В поисках эфирного ветра: фальшивые уравнения Максвелла
* * * предыдущая часть * * *
«Человек, который совершил ошибку, и не исправил её, совершил еще одну ошибку»
Конфуций.
Следует понимать, что любая теория - это всего лишь теория, попытка приблизиться к знанию о настоящих законах реального мира. Никогда не воспринимайте законы, написанные людьми для природы, как аксиомы - они могут содержать ошибки, а также неявные предположения. Последние могут не быть сформулированы вербально, но содержаться в формулах. В дальнейшем, из формул можно вывести эти предположения как "следствия", но это не означает верности следствий - они просто следуют сами из себя.
В спорах об эфирном ветре вот уже 100 лет обходят стороной один важный момент: почему эфирный ветер, если таковой существует, должен "сдувать" свет? Максвелл, выводя свои уравнения, оперировал первоначально в обычном 3х-мерном неискривляющемся эвклидовом пространстве, а значит, из Галлилеевской относительности не должен был выйти. Это, в частности, означает, что излучение любого источника должно двигаться вместе с ним - в противном случае мы нарушаем равноправность всех систем отсчёта. Если возникло противоречие, значит, где-то в процессе рассуждений мы допустили ошибку. Так где же ошибка?
А дело, оказывается, в том, что те уравнения Максвелла, которые вы знаете - фальшивые. В 1883м году Оливер Хевисайд "исправил" их, заменив все полные производные на частные. Уравнения Максвелла были записаны в полных производных с самого начала [1], но в дальнейшем [2] они были заменены на частные, что и дало повод релятивистам заявлять о "неинвариантности". По сути, это было обыкновенным мошенничеством. То, что сегодня называют уравнениями Максвелла, на самом деле является подделкой за авторством Хевисайда.
Существуют "уравнения Максвелла с поправками Герца", по сути - уравния Хевисайда, где частные производные заменены обратно на полные. В них входит новые компоненты, делающие уравнения Максвелла инвариантными относительно преобразований Галлилея. Физики сотню с гаком лет не понимали физического смысла этих поправок. Даже сейчас появляются работы, в которых на основании исправленных уравнений утверждается, что эфирный ветер обнаружим.
Что означает добавочный член (υ·∇) в правиле замены производных 1/dt=1/∂t+(υ·∇)? Представьте себе жидкость плотности p, в которой по какой-то причине в определённом объёме установился градиент давления, но в нулевой момент времени эта жидкость находится в покое.
В системе отсчета, которая находится в нулевой момент времени в покое относительно этой жидкости, закон сохранения импульса записывается достаточно просто:
∇P=p∂v/∂t
Но давайте пересядем в систему отсчёта, движущуюся относительно первой со скоростью υ перпендикулярно градиенту давления(пусть это будет ось х). Через малый объём dV=dx·dy·dz, который движется вместе с нами вдоль жидкости, будут проплывать малые массы dm~p·υ·dy·dz. Для них тоже верно уравнение ∇P=p∂v/∂t, но ∂t в это случае равно dx/υ. В итоге получим:
∇P=p·υx·∂v/∂x
Поскольку у нас не одна, а три оси, можно записать уравнение так:
∇P=p·(υx∂v/∂x+υy∂v/∂y+υz∂v/∂z)=p·(υ·(∂/∂x+∂/∂y+∂/∂z))·v=p·(υ·∇)·v
А в самом общем случае:
∇P=p·(∂/∂t+(υ·∇))·v
Теперь то же самое более простыми словами: первый член в правиле замены производных соответствует ускорению вдоль направления движения, в том числе и "с места", а также изменениям измерямой сущности только во времени. Второй - ускорению поперёк направления движения и иным изменениям, связанным с движением относительно измеряемой сущности.
Необходимость этого члена можно продемонстрировать и иначе. Рассмотрим струю воды, вылетающую под напором горизонтально из водопровода со скоростью υx. Для удобства, будем считать, что действует только гравитация. Если сесть в систему отсчета, движущуюся со скоростью υx в том же направлении, что и вытекающая вода, то каждая капля в некотором объеме dV будет падать самостоятельно с ускорением g=∂υy/∂t.
