Квинтэссенция. Книга первая - Ирина Львовна Радунская

Видимое смещение звезды вызвано движением телескопа (вместе с Землей) за то время, пока ее свет преодолевал расстояние от объектива телескопа к его окуляру. Если бы скорость света была бесконечно большой, это смещение (его называют аберрацией света) было бы равно нулю.

Вычисления Брадлея показали, что скорость света почти в десять тысяч раз превышает орбитальную скорость Земли. Прекрасная точность для того времени! Вспомним, что из наблюдений движения спутников Юпитера датский астроном О. Ремер вычислил скорость света и оценил время прохождения света от Солнца до Земли величиной, лежащей между 8 и 11 минутами. Оценки Брадлея дают для этого времени величину 8 минут 13 секунд, что очень близко к современному значению.

Брадлей не удовлетворился своим замечательным открытием. Он продолжал измерения смещения звезд, вызванного параллаксом. Его результат: величина параллакса менее половины угловой секунды. Это полностью опровергло претензии Гука, сообщившего, что он наблюдал параллакс величиной в 30 угловых секунд.

Как видно из нашего примера с кораблем, простреливаемым пушкой, явление аберрации света легко объясняется корпускулярной теорией Ньютона.

Что может сказать по этому поводу волновая теория?

Ответ прост. Результат будет таким же. Величина аберрации определяется временем прохождения световых волн внутри телескопа и, конечно, скоростью движения Земли.

Но, внимание!

Если бы эфир полностью увлекался движением Земли и был неподвижен относительно телескопа, аберрация была бы равна нулю.

Явление аберрации света указывает на то, что светоносный эфир не участвует в движении телескопа.

Первая попытка проверить в лаборатории факт увлечения движущимся веществом содержащегося в нем эфира была предпринята в 1851 году французским физиком А. Физо. В его приборе наблюдению подлежала интерференция двух лучей света. Один из них проходил сквозь столб воды в направлении ее течения, а второй навстречу течению воды. Если вода увлекает эфир, то интерференционные полосы должны были смещаться по сравнению с их положением, наблюдаемым при неподвижной воде. Опыт подтвердил гипотезу Френеля о частичном увлечении эфира движущейся водой.

Вывод Физо был подтвержден другими исследователями, но еще один опыт привел к противоположному результату.

Замечательный американский оптик-экспериментатор А. Майкельсон в 1881 году решил определить скорость движения Земли относительно эфира. Скорость обращения Земли вокруг Солнца была хорошо известна астрономам. Она в среднем равна 30 километрам в секунду, что в десять тысяч раз меньше скорости света. Но Майкельсон незадолго до этого изобрел замечательный прибор — интерферометр, — теперь носящий его имя. И он решил его использовать в своем эксперименте.

Майкельсон построил для измерения скорости Земли относительно эфира специальный высокоточный интерферометр, расположенный на гранитной плите, плававшей в ванне с ртутью. По смещению интерференционных полос этот интерферометр мог зафиксировать скорость в сто раз меньшую, чем можно ожидать, если считать, что эфир частично увлекается Землей.

Длительные опыты, на которые возлагались большие надежды, дали отрицательный результат. «Эфирный ветер» — движение эфира относительно Земли, не был обнаружен! Один из крупнейших представителей классической физики, голландский физик-теоретик Г. А. Лоренц выступил с критикой опыта Майкельсона. Лоренц был слишком авторитетной фигурой, чтобы пренебречь его мнением.

Майкельсон продолжал думать. Работая вместе с Э. Морли, он повысил точность своего прибора и через шесть лет повторил опыт. Эфирный ветер снова отсутствовал.

Возникла драматическая ситуация. Три безупречных опыта не согласовывались между собой. Опыт Майкельсона свидетельствовал о том, что Земля полностью увлекает окружающий эфир, во всяком случае — вблизи поверхности Земли. Явление аберрации света и ряд более поздних опытов однозначно указывали на неподвижность эфира, на то, что эфир не участвует в движении материальных тел. Опыт Физо и аналогичные ему опыты указывали на частичное увлечение эфира внутри плотных прозрачных сред.

Ученым было над чем задуматься… Они еще не знали, что впереди — большие сюрпризы.

Следуя логике науки, мы оторвались от хронологии.

За время, прошедшее между трудами Ньютона и опытом Майкельсона, в науке произошло много событий, без учета которых трудно осознать, перед какой пропастью поставил ученых один единственный опыт, надежно показавший, что эфирный ветер отсутствует.

Мы возвратимся к загадке эфирного ветра после того, как ознакомимся с новой теорией света, заменившей теорию Френеля. С теорией, сделавшей ненужными все гипотезы о противоречивых механических свойствах эфира. Речь идет о теории Максвелла. Она построена на фундаменте, заложенном Фарадеем, который, в свою очередь, опирался на труды целого ряда ученых.

Глава 4. ПРОЩАНИЕ С ФЛЮИДАМИ

РОЖДЕНИЕ ФЛЮИДОВ

Эллины знали о существовании силы, таящейся в глубинах янтаря. Она вырывалась наружу, когда янтарь натирали сухой суконкой. Эта сила притягивала пушинки и другие легкие сухие предметы. Янтарь — по-гречески — электрон. Так возникло название: электрическая сила. Знали греки и о способности магнитной руды притягивать железо. Но более десяти веков эти загадки не выдавали свой секрет! Никто не пошел дальше. Ни в объяснении, ни в применении этих странных явлений.

Пришло время — неизвестный гений построил компас.

Никто не знает имени изобретателя компаса. Однако в начале второго тысячелетия нашей эры его уже применяли моряки, плававшие по Средиземному морю.

Первое неизвестное древним свойство магнита было описано в 1558 году в трактате итальянца П. Перегрино. Он утверждал, что, сломав магнит на две части, нельзя получить по отдельности его северный и южный полюсы. В месте излома неизбежно возникают дополнительные полюсы, превращающие каждую часть в полноценный магнит, имеющий на концах противоположные полюсы. Перегрино не приписывает себе это поразительное открытие, но и не указывает первооткрывателя.

Англичанин У. Гильберт приобрел известность своим главным трудом «О магните, магнитных телах и большом магните — Земле». Книга вышла в 1600 году за три года до смерти автора. В книге, среди прочего, сказано, что железная проволока после ковки и вытяжки намагничивается, если она при этом натянута в направлении север-юг. Гильберт пытался объяснить почему так происходит, но не смог достичь понимания. Он склонился к мнению древнегреческого философа Фалеса о том, что магнит имеет душу.

Во второй части книги «О магните …» Гильберт сообщает, что электрическая сила может возникать не только у янтаря, но у многих кристаллов, стекла, серы, сургуча, каменной соли, квасцов и других веществ. Он назвал их электрическими телами.

Гильберт отмечает важный факт: влажные тела трудно поддаются электризации трением, но влажность не влияет на действие магнитов. Как и в случае магнетизма Гильберт не преуспел в понимании природы электричества.

Первую попытку объяснить возникновение магнетизма сделал итальянец Гримальди, известный нам исследованиями оптических явлений. В своем трактате «О свете» он уделил некоторые страницы магнитам, он объясняет их свойства присутствием в них магнитной жидкости. В не намагниченном