Искривление лучей света возле Солнца и А. Эддингтон

Кривдою свет пройдёшь, да назад не воротишься.

Русская народная мудрость

Как видим, Космос преподносит много доказательств ошибочности специальной теории относительности и справедливости БТР. Но, с другой стороны, тот же Космос как будто даёт доказательства справедливости общей теории относительности, этого обобщения СТО на случай ускоренно движущихся или находящихся в поле тяготения систем. Посмотрим, так ли это в действительности. Одним из первых доказательств теории относительности стало наблюдение отклонения лучей света, проходящих возле Солнца, вызываемое искривлением пространства гигантским гравитационным полем нашей звезды. Этот эффект, действительно, удалось наблюдать во время солнечного затмения, когда сияние Солнца не затмевало собой блеск видимых возле него звёзд. При этом, оказалось, что положения звёзд возле Солнца, действительно, претерпели небольшие угловые смещения в сравнении с их обычным взаимоположением в моменты, когда солнце находилось в другой части неба. Измеренные А. Эддингтоном смещения как будто находились в согласии с предсказаниями ОТО [26].

И, всё же, многие упрекали поздней А. Эддингтона в мошенничестве. Дело в том, что английский астроном Артур Эддингтон был весьма пристрастным наблюдателем и ярым сторонником теории относительности. Он не только развил общую теорию относительности, издав книгу о ней, но и построил на её основе теорию расширяющейся Вселенной. Он всячески пропагандировал, популяризировал, распространял теорию относительности. Именно Эддингтону теория относительности, пожалуй, больше всего обязана своей громкой славой и быстрым признанием. Лишь после его наблюдений теория относительности стала получать всемирное признание. Однако, как отмечают многие исследователи, разрешающая способность инструментов, которыми располагал Эддингтон, не позволяла сделать вывода о справедливости или ошибочности ОТО [37]. Кроме того, независимые наблюдения другой группы, проводившей исследования затмения в то же время, противоречили наблюдениям группы Эддингтона и ОТО, что поздней списали на инструментальные ошибки [73, с. 223]. А главное, — чрезвычайно благоприятные условия затмения 1919 г. уже долгое время не могли повториться. И результат Эддингтона нельзя было точно проверить в течение десятков лет, — приходилось верить ему на слово. Поэтому, Эддингтона часто и обвиняют в подтасовке фактов в пользу ОТО и предвзятом выводе. Понятное дело, что наблюдатель, жаждущий получения заданного результата, обязательно тем или иным способом его получит. А Эддингтон был именно фанатиком СТО, зацикленным на этой теории. Недаром сопровождавшие его в экспедиции сотрудники подшучивали, что Эддингтон сойдёт с ума, если эксперимент провалится и докажет ложность ОТО [37]. Искривление лучей света возле Солнца стало орудием для искажения истины, для торжества кривды в руках Эддингтона и Эйнштейна. Привлекая искривление космического пространства, они, подобно мошенникам из "Королевства кривых зеркал" В. Губарева, искажали факты, истину.

Стоит отметить, что Эддингтон и поздней не раз уличался коллегами в научных махинациях и подтасовках, подгонках фактов под теорию (против подобных методик предостерегал ещё Шерлок Холмс). Это касается, например, анекдотичного выведения Эддингтоном постоянной тонкой структуры и отношения протонной массы к электронной через π и e — методом постепенной подгонки [19, с. 308], или его теории пульсирующих звёзд (цефеид), — как увидим, тоже сыгравшей крайне негативную роль в судьбе БТР (§ 2.12). Так что, в целом, деятельность Эддингтона можно охарактеризовать как нечестную, вредную для науки. И, хотя спустя десятилетия, результат экспедиции Эддингтона был подтверждён более точными наблюдениями, это не снимает обвинений: признание теории относительности и отвержение БТР было преждевременным [2, 6]. Конечно, победителей не судят, но лишь в том случае, если победа досталась им честным путём. А победы, доставшиеся мошеннически (с фальстартом, с применением допинга), аннулируют с долговременным отстранением от участия в соревнованиях. Из-за данного Эддингтоном допинга и преждевременного старта теория относительности обманом получила преимущество и досрочное незаслуженное признание, начав стала ускоренно развиваться, тогда как все другие, альтернативные теории, напротив, — были оставлены и приостановлены в развитии. А, между тем, такие теории тоже дают объяснение отклонению световых лучей возле Солнца.

