Звезда Смерти Гизы

Когда древние открыли этот принцип и поняли управляющие им математические свойства, они пришли к естественному выводу, что любая вещь, которая находится в движении, каким-то образом сопряжена со всеми остальными вещами, находящимися в движении. Иными словами, сама Вселенная является лишь собранием сопряженных гармонических осцилляторов. Что же пошло не так?

Все очень просто. Звук не может распространяться без проводящей среды, будь то воздух, струны, растянутые шкуры животных и так далее. После открытия вакуума концепция «космической гармонии», объединяющей вселенную, оказалась непригодной. Произошла смена парадигм.

Старые идеи имеют странную особенность возвращаться к жизни, и концепция космической гармонии не была исключением. После того как было установлено, что свет и другие виды электромагнитного излучения распространяются в виде волн, наука встала перед дилеммой. Для всех известных волновых феноменов требовалась некая среда распространения, разновидность материи, служащая проводником для волны. Но ученые знали, что свет распространяется в вакууме — космическом пространстве, явно лишенном вещества в том виде, как мы его знаем. Последовал вполне логичный вывод: в вакууме должна существовать некая разновидность материи, сверхтонкое вещество, которое является средой для распространения света и других электромагнитных волн. Его назвали «светоносным эфиром» («aether lumeniferous»), или «светопроводящим веществом». Теперь это заблуждение легко понять: ученые просто распространили свое понимание акустических волновых феноменов на световые волны. Они думали о свете, как о звуке.

На этой основе была построена довольно логичная цепочка рассуждений. Представьте себе человека, едущего в поезде со скоростью х миль в час. Если человек встанет и пойдет в направлении движения поезда, т. е. к передней части состава, со скоростью п, то он будет двигаться со скоростью х + п миль в час. Если же он пойдет в обратном направлении, то общая скорость его движения составит х — п миль в час. В физике этот процесс называется «сложением векторов». Вектор используется для измерения скорости, и об этом нужно сказать отдельно.

Для физика скорость — не то же самое, что быстрота. Если «быстрота» дает ответ на вопрос «как быстро», то «скорость» показывает не только «как быстро», но и в «каком направлении». Таким образом, если пассажир движется в одном направлении с поездом, то для определения его истинной скорости нужно прибавить скорость его движения к скорости движения поезда. Но когда он идет в противоположном направлении, скорость его движения вычитается из скорости движения поезда. Таким образом, «вектор» для наших целей служит почти синонимом «скорости».

Если мы хотим понять, что все это значит для теории светоносного эфира, нужно вернуться к одному научному заблуждению: ученые относились к свету точно так же, как к любой другой условной движущейся системе, для которой можно складывать или вычитать векторы движения. Они полагали, что если бы могли расщепить луч света и послать одну его часть по направлению вращения Земли, а другую в противоположную сторону, то сумели бы зафиксировать эфир с помощью простого процесса — сложения векторов.

Это требует некоторого объяснения. Эфир считался очень тонкой структурой, занимавшей стационарное положение в пространстве. Таким образом, считалось, что, когда луч света движется по направлению вращения Земли, эфир будет «дуть» над поверхностью планеты. Ученые назвали данный феномен «эфирным ветром». Этот ветер должен был замедлить световой луч, движущийся в обратном направлении, и ускорить луч, движущийся в том же направлении. Поддающаяся измерению разница скоростей света между двумя лучами, какой бы малой она ни оказалась, подтвердила бы существование эфира.

Два американских физика разработали, наверное, самый знаменитый эксперимент в физике XX века, так называемый «эксперимент Майкельсона-Морли». Для того чтобы правильно понять его, следует помнить о другом убеждении физиков в дорелятивистскую эпоху: они думали о свете, как о звуке.

Большинству людей известно о доплеровском эффекте, даже если они не понимают сути этого феномена. Представьте себе, что вы стоите у железной дороги, поезд быстро приближается к вам, непрерывно подавая звуковой сигнал. Поскольку векторы скорости звука и скорости звуковых волн складываются, звуковые волны сжимаются и тон звука кажется более высоким. В тот момент, когда поезд проходит мимо, векторы начинают вычитаться, волны растягиваются и звук кажется более низким. Частота звуковых волн — по крайней мере для наземного наблюдателя — ощутимо изменяется. Это называется «фазовым сдвигом».

Теперь мы можем понять эксперимент Майкельсона-Морли. На рис. 1 из книги Стэна Дейо «Космический заговор» дана схема эксперимента. Дейо сопровождает ее следующим комментарием:

Обратите внимание, что эксперимент был организован в соответствии с принципом сложения векторов и допплеровского эффекта. Стрелка справа, обозначающая направление эфирного ветра, играла роль железнодорожного поезда, приближающегося к наблюдателю, т. е. интерферометру. Теперь обратите внимание, что луч света, отражающийся от зеркала В, совмещается с лучом света, отраженного от зеркала А. Если продолжить аналогию со звуком, этот эксперимент был организован так, чтобы позволять наблюдателю одновременно слышать звуковую волну, движущуюся к нему и от него. Разница «звуков», представляющая собой фазовый сдвиг, позволяет наблюдателю слышать два разных тона или видеть два немного различных цвета. Если различие уловимо, значит, произошел фазовый сдвиг и существование эфирного ветра можно считать подтвержденным, как и существование эфира.

Но заметьте, что сам экспериментальный аппарат движется вместе с Землей. Таким образом, на рисунках 2а и 2б показана фактическая траектория лучей света.

Сейчас результаты эксперимента хорошо известны. Никакого фазового сдвига обнаружить не удалось, поэтому скорость света парадоксальным образом оставалась одинаковой в обоих направлениях. За этим последовала смена парадигмы в теоретической физике, отголоски которой доносятся до современной теории суперструн, основанной на тех же предпосылках, которые Эйнштейн использовал для интерпретации результатов эксперимента.

Для понимания произошедшего математика имеет менее важное значение, чем предпосылки, на которых были основаны расчеты. Читателю, который встает в тупик перед математическими выкладками, рекомендуется понять, что интерпретация уравнений сама по себе имеет не математическую, но более глубокую философскую природу и здесь реальное значение эксперимента расходится с теорией Эйнштейна.

Поскольку результаты эксперимента противоречили теоретическим ожиданиям, продиктованным парадигмой «светоносного эфира», два физика, Лоренс и Фитцджеральд, разработали ряд уравнений, известных как преобразования Лоренса, предназначенных для согласования результатов эксперимента и гипотетических ожиданий [194]. Из уравнений следовало, что «при движении тела через эфир его длина уменьшается, масса возрастает, а локальное время замедляется» и таким образом можно установить существование эфира [195].