Фотон
Вопрос, на который вам однозначно не ответит никто: «Свет — это частица или волна?». Это очень сложный вопрос, на который ученые давно пытаются ответить.
В XVII веке Исаак Ньютон предложил модель, в которой свет — поток мельчайших корпускул (частиц). Это позволяло просто объяснить многие характерные свойства света. Например, прямолинейность световых лучей и закон отражения, согласно которому угол отражения света равен углу падения. Это соотносится с законом сохранения импульса, которому подчиняются частицы.
Но есть такие явления, как интерференция и дифракция. Они совсем не вписываются в корпускулярную теорию.
Осторожно: дальше много сложных терминов! Но на элективном курсе по физике за 10 класс можно разобраться даже в сложном материале вместе с опытным преподавателем.
Интерференция и дифракция
Интерференция — это явление, при котором происходит наложение двух волн и образуются так называемые «максимумы» и «минимумы» — самые светлые и самые темные участки. Выглядит это так:
В жизни вы это встречали, например, если видели разлитый бензин или пускали мыльные пузыри. Это все следствие интерференции света.
Дифракция неразрывно связана с явлением интерференции. Более того, само явление дифракции зачастую трактуют как случай интерференции ограниченных в пространстве волн.
Дифракция — это явление огибания препятствий, которые возникают перед волной. Благодаря дифракции свет может огибать препятствие и попадать туда, где с точки зрения геометрии должна быть тень.
В XIX веке появилась волновая теория света, которая объясняла дифракцию и интерференцию. Согласно этой теории, свет — частный случай электромагнитных волн, то есть процесса распространения электромагнитного поля в пространстве.
Волновая оптика вообще казалась в то время каким-то чудом, потому что она объясняла не только те явления, которые не объясняла корпускулярная теория, но и вообще все известные на то время световые эффекты. Даже законы геометрической оптики можно было доказать через волновую оптику.
Казалось бы, ну все тогда — у света волновая природа, никаких тебе частиц, расходимся. Но не тут-то было! Уже в начале XX века корпускулярная теория света снова набрала актуальность, так как ученые обнаружили явления, которые с помощью волновой теории объяснить не удавалось. Например, давление света и фотоэффект, о которых мы еще поговорим.
В рамках корпускулярной теории эти явления прекрасно объяснялись, и корпускулы (частицы) света даже получили название — фотоны.
Сложилась интересная ситуация — параллельно существовали две серьезные научные теории, каждая из которых объясняла одни свойства света, но не могла объяснить другие. Вместе же эти две теории идеально дополняют друг друга. Так мы подошли к понятию корпускулярно-волновой природы света.
Корпускулярно-волновой дуализм — это физический принцип, утверждающий, что любой объект природы может вести себя и как частица, и как волна.
Энергия и импульс фотона
Каждый фотон переносит некоторое количество энергии. Именно это количество называется энергией фотона.
Энергия фотона (соотношение Планка-Эйнштейна)
— энергия фотона [Дж]
= 6,6 · 10 −34 Дж · c
— частота фотона [Гц]
Импульс фотона связан с энергией следующим соотношением:
Соотношение импульса и энергии фотона
— импульс фотона [(кг · м)/с]
— энергия фотона [Дж]
— скорость света [м/с]
Подставляем вместо формулу энергии фотона:
А вместо частоты формулу :
Сокращаем скорость света и получаем формулу импульса.
Импульс фотона
— импульс фотона [(кг · м)/с]
= 6,6 · 10 −34 Дж · c
Давление света
Сила Лоренца — это сила, действующая на частицу, движущуюся в магнитном поле.
Если рассматривать свет как совокупность фотонов, то можно предположить, что свет может оказывать давление. Именно такое предположение сделал Джеймс Максвелл в 1873 году и не прогадал.
Пусть на поверхность абсолютно черного тела площадью перпендикулярно к ней ежесекундно падает фотонов. Каждый фотон обладает импульсом .
Полный импульс, получаемый поверхностью тела, равен .
Из механики известно, что давление — это отношение силы к площади, на которую эта сила воздействует: .
Не перепутайте: импульс и давление обозначаются одинаковой буквой, но величины разные!
Второй закон Ньютона в импульсной форме имеет вид , где — это импульс, а — промежуток времени, за которое импульс меняется на значение p.
Тогда световое давление определяется так: .
При падении света на зеркальную поверхность удар фотона считают абсолютно упругим, поэтому изменение импульса и давление в 2 раза больше, чем при падении на черную поверхность (в этом случае удар неупругий, так как черный цвет поглощает фотон).