∂υy/∂t=g; υx·∂/∂x·υy=0; a=(∂/∂t+(υ·∇))·v=g+0=g
Но если пересесть в систему отсчета крана, то мы увидим, что за секунду через тот же объём dV протекает некоторое количество воды dm/dt, и скорость этой воды изменяется за время пролёта ∂t=∂x/υx на dx·∂υy/∂x. Для отдельной капли можно записать:
g=∂υy/∂t=(υx·∂x·υy)/(∂x·dx)=υx·∂υy/dx
В то же время скорость υy в каждой точке струи остаётся постоянной, т.е.:
∂υy/∂t=0; υx·∂/∂x·υy=g; a=(∂/∂t+(υ·∇))·v=0+g=g
Максвелл, упустив этот момент, разом нарушил законы механики, из которых он исходил при выводе своих уравнений, и в этом была его ошибка. Но винить в этом надо не самого Максвелла, он проделал титанический труд и за это ему огромное спасибо. Но те, кто следующие 100 с гаком лет видел в букве υ скорость эфирного ветра - воистину были слепы.
Свет, согласно исправленным уравнениям Максвелла, ведет себя так, как это описывает баллистическая теория Ритца. Искать "эфирный ветер" бесполезно: используя "свой" свет, вы не увидите ничего, а используя свет от других звезд или иных космических тел - лишь измерите скорость относительно них.
Чтобы понять это, можно было бы воспользоваться и философией: волновое уравнение описывает распространение света относительно чего-то. Чего? Пространство чем-то не является, оно лишь вмещает что-то в себя. Остаются материальные объекты. Пусть у нас есть источник и два приёмника, движущиеся в разные стороны. Если свет движется отн. приёмника, мы имеем двусмысленность определения скорости света. Остаётся источник света.
Волны - это отклонения средних скоростей частиц в условном эфире, а не сами скорости, и, пока нелинейные эффекты пренебрежимо малы, волна не будет сноситься никаким ветром.
Попробуйте провести следующий опыт. Найдите на реке тихую заводь, соединённую с общим потоком горловиной, и бросте в неё камень. Образовавшиеся волны через горловину будут пересекать поток перпендикулярно его течению. Это и есть «чужие» волны. Камень, брошенный в поток, образует волны, распространяющиеся во все стороны и перемещающиеся вместе с потоком. Это и есть вторая сторона медали, «свои» волны.
Некоторые скажут, что теория Ритца была опровергнута путём наблюдения за двойным звёздами, но здесь следует сказать важное но: теория Ритца говорит лишь о скорости излучаемого света, но она не говорит о постоянстве этой скорости вообще. О существовании вокруг массивных тел некоторой границы, на которой происходит скачок скорости света говорит "fly-by"-аномалия. Надо отметить, что эта "аномалия" является аномалией только в рамках спекулятивной физики. В природе же она сопровождает не только землю, но и Луну, Венеру, Марс:
В 1965 г., 12 ноября к “утренней звезде” была запущена межпланетная автоматическая станция “Венера-2”, а 16 ноября, вдогонку - “Венера-3”. Перед сближением с планетой связь с “Венерой-2” была потеряна. По расчётам, станция прошла 27 февраля 1966 г. на расстоянии 24 тыс. км от Венеры. Что касается “Венеры-3”, то 1 марта 1966 г. её спускаемый аппарат впервые достиг поверхности планеты. Однако, в сообщении ТАСС умолчали о том, что и с этой станцией связь была потеряна на подлёте к планете. А вот каким было начало “марсианской гонки”. Межпланетная автоматическая станция “Марс-1”: запуск 01 ноября 1962 г., связь потеряна 21 марта 1963 г. Межпланетная автоматическая станция “Зонд-2”: запуск 30 ноября 1964 г., связь потеряна 5 мая 1965 г. Аналогичные вещи происходили и с американскими космическими аппаратами, причём один случай заслуживает особого внимания: “В июле 1969 г., когда “Маринер-7” достиг злополучного района космоса, где предыдущие аппараты пропали без вести, связь с ним была потеряна на несколько часов. После восстановления связи, к недоумению руководителей полёта, …его скорость в полтора раза превышала расчётную”
* процитирование не означает, что я подписываюсь под вообще всем, что пишет автор, ибо он жжот.
Я лично думаю, что аномалии возникают в головах учёных, поскольку природа о постулатах некоего А.Эйнштейна слышать ничего не знает. Скорее траектория распространения волн от аппарата до нас изменяется по аналогии с ранее приведенным примером волн от камня на воде.
Логично предположить, что подобные "аномалии" есть и у других планет, а также у солнечных систем. Свет от двойных звезд может иметь различную скорость только в пределах их системы, а за её пределами - свет распространяется относительно поверхности создаваемой солнцами "аномалии".
* * * см. также: Антинаучно о науке * * *
Замечания
1: Максвелл использует букву δ для обозначения частных производных.
Литература
1: On physical lines of force, J.C.Maxwell, 1861(PDF, 1.2Мб).
2: On the Notation of MAXWELL’s Field Equations, Andre Waser, 2000(PDF, 90Kб).
3: Уравнения Максвелла, Большая Советская Энциклопедия, 1969-1978