Знак Вопроса 2005 № 04 - страница 13

На наш взгляд, имеет место и то, и другое.

Постулаты об эфире. Вернемся к началу 19-го века, т. е. будем считать, что пространство заполнено неподвижным эфиром. Примем два постулата об эфире, который является средой распространения света.

1. Постулат о распространении света. Скорость света постоянна относительно эфира, т. е. не зависит от движения источника.

2. Постулат о часах. Темп хода стандартных часов уменьшается с увеличением их скорости относительно эфира в соответствии с упомянутым ранее релятивистским коэффициентом. Хотя механизм этого эффекта нам неизвестен, но его физическая природа ясна: темп часов тем меньше, чем сильнее их обдувает «эфирный ветер». Назовем этот эффект хронофизическим.

Систему отсчета, неподвижную относительно эфира, назовем абсолютной или A-системой. Существенно то, что если координаты и моменты времени событий определять в A-системе, то классическая кинематика, полностью сохраняет свою силу.

Рассмотрим теперь известный в классической физике эффект Доплера. Если источник периодического сигнала и его приемник движутся с некоторыми скоростями относительно эфира, то в А-системе справедлива классическая «акустическая» формула Доплера, связывающая период на приемнике с периодом источника. Если теперь, опираясь на постулат о часах, по известным абсолютным скоростям источника и приемника пересчитать их периоды к собственному времени каждого из них, то получим известную в СТО релятивистскую формулу для эффекта Доплера. Из анализа этой формулы следует, что никакими опытами определить скорости источника и приемника относительно эфира невозможно, так как отношение периодов в релятивистской формуле оказывается связанным не через абсолютные скорости источника и приемника, а через относительную релятивистскую скорость. Оперировать можно только относительными скоростями. Можно сказать, что постулат о часах релятивирует эфир.

Информационное соглашение. Пусть произошло некоторое событие. Рассмотрим теперь две ИСО, движущиеся относительно эфира, и найдем соотношения, которые связывают пространственные координаты и момент времени события в одной системе с таковыми в другой системе. Для этого двух постулатов об эфире недостаточно, так как требуется еще иметь процедуру, с помощью которой оцениваются момент времени события и расстояние до него от начала отсчета.

Для этого примем информационное соглашение, предложенное Эйнштейном. Оно базируется на локации события световым сигналом: посылается сигнал, который достигает объекта-носителя события в момент самого события, и принимается отраженный сигнал. Расстояние до события и момент события рассчитываются идентично тому, как выполнялась размет; ка столбов и синхронизация их в рассмотренном выше парадоксе одновременности. Такой способ в рамках СТО естественен, так как скорость света там постоянна для любой ИСО. В рамках эфирного подхода этот способ правомочен только в А-системе. Для движущейся относительно эфира ИСО он некорректен, поскольку в ней времена движения сигнала к событию и обратно не равны. Но способ Эйнштейна принимается в эфирном подходе, причем не только ради сопоставимости результатов с СТО. Увы, нет лучшего способа, если не использовать значение скорости ИСО относительно эфира.

Эфир и преобразование Лоренца. Теперь у нас достаточно данных, чтобы получить формулы преобразования координат и момента времени события. Для этого дня произвольной ИСО надо сначала рассчитать моменты передачи и приема лоцирующего импульса по часам А-системы и пересчитать их в собственное время ИСО; затем надо найти оценки координат и времени на основе информационного соглашения. И, наконец, надо сопоставить оценки пространственно-временных координат события в двух ИСО, имеющих разные скорости относительно эфира. В результате получим преобразование Лоренца. При этом, как и в случае с ранее рассмотренным эффектом Доплера, окажется, что путем наблюдения событий измерить скорости ИСО относительно эфира нельзя. Таковы математические свойства преобразований Лоренца. Можно сказать, что постулат о часах и информационное соглашение релятивируют эфир, т. е. движение относительно него нельзя обнаружить путем локации событий.