Постановка задачи. Как известно, современная теоретическая физика отвергает эфир на том основании, что якобы в 1881 и 1887 гг Майкельсоном при измерении эфирного ветра получен

Как известно, современная теоретическая физика отвергает эфир на том основании, что якобы в 1881 и 1887 гг Майкельсоном при измерении эфирного ветра получен «отрицательный результат», т.е. эфирный ветер не был найден. На самом деле эфирный ветер был обнаружен уже в 1887 г., хотя и не той величины и не того направления. Рядом исследователей эфирный ветер был обнаружен, это Майкельсон и Морли – 1887 г., Морли и Миллер – 1905 г., Миллер – 1921-1925 г., Майкельсон, Пис и Пирсон – 1929 г. Выяснилось, что эфирный ветер обдувает Землю не в орбитальном направлении, а почти в перпендикулярном (со стороны звезды ζ созвездия Дракона, 26⁰ от Полюса мира). Все авторы, не получившие результата –Кеннеди и Иллингворт, Пиккар и Стаэль) допустили в своих опытах серьезные методические и инструментальные ошибки.

Именно не получение ожидаемых по тогдашней теории результатов и послежило основой для полного отрицания существования в природе эфира, что в конце концов привело естествознание в тупик. Поэтому возобновление экспериментов по эфирному ветру имеет принципиальное значение.

Постановка эксперимента

Главной трудностью в проведении экспериментов по исследованию эфирного ветра является сложность изготовления измерительного устройства – интерферометра Майкельсона, прибора 2-го порядка, в котором отклонение интерференционной картины соответствует выражению

δ = 2 D v ²/ c ² (11.1)

Здесь D – длина оптического пути; v – относительная скорость эфирного ветра, с – скорость света.

При длине оптического пути в 1 м и относительной скорости эфирного ветра в 30 км/с (как ожидалось тогда) эта величина составит δ = 2·10^–8 м, при скорости в 3 км/с всего лишь δ = 2·10^–10 м, то есть малую долю длины волны света. Это требует увеличения длины оптического пути, т.е. увеличения размеров прибора до нескольких метров при многократном отражении света от зеркал, а также высокой стабильности всей конструкции. Такой прибор создать трудно.

Однако в настоящее время найден иной способ измерения эфирного ветра. Способ основан на том, что лазерный луч под нагрузкой эфирного ветра изгибается подобно тому, как изгибается обычная балка под нагрузкой обычного воздушного ветра В этом случае отклонение лазерного луча пож воздействием эфирного ветра будет пропорционально относительной скорости эфирного ветра в первой степени и определяться выражением

δ = kD v / c (11.2)

где k – коэффициент упругости лазерного луча. При длине оптического пути в несколько метров и скорости эфирного ветра в 3 км/с отклонение лазерного луча составит десятые доли миллиметра, что вполне доступно измерениям.

Схема прибора показана на рис. 11.1.

Вся оптическая часть прибора крепится на жесткой платформе. На концах платформы укрепляются зеркала с поверхностным отражением для 3-4-х кратного отражения лазерного луча. В конце пути лазерный луч направляется в детектор-приемник, представляющий собой зачерненную изнутри трубку, в конце которой установлено матовое стекло, а за ним – 4 фотосопротивления, разделенные непрозрачной перегородкой. Никаких коллиматоров для лазера применять не нужно, так как способ основан на измерении светового потока, снимаемого со всей площади матового стекла.

Рис. 11.1. Схема измерения скорости эфирного ветра с помощью лазерного луча: 1 – гелиево-неоиовый лазер; 2 – детектор; 3 – фотосопротивления; 4 – матовое стекло; 5 – непрозрачная перегородка; 6 – усилитель сигнала вертикального отклонения луча; 7 – усилитель сигнала горизонтального отклонения луча.

Опыт показывает, что применение усилителей не обязательно, поскольку чувствительности моста, в который включены фотосопротивления, более чем достаточно, и появляется возможность ее регулировать. В качестве измерительного прибора в мост включается либо микроамперметр, либо самописец, что, конечно, лучше для сбора статистики. Питание моста проще всего осуществлять от обычной батареи типа «Крона» или от сети через стандартный преобразователь на 5 или 9 В.

В изложенном виде прибор пригоден для измерения эфирного ветра с использованием вращения Земли. В этом случае определяется суточная вариация, которую нужно привязывать к звездному (сидерическому) времени. Однако в более общем случае представляет интерес вращение платформы.

Рис. 11.2. Поворотная лазерная скамья: 1 – жесткая скамья; 2 – гелиево-неоновый лазер; 3 – детектор отклонения лазерного луча; 4 – зеркала с поверхностным отражением; 5 – кольцевой токосъемник для подвода питания и снятия сигнала с детектора; 6 – щетки; 7 – мотор с редуктором; 8 – цилиндрический подшипник скольжения с шаровой опорой; 9 – основание.

При проведении эксперимента следует заметить, что на основную составляющую эфирного ветра накладываются солнечные вариации, т. е. дополнительные возмущения эфирных потоков, генерируемые Солнцем (см. гл. 16). Амплитуды этих возмущений могут превышать основные отклонения и по длительности составлять от долей минут до нескольких часов.

Выводы

Измерение эфирного ветра является принципиальным для современного состояния естествознания и должны быть продолжены. Разработанные в настоящее время способы 1-го порядка позволяют разработать простые т эффетивные измерительные приборы, создание которых практически доступно всем.