Начнём с того, что отклонение световых лучей в поле тяготения Солнца было предсказано задолго до Эйнштейна на основе классических теорий. Ещё в начале XIX века И. Зольднер, применив ньютонову корпускулярную теорию света, представлявшую свет в виде потока частиц, летящих со скоростью c (как в БТР), показал, что траектория светового луча будет изгибаться возле Солнца, подобно траекториям комет. Световые частицы движутся по гиперболе в поле тяготения Солнца, отклоняясь им на малый угол от исходного направления полёта. По расчётам Зольднера, этот угол составлял около 0,84'', что, по порядку величины, согласуется с измеренным значением отклонения света звёзд возле Солнца. То же значение получил поначалу и Эйнштейн, повторив один в один расчёт Зольднера и даже сделанную им ошибку (0,84'' вместо 0,88'', положенных по расчёту), что многие сочли доказательством плагиата Эйнштейна (см. О. Акимов.Критика теории относительности). Итак, движение частиц света в поле тяготения по баллистической траектории уже даёт требуемый порядок отклонения. Если ж учесть и предсказанную баллистической теорией зависимость силы тяготения от скорости (§ 2.3), то получим значение отклонения лучей света, ещё лучше согласующееся с измеренным [107]. Впрочем, на деле, как покажем далее, такое чисто механическое объяснение отклонения света Солнцем не вполне отвечает БТР, а, потому, реальная причина и величина отклонения заложена в совместном действии механических и оптических эффектов, предсказанных Ритцем.

Многие авторы, в том числе Тесла [110], сходятся во мнении, что истинная причина отклонения лучей вблизи Солнца заключена не в искривлении пространства, а — в силовом поле Солнца и в солнечной короне, простирающихся далеко за пределы поверхности Солнца слоях газа, взаимодействуя с которыми, лучи света искривляют свой путь. И, действительно, если учесть, что плотность корональных газов должна убывать с удалением от Солнца, рефракция должна привести к слабому искривлению лучей [111]. Однако, как показывают расчёты, плотность короны слишком мала, чтобы вызвать ощутимую рефракцию, и причина эффекта несколько в ином. А именно: согласно БТР, свет, проходя через корональные слои солнечной атмосферы, переизлучается её атомами, приобретая дополнительно их скорость. Важна, однако, не сама скорость, а её изменение за время движения светового луча в элементе газового объёма, иными словами, — ускорение газа. Объём газа сообщает проходящему сквозь него свету движение, приобретённое атомами газа в поле тяготения Солнца. Газ, а точнее, — плазма, как бы увлекает свет в направлении к Солнцу и, тем самым, искривляет световой луч, словно бы притянутый нашим светилом.

Чтобы найти вызванное притяжением Солнца отклонение лучей звёзд, достаточно рассчитать изменение их скорости в зависимости от расстояния R до центра светила. Ведь именно изменение фазовой скорости и длины волны света ведёт в атмосфере и в других преломляющих средах к искривлению лучей света. Ранее было вычислено (§ 1.19), что с удалением от Солнца с начального расстояния R длина волны света λ, переизлучаемого ускоренно движущимися атомами, увеличивается за счёт эффекта Ритца на величину

Δλ= λGM_S/Rc²,

где G — гравитационная постоянная, M_S — масса Солнца. И, наоборот, с приближением луча света от далёкой звезды к Солнцу на расстояние R длина световой волны λ сжимается, по эффекту Ритца, до значения

λ'=λ—Δλ=λ(1–GM_S/Rc²).

Это эквивалентно отрицательному набегу фазы и сокращению длин волн при падении луча в среду с показателем преломления n=λ/λ', с соответствующим снижением фазовой скорости света до значения

c'=c/n=c(1–GM_S/Rc²).

То есть, по баллистической теории с подходом к Солнцу скорость и длина световых волн уменьшается, а при удалении — вновь нарастает. Луч, идя от источника к приёмнику возле Солнца, замедляется и запаздывает, в сравнении с лучом, идущим вдали от светила. Именно такой эффект замедления радиолуча был реально зафиксирован при радиолокации [26, с. 82]. Однако, этот эффект истолковали как подтверждение теории относительности, дающей то же предсказание, что и БТР, но — из эффекта замедления времени возле Солнца (§ 1.18), хотя обнаружился лишь классический эффект замедления электромагнитных волн в подвижной плазме.

Именно эта, вызванная эффектом Ритца, переменность скорости света, по мере приближения к Солнцу, ведёт к искривлению световых лучей возле него, подобно изгибу лучей в средах с переменным n, скажем, — в миражах. И, точно, лучи звёзд, идя возле Солнца, изгибаются, отчего звёзды видны чуть смещёнными от своих реальных положений (на 1,75''), так же, как в мираже участки неба видны на раскалённом солнцем асфальте, создавая иллюзию луж. Искривление света звёзд отвечало формулам ОТО и считалось подтверждением искривления пространства — тяготением Солнца. Но, те же отклонения в 1,75'' предсказывает и теория Ритца, ибо даёт такие же изменения скорости и длины волны света в поле Солнца. Так что, по принципу Оккама надо отдать предпочтение более простой и естественной теории Ритца, созданной раньше теории гравитации Эйнштейна и толкующей искривление лучей света классически, без новых сложных гипотез. Именно в теории Ритца изменение скорости света получается как естественное следствие его баллистического принципа, за счёт движения излучающих атомов в поле тяготения, с вытекающим отсюда искривлением лучей. Тогда как, в общей теории относительности Эйнштейну пришлось ввести дополнительные сложные гипотезы о кривизне пространства и допустить изменение скорости света в гравитационном потенциале, вопреки постулату о постоянстве скорости света — из его же специальной теории относительности. На это обращал внимание известный физик Л. Бриллюэн, отмечавший, что теория Ритца в этом вопросе гораздо более последовательна, чем теория Эйнштейна.

Ещё раз отметим, что соответствие измеренного отклонения световых лучей возле Солнца расчётному отклонению, найденному на основе БТР, ничуть не означает, что Солнце притягивает световой луч. Конечно, свет переносится весомыми частицами — реонами. Однако на эти частицы тяготение не может воздействовать. Реоны, по определению Ритца, распространяются всегда прямолинейно и движутся равномерно, с постоянной по величине и направлению скоростью. Кроме того, тяготение, согласно БТР, имеет электромагнитную природу, а, значит, переносится и вызывается всё теми же реонами и ареонами, которые не взаимодействуют друг с другом и с другими реонами. Поэтому, тяготение не способно само по себе, в чистом вакууме, отклонять лучи света. Происходит лишь переизлучение света в новом направлении атомами подвижной среды возле Солнца. В этом излучении прямой, исконный световой луч, так же как луч, попавший в преломляющую атмосферу Земли, гасится за счёт интерференции, а новорожденный луч просто идёт в ином направлении (§ 1.12). При этом имеет место необратимость излучательных явлений, которой Ритц (а вслед за ним и Бриллюэн) отводил огромную роль в электродинамике.

Таким образом, отклонение, точнее, — переизлучение в новом направлении, имеет место только в подвижной среде, увлекающей свет в направлении тяготеющего тела. А, потому, лишь возле массивных космических тел, удерживающих мощным полем тяготения возле себя протяжённую атмосферу, возможно отклонение световых лучей. Конечно, эти атмосферы весьма разреженны, однако, во-первых, они представляют собой плазму — сильно ионизованный газ, гораздо лучше взаимодействующий с излучением, во-вторых, протяжённость этих атмосфер достаточно велика, чтобы вызвать заметное воздействие на скорость света и отклонение его лучей. Итак, отклонение лучей света вблизи тяготеющих тел получает простое объяснение и в рамках классической физики, стоит лишь принять баллистическую теорию Ритца. Но может ли БТР объяснить другие релятивистские эффекты, связанные с гравитацией?

Смещение перигелия Меркурия

