всем пространстве между ядрами атомов вещества они воздействуют на эфир неизмеримо слабее, чем Земля. С этой точки зрения движущееся в околоземном эфире тело похоже на рыбацкую сеть, влекомую из воды, но нисколько не захватывающую ее. Подобная картина и наблюдается в опытах Физо.

Получается, что именно оба эксперимента в совокупности подтверждают отсутствие в природе абсолютно неподвижного эфира. Он всегда увлекается телом, чья сила притяжения превосходит те же силы других тел. В указанных опытах вне конкуренции всегда остается Земля, увлекающая околоземный эфир в опыте Майкельсона и мешающая в этом любым другим телам в опыте Физо.

21