Предсказанное Максвеллом существование светового давления было экспериментально подтверждено физиком П. Н. Лебедевым, который в 1900 г. измерил давление света на твердые тела, используя чувствительные крутильные весы. Теория и эксперимент совпали. Значение давления света составило ≈ 4.10 -6 Па.
Опыты Лебедева — экспериментальное доказательство факта: фотоны обладают импульсом.
Фотоэффект
Еще одно важное явление, подтверждающее корпускулярную природу света, — это фотоэффект. Пока разберем только принцип этого явления, а сложную математику оставим на другой раз. ��
На рисунке представлена экспериментальная установка для исследования фотоэффекта.
Установка представляет собой стеклянный вакуумный баллон с двумя металлическими электродами, к которым прикладывается напряжение. Один из электродов через кварцевое окошко освещается монохроматическим светом (монохроматический свет — это свет, длина волны которого неизменна). Под действием фотонов из отрицательно заряженного электрода выбиваются так называемые фотоэлектроны. Они притягиваются к положительному электроду и образуется фототок.
Многочисленные экспериментаторы установили основные закономерности фотоэффекта:
Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с увеличением частоты света и не зависит от его интенсивности.
Для каждого вещества существует так называемая красная граница фотоэффекта, т. е. наименьшая частота , при которой еще возможен внешний фотоэффект.
Число фотоэлектронов, вырываемых светом из катода за 1 с, прямо пропорционально интенсивности света.
Фотоэффект практически безынерционен, фототок возникает мгновенно после начала освещения катода при условии, что частота света .
Эйнштейн исследовал фотоэффект и пришел к выводу, что свет имеет прерывистую структуру, то есть состоит из фотонов.
Фотоэффект используется, например, в датчиках света. Уличные фонари, оборудованные датчиками света, включаются автоматически при определенном уровне естественного освещения.
Техническое применение фотонов
Важное техническое устройство, использующее фотоны — лазер. Лазеры применяют во многих областях технологии: с их помощью режут, варят и плавят металлы, получают сверхчистые металлы. На лазерах основаны многие точные физические приборы — например, сейсмографы. Ну а с лазерными принтерами и указками вы наверняка знакомы.
На определении местоположения фотонов основаны многие генераторы случайных чисел. Чтобы сгенерировать один бит случайной последовательности, фотон направляется на лучеделитель — штуку, которая разделяет свет на два потока.
Для любого фотона существует лишь две возможности, причем с одинаковой вероятностью: пройти лучеделитель или отразиться от его грани. В зависимости от того, прошел фотон через лучеделитель или нет, следующим битом в последовательность записывается 0 или 1.
lsvsx
По высоконаучным представлениям… короче, свет – это фотоны, летящие со скоростью света. А фотон – это переносчик кванта световой энергии, частица хотя и с нулевой массой, но зато абсолютно стабильная. Выплюнутый атомом фотон, мол, способен пролететь, благодаря своей стабильности, десятки световых лет, пока не наткнётся на атом, который сможет его поглотить.
Над концепцией фотона работали несколько поколений теоретиков. Всё улучшали и улучшали эту концепцию. При этом вопиющие противоречия в ней всё множились и множились. Это верный признак того, что в концепции фотона – изначально что-то очень «не так». Нет нужды пересказывать теоретические маразмы этой концепции – список длинный. Обратимся к фактам.
В 1966 г., с помощью первых импульсных лазеров на рубине, Басов и сотрудники продемонстрировали эффект, единственная разумная интерпретация которого такова: при определённых условиях, лазерный импульс может быть, практически, мгновенно переброшен на расстояние, по крайней мере, в пару метров. Этот эффект надёжно подтверждён в ряде других лабораторий. Все попытки втиснуть его в рамки официальной доктрины оказались смехотворны – особенно попытки тех, кто кидался в бой, даже не прочитав статью Басова. Уж больно наглядно полученный эффект демонстрирует: физики совсем не понимают, что такое свет. Поэтому студентам про этот эффект не рассказывают.
О, им ещё много чего не рассказывают. Вот, у света есть волновые свойства. Откуда им взяться у фотонов-частиц? Теоретики нашли выход: приписали фотону т.н. «волновую функцию». Чисто-формально. И стал фотон не просто частицей, а, как бы, ещё и волной. Так ведь не помогло же! Настоящие волны – звуковые или волны на поверхности воды – генерируемые двумя независимыми источниками, дают статическую интерференционную картину, если частоты тех двух источников совпадают. А вот со светом этот номер не проходит: свет от независимых источников не даёт статической интерференционной картинки. Все без исключения интерферометры расщепляют свет от одного и того же источника и, после прогона его по разным каналам, вновь сводят. Только так получается статическая картинка. Какие-то они ненастоящие, световые волны! А чего стоит картинка интерференции на щелях, полученная в режиме сверхслабого светового потока: фотоны летели поодиночке и не могли интерферировать друг с другом. Оставалось им каждому интерферировать только самому с собой. Но для этого фотону – как бы, неделимому – пришлось бы проходить сквозь несколько щелей сразу… Нет, не понимают физики, что такое свет.
А ещё напомним, как позорно провалилась их грандиозная затея – поражать мощным лазерным излучением космические объекты. Сбацали боевые лазеры, которые проплавляют танковую броню, сшибают крылатые ракеты, а также прожигают межконтинентальные ракеты – на взлёте. В атмосфере всё это неплохо получается. Казалось бы, за пределами атмосферы это должно получаться ещё лучше. Ан нет. В космических просторах что-то мешает лететь боевым фотонам. Американская СОИ и советский «асимметричный ответ» показали: в космосе боевые лазеры почему-то не справляются со своими задачами. Знаете, чтобы хоть как-то оправдаться за свой чудовищный прокол, наши «специалисты» пустились на хитрость. По их заказу сняли слюнтяйский фильм «Повелители луча» (его можно найти в Интернете). Сюжет такой: «Если бы не «перестройка», если бы не развал СССР, если бы не коллапс нашей науки… уж мы бы… контролировали бы своими лазерами всё космическое пространство… ни одна вражья боеголовка… и т.д.» Так и хочется спросить этих повелителей: «Дяденьки, но у американцев-то не было ни перестройки, ни развала, ни коллапса. Им-то что помешало? Или они, не в пример вам – плохие танцоры?»
В общем, куда ни ткнись с концепцией фотонов – нигде понимания не получишь. А концепция «цифрового» физического мира легко объясняет, почему это так. Потому что никаких фотонов в Природе не существует. Свет – это нечто совсем другое. Световая энергия может находиться только на атомах, и, при перебросе кванта световой энергии с одного атома на другой, этот квант энергии не проходит по разделяющему их пространству. Потому что этот квантовый переброс производится чисто программными средствами – причём, мгновенно. А конечная величина скорости света обусловлена вот чем. Решение о квантовом перебросе принимает автоматика – после того, как она установит пару «атом-отдающий» и «атом-принимающий». «Атом-отдающий», т.е. возбуждённый атом, известен ей сразу, а «атом-принимающий» надо ещё найти. В ходе этого поиска, пространство сканируется со скоростью света. Пакет программ, который прокладывает, таким образом, путь для распространения света, мы называем Навигатором квантовых перебросов энергии.
«Фотонов – не существует?! Всё, дальше можно не читать!» — это нормальная реакция ортодоксов. Они тут же вспоминают про «полную взаимопревращаемость фотонов и вещества», которую демонстрируют аннигиляция и рождение электрон-позитронных пар. Увы, в этом вопросе нас всех обманули. Эксперименты свидетельствуют: электрон и позитрон, каждый с собственной энергией по 511 кэВ, при т.н. аннигиляции не исчезают полностью, рождая два гамма-кванта по 511 кэВ – они образуют связанную пару с энергией связи 511 кэВ, что и даёт на выходе один гамма-квант на 511 кэВ. Никакой «взаимопревращаемости» нет и в помине. Тогда вспоминают ещё про то, что фотоны переносят импульс – апеллируя к опытам Лебедева, к эффектам Комптона и Мёссбауэра, к полёту надувного спутника «Эхо-1», к удержанию атомов в оптических ловушках… Но честный анализ показывает: здесь везде желаемое выдаётся за действительное. Квант световой энергии не движется по пространству, он мгновенно перебрасывается на расстояние. Разве может быть передача импульса при мгновенном перебросе?
Наш подход изящно устраняет проблему пресловутого «корпускулярно-волнового дуализма». При квантовом перебросе, энергия возбуждения у одного атома скачком уменьшается, а у другого увеличивается. Квант света никакими волновыми свойствами не обладает. Волновые свойства проявляются при работе Навигатора – который методично обрабатывает всевозможные варианты поиска «атома-принимающего», пока не сделает окончательный выбор. Интерферируют – поисковые волны Навигатора (которые являются реальностью не физической, а программной). Эти волны – «проходят сквозь все щели», отчего получается интерференция. А перебрасываемый квант может не проходить ни сквозь одну из них. Был на атоме до щелей – стал на атоме после щелей, а между атомами не летел. Это реалии «цифрового» мира!
Допуская эти реалии, мы легко объясняем волновые световые явления. Для сравнения: в рамках ортодоксального подхода возникают неразрешимые трудности при объяснении даже простейшего волнового явления – не-отражения света от просветлённой оптической поверхности. Что уж говорить про голографию! Её теоретическое объяснение удаётся ортодоксам лишь для жалкого частного случая, когда предмет состоит всего из одной точки. Даже для случая двухточечного предмета – их теория уже не работает.
А ведь всё получится, если понять: нет фотонов в Природе! Свет – это нечто другое…
Много пришлось потрудиться нескольким поколениям экспериментаторов, чтобы прийти к выводу: электрические явления обусловлены не флюидами какими-нибудь, а частицами вещества, которые являются носителями особого свойства – электрического заряда. Но что такое электрический заряд – физике до сих пор неизвестно. Здесь физика ведёт себя как медицина, которая работает с симптомами, а причины заболевания не понимает. Заряженные частицы ведут себя так, как будто оказывают друг на друга силовые воздействия, которые худо-бедно описаны математически. Но откуда они, физически, берутся? Нам объясняют: «Каждым зарядом порождается электромагнитное поле. А уж поле действует на заряды – на расстоянии». – «А как действует-то? Почему оно – тянет?» — «А просто тянет, и всё. Свойство такое!»
Сравните этот лепет с концепцией «цифрового» физического мира. Согласно ей, электрические заряды не оказывают друг на друга никакого физического воздействия – ни непосредственного, ни через придуманное поле. Потому что электрические заряды – это просто метки для пакета программ, который рулит частицами, имеющими эти метки, и обеспечивает всё то, что называется электромагнитными взаимодействиями. Эти метки – двух типов – физически организованы до смешного просто. Но такая метка у частицы либо есть, либо её нет. Зарядов, дробных от элементарного – которые приписывают кваркам – в Природе не бывает!
Но, опять же, мы обещали убийственные экспериментальные факты. Вот, считается доказанным, что электричество в металлах переносится свободными электронами. Это правда, но это далеко не вся правда. В лучших проводниках, даже при предельных токах, скорость продвижения роя свободных электронов не превышает нескольких миллиметров в секунду. Теперь представьте: длинная двухпроводная линия, к дальним выводам которой присоединён разряженный конденсатор. А на ближние выводы мы вдруг подаём постоянное напряжение. Хорошо известно: после этой подачи, напряжение на конденсаторе (уменьшенное из-за падения напряжения на линии) появится молниеносно – спустя время, равное длине линии, делённой на скорость света. Конечно, это молниеносное напряжение обеспечивается не притоком-оттоком свободных электронов – которые движутся с черепашьей скоростью. Приток-отток электронов, дающий настоящую, силовую зарядку конденсатора, происходит за время, совсем не зависящее от длины линии – это время есть произведение омического сопротивления цепочки на ёмкость конденсатора. Чем больше ёмкость – тем, при той же цепочке, дольше заряжается конденсатор! Тогда какими же носителями электричества обеспечивается появление напряжения «со скоростью света»? Причём, ведь на одной пластине конденсатора появляется отрицательное электричество, а другой – положительное! Вы скажете, что в металлах нет мобильного положительного электричества? Ошибаетесь! Вот – замечательное явление: эффект Холла. При прохождении тока через образец, в поперечном магнитном поле заряды обоих знаков сносятся к одной и той же грани образца – поэтому через холловскую разность потенциалов любят определять, носители какого знака доминируют в том или ином образце. И вот, есть металлы – например, цинк и кадмий – в которых доминирует мобильное положительное электричество. Заметьте: доминирует – это аномалия. А когда мобильное положительное электричество в металле не доминирует, но всё-таки есть – это норма!
Прежде чем сказать, что же оно собой представляет, вспомним ещё про полупроводники. У них доминирование мобильного положительного электричества встречается в доброй половине случаев. Долго думали физики – что же это за свободные частицы с положительным зарядом, которые мельтешат в твёрдых телах. Хотя, что тут думать – нет в твёрдых телах таких частиц. Корифеи это прекрасно понимали, поэтому договорились называть как бы свободный как бы носитель положительного электричества высоконаучным термином «дырка». Непротиворечивого определения того, что такое «дырка», мы нигде не нашли. Вся теория «дырочной проводимости» строилась по принципу: «чтобы объяснить вот это, нужно сделать вид, что мы забыли вон про то, и наоборот».
А до жизни такой дошли из-за того, что думали: раз носителями электричества являются заряженные частицы, то для переноса электричества непременно требуется перенос вещества. Отнюдь: электричество отлично переносится без переноса вещества – с помощью связанных в атомах зарядов. Эту тему физика откровенно прошляпила – из-за своих никуда не годных представлений об атомных структурах. Теоретики же полагают, что электроны и протоны, входящие в состав атомов, имеют свои заряды постоянно. И, якобы, каждый с каждым постоянно взаимодействует. Только этот подход отчего-то не даёт разумной физической модели устойчивых атомных структур – так что здесь потребовались мутные квантово-механические подпорки.
А в «цифровом» физическом мире – всё гораздо прозрачнее. Каждый атомарный электрон связан только с одним протоном ядра – благодаря работе специального алгоритма, который «подвешивает» их на конкретном расстоянии друг от друга. Механизм формирования этой связки «протон-электрон» подразумевает, что их электрические заряды попеременно отправляются в небытие: когда есть заряд протона, нет заряда электрона, и наоборот. Если оба они находятся в бытии в течение своих полупериодов этого циклического процесса, то, в среднем, заряд связки «протон-электрон» является нулевым. Но у некоторых связок «протон-электрон» (конкретно – у валентных) допускается сдвиг этого равновесия: скажем, заряд электрона находится в бытии треть периода, а заряд протона – две трети. Тогда в связке «протон-электрон» имитируется ненулевой электрический заряд – это явление мы называем «зарядовым разбалансом». Имитированные таким образом заряды участвуют в электромагнитных взаимодействиях, как и обычные заряды. На внешние воздействия свободные заряды откликаются своими подвижками, а связанные – зарядовыми разбалансами. Причём, зарядовый разбаланс может быть передан с одного атома на другой, и так далее. Вот вам и перенос электричества без переноса вещества.
Модель зарядовых разбалансов оказалась базовой для понимания физики множества электрических явлений. Эта модель помогла дать, наконец, разумное объяснение ослабления электрического поля в объёме диэлектрика, ведь традиционные представления о выстраивании молекулярных диполей против внешнего поля – не выдерживают никакой критики. Модель зарядовых разбалансов помогла объяснить, наконец, различия в электропроводности у металлов, полупроводников и диэлектриков – и дать, наконец, правдоподобную теорию электрического пробоя твёрдых диэлектриков. Она дала качественное объяснение феноменам пьезоэлектричества и сегнетоэлектричества. Она позволила дать, наконец, разумное объяснение явления намагниченности.
На намагниченности мы остановимся особо. С некоторых пор её считают результатом упорядочивания собственных магнитных моментов электронов – т.н. спинов. Понятие спина электрона было введено чисто формально – чтобы связать концы с концами в атомной спектроскопии. Но придумка оказалась настолько удачной, что теоретики сваливают на спин электрона ответственность за всё, что только можно – не имея для спина никакой физической модели и прекрасно зная, что у свободного электрона спин никак не проявляется на опыте. Поэтому можно смело сказать, что в ортодоксальной физике нет объяснения намагниченности.
А у нас оно есть. Магнитное действие порождается токами, т.е. упорядоченными движениями электричества. Но в постоянном магните не могли бы годами циркулировать свободные электроны – из-за потерь на джоулево тепло. А при переносе электричества зарядовыми разбалансами – потерь на джоулево тепло нет. Создайте в образце циркуляцию зарядовых разбалансов – вот вам и постоянный магнит. У металлов такое возможно из-за важной особенности их структуры. Атомы металлов имеют минимальные количества валентных электронов – недостаточные, чтобы построить кристаллическую решётку на стационарных химических связях с соседями. Поэтому кристаллическая структура металлов является динамической – она держится на переключаемых химических связях. При высокой упорядоченности этих переключений, можно говорить о миграциях химических связей в образце. Намагничивающее поле порождает миграции зарядовых разбалансов – вместе с миграциями химических связей, по замкнутым цепочкам атомов. Убрали намагничивающее воздействие – а циркуляции зарядовых разбалансов сохранились. И они сами оказывают магнитное действие. Годами!
Мы это всё вот к чему. При подвижках в металлах зарядовых разбалансов – нет потерь на джоулево тепло, а при подвижках в металлах свободных электронов – эти потери есть всегда. Явления сверхпроводимости, т.е. упорядоченного движения электронов в образце в условиях нулевого омического сопротивления при субкритической температуре – этого явления в Природе нет, а за него нам выдают нечто иное. Блестящий анализ автора показал, что в первой волне опытов по «сверхпроводимости» имела место, в действительности, сверхнамагниченность образцов – а упорядоченного движения электронов в них вовсе не было. Действительно, «Каммерлинг-Оннесу пришло в голову разрезать сверхпроводящее свинцовое кольцо… Казалось, что ток должен прекратиться; в действительности, однако, отклонение магнитной стрелки, регистрировавшей силу тока, при перерезке кольца нисколько не изменилось – так, как если бы кольцо представляло собой не проводник с током, а магнит». В режиме сверхнамагниченности работали первые «сверхпроводящие» устройства – короткозамкнутые соленоиды. Но, начиная с достаточно большой длины обмотки, короткозамкнутые соленоиды отказались переходить в режим генерации сильного магнитного поля – при, казалось бы, субкритической температуре. По-честному, это был крах концепции сверхпроводимости. Поэтому специалисты принялись откровенно дурачить публику. Они стали подключать обмотки больших соленоидов ко внешним источникам тока. Теперь в цепи электроны двигались принудительно – и публику уверяли в том, что хотя в источнике тока и в токоподводах электроны движутся в режиме обычной проводимости, в охлаждённом соленоиде-то они движутся в режиме сверхпроводимости. Между тем, имеются чёткие указания на то, что здесь и в соленоиде имеет место обычная проводимость – с выделением джоулева тепла. В т.н. «сверхпроводящих соленоидах» — токамаков, Большого адронного коллайдера, и др. – это тепло выделяется в огромных количествах, но оно отводится эффективным низкотемпературным хладагентом. А если хладагент не справляется, «сверхпроводящие» обмотки весело горят. Как и положено обычным проводникам. Для справочки: короткозамкнутые соленоиды, генерировавшие сильное поле, не горели ни разу. Ведь тока электронов в них не было!
Публику обмануть можно, но Природу – нет.
Держи «гения всех времён и народов»!
«Да, — скажут нам, — в физике иногда бывают недоразуменьица. Но зато уж её теоретический фундамент – это о-о-о! Не подкопаешься!» Это они про теорию относительности – специальную да общую. А нужно ли под них подкапываться? Давайте просто посмотрим – а подтверждаются ли они хоть одним экспериментом?
Релятивистское сокращение длины никто прямо не обнаружил. Зато, говорят нам, обнаруживается релятивистское замедление времени: у того, кто движется – время, мол, замедляется. Вон, мюоны, которые летят почти со скоростью света – дольше, мол, живут и больше пролетают! Эти закидоны рассчитаны на тех, кто не пойдёт разбираться: с чем же сравнивали поведение тех мюонов – ведь других-то не было. Но, кто разберётся, тот поймёт, что эти опыты с мюонами – один из позоров физики ХХ века. А потом были эксперименты с транспортируемыми атомными часами. Уж тут точно эффект есть – только не тот, что предсказывает теория относительности. Она же говорит: «движущиеся часы замедляют свой ход». Вот, одни часы остались в лаборатории, а другие полетели на самолёте – так думаете, что первые покоятся, а вторые движутся? А с «точки зрения» самолёта – всё наоборот! Это же главный прикол – парадокс часов, или близнецов. Так вот, оказалось, что этот парадокс есть только в гнилой теории, а на практике его нет. Повозили вы часы, затем вернули в лабораторию и сличили с теми, что там оставались. Набежавшая разность показаний – всегда однозначна, независимо от «точек зрения» кривых и косых наблюдателей. Более того, эту однозначную разность не удаётся правильно рассчитать, используя относительную скорость первых и вторых часов. Это – конец концепции относительных скоростей! Для правильного расчёта, требуется знать индивидуальную скорость тех и других часов, рассчитать их индивидуальные замедления ходов, а потом найти разностный эффект. А что такое – индивидуальные скорости? Выше мы говорили при «истинные» скорости. Это – они же. В околоземном пространстве – это скорости в геоцентрической невращающейся системе отсчёта. «Истинная» скорость лабораторных часов – не равна нулю, потому что лаборатория движется из-за суточного вращения Земли. А, скажем, «истинная» скорость бортовых часов GPS – это орбитальная скорость спутника, которая, при круговой орбите, постоянна. Считается, что поведение бортовых часов GPS – триумфально подтверждает теорию относительности. Громче всех об этом кричат те, кто меньше всех знают, как GPS работает. А те, кто знают – те помалкивают. Возьмите один из лучших учебников по GPS – в нём приведены немыслимые подробности. Но, так сказать, о главном – о том, как в GPS учитываются эффекты теории относительности – в нём нет ни слова. Потому что само формирование системной шкалы времени GPS основано на концепции «истинных» скоростей бортовых часов.
То есть, практика показывает: концепция относительных скоростей не работает в реальном физическом мире, а концепция «истинных» скоростей – работает. «Истинная» скорость объекта в околоземном пространстве – однозначна, на ней никак не отражается то, что земная гравитационная «воронка» движется по орбите вокруг Солнца. Этот принцип работает не только для скоростей тел, но и для скорости распространения света. Вот почему, в посрамление теории относительности, возможны оптические приборы, которые способны автономно детектировать свою «истинную» скорость. Как интерферометр Майкельсона-Морли, так и установка Брилета-Холла давали отклик на скорость своего движения в сторону местного востока – куда их несло суточное вращение Земли. Нам врали про «нулевой результат» опыта Майкельсона-Морли. Там не проявилось орбитальное движение Земли, но истинное-то движение прибора проявилось – всё как полагается!
Да что там, бывали и более оглушительные результаты. Чем определяется линейный эффект Допплера – если не относительной скоростью излучателя и приёмника? По нашей логике, он определяется «истинными» скоростями того и другого. Заметим, что планеты покоятся в своих гравитационных «воронках», т.е. их «истинные» скорости равны нулю. Значит, при радиосвязи между планетами, должен отсутствовать допплеровский сдвиг, соответствующий их движению друг относительно друга – да с космическими скоростями! Мало кто знает: именно это и обнаружила в 1961 г. группа Котельникова – при радиолокации Венеры узкополосным сигналом. Сам принцип регистрации отражённого сигнала был основан на выделении его из шумов в узкой полосе – а чтобы он в эту полосу попал, требовалось, по теории, компенсировать огромный допплеровский сдвиг. И оказалось: когда эта компенсация проводилась, сигнал не регистрировался, а когда компенсация НЕ проводилась, сигнал уверенно регистрировался. Одного этого факта было достаточно, чтобы повергнуть в прах теорию относительности. Поэтому про этот факт не кричали громко. А затем специалисты без лишнего шума перешли на импульсную радиолокацию планет – при которой эффект Допплера не измеряется – и постарались поскорее забыть про тот узкополосный кошмар.
Но вернёмся-ка к опытам с атомными часами. Их ход, как предсказывает общая теория относительности, должен зависеть от гравитационного потенциала, в котором они находятся. На поверхности Земли они должны идти несколько медленнее, чем на высоте. Это, похоже, единственный практический эффект, который теория относительности предсказывает правильно. Только – интерпретирует неверно. Она выдаёт его за прямое следствие «гравитационного замедления времени». Такой фундаментальный фактор, как замедление времени, влиял бы на все без исключения физические процессы. Поэтому гравитационное «замедление времени» — как и релятивистское – одинаково влияло бы (в относительном исчислении) на ход часов любых конструкций. Но – ничего подобного! В 1967 и 1969 гг. США запустили пару спутников TIMATION – с великолепными кварцевыми генераторами, которые позволяли уверенно выявить ожидаемую сумму релятивистского и гравитационного эффектов. Увы, эти эффекты не обнаружились. Что же это за «замедление времени», которое на квантовые генераторы действует, а на кварцевые – нет? Практика показывает, что дело здесь не в пресловутом «замедления времени». Квантовые часы изменяют свои хода совсем по другим причинам!
А, может, в Природе есть релятивистский рост массы (энергии, импульса)? Без которого, как нас уверяют, «не работал бы ни один ускоритель»! Как, практически, проявляется релятивистский рост массы? Началось это с опытов по магнитному отклонению быстрых заряженных частиц. По мере приближения скорости частицы к скорости света, требовалось всё более сильное поле для её отклонения. Якобы, из-за того, что увеличивалась масса частицы. Но это могло быть по другой причине: из-за того, что уменьшалась эффективность воздействия на частицу. Смотрите: парусник разгоняется ветром. По мере приближения скорости парусника к скорости ветра, действие ветра всё слабее, а при равенстве этих скоростей – действия нет совсем. Но ведь не потому, что масса парусника стала бесконечной! Нюанс в том, что, с помощью одной только методики магнитного отклонения, релятивистский прирост массы (энергии) не измерялся, а принимался на веру. Чтобы доказать наличие этого прироста, следовало эту чудовищную энергию выделить, превратить в другие формы – а для этого требовалось взаимодействие быстрой частицы не с полями, а с веществом. Первые же честные измерения тормозных потерь быстрых частиц – в пропорциональных счётчиках и фотоэмульсиях – показали: энергия частицы не лезет в релятивистскую бесконечность, а выходит на насыщение. Пришлось релятивистам сочинять вспомогательные теории, которые как бы объясняли, почему пропорциональные счётчики и фотоэмульсии так складно врут в области релятивистских энергий. А чтобы не нарываться на подобные засады в будущем, приняли соглашение: все методы измерения энергии частиц калибровать только по магнитной методике. После этого, единство измерений иллюзорного релятивистского роста энергии было обеспечено. Про релятивистский рост кричали на каждом углу, но стоило немного разобраться – и оказывалось, что эти крикуны выдавали желаемое за действительное. К тому же, нам известны косвенные экспериментальные свидетельства об отсутствии релятивистского роста в Природе. Имелись, конечно, и прямые свидетельства об его отсутствии – но об этом помалкивали.
И вот, наконец, эффектную точку в этом вопросе поставил Фан Лиангджао. Он сообщил о трёх (!) экспериментах на линейном ускорителе Шанхайского университета – каждый из них с очевидностью говорит об отсутствии релятивистского роста у быстрых электронов. Особенно впечатляет тот факт, что, при увеличении в разы ускоряющего вольтажа и такого же «увеличения энергии» релятивистского электрона, радиус кривизны его траектории в магнитном поле, вместо увеличения в те же разы, остаётся постоянным. Это говорит о полной непригодности магнитной методики в релятивистской области измерений. А ведь по ней калибруются все остальные методики! Профанацией оказывается физика элементарных частиц и ускорителей, физика высоких энергий, и другие области физики, где концепция релятивистского роста играет значительную роль.
А как насчёт экспериментальных подтверждений общей теории относительности? Её выдают нам за теорию тяготения, но она бессильна в вопросе о превращениях энергии при свободном падении тела. А ведь превращения энергии – это сущность физического процесса. Какие же могут быть экспериментальные подтверждения у совершенно нефизической теории? Про гравитационное «замедление времени» мы уже сказали. Было ещё кое-что. Эддингтон в 1919 г. пытался запечатлеть результаты искривления световых лучей, проходивших вблизи Солнца. Сама постановка задачи была из разряда анекдотических, поскольку «световые лучи» испытывали хаотическую и непредсказуемую рефракцию в солнечной короне – отчего изображения звёзд приобретали самые разнообразные сдвиги, которые было невозможно учесть. Кроме того, погрешности использованного оборудования были значительно больше, чем искомые эффекты. Поэтому эксперименты как Эддингтона, так и его последователей, не обладали никакой доказательной силой.
Ещё считается, что общая теория относительности объяснила вековое движение перигелия Меркурия. Это – недоразумение какое-то. Ведь в формулу, которая, якобы, описывает это движение перигелия, входит множитель, равный единице минус квадрат эксцентриситета. При стремлении эксцентриситета к нулю, этот множитель стремится к единице. И в этом предельном случае получается ненулевое движение перигелия у круговой орбиты! Бывают вещи посмешнее, но редко. Так ведь это – не всё. В ту формулу входит ещё квадрат скорости света. Который как бы намекает, что скорость действия тяготения – это скорость света и есть. А это – грубая ошибка. Опыт показывает, что скорость действия тяготения – гораздо-гораздо больше (см. ниже). Ничего не попишешь: движение перигелия Меркурия нисколько не подтверждает общую теорию относительности.
А вот ещё её предсказание о гравитационном «красном смещении» — фотоны, двигаясь в изменяющемся гравитационном потенциале (вверх или вниз), должны изменять свою энергию. И, уверяют нас, Паунд и Ребка именно это обнаружили! Но, постойте. Если, как мы говорили выше, фотонов в Природе нет, то как же они могут на лету изменять свою энергию? Может быть, Паунд и Ребка обнаружили нечто другое? Ну, точно! Они как раз доказали наличие «склона» земной гравитационной «воронки». Выше мы говорили, что чем дальше частица от центра «воронки», тем её масса чуточку больше. Это справедливо и для энергий квантовых переходов в веществе. Если у излучателя и поглотителя, находящихся на одной высоте, спектральные линии совпадают, то эти линии не будут совпадать, когда излучатель и поглотитель окажутся на разных высотах. Этот феномен предсказывает и сама общая теория относительности, только она не по делу приплетает сюда гравитационное «замедление времени». Но феномен-то есть, и его одного достаточно для объяснения измеренного эффекта у Паунда и Ребки. Кстати, если бы у них летели фотоны, да изменяли бы на лету свою энергию, то измеренный эффект был бы удвоенным. А он был одинарный. Выходит, что и с гравитационным «красным смещением» общая теория относительности дала маху.
Конечно, мы упомянули здесь лишь самые главные «подтверждения» обеих теорий относительности. Уж не обессудьте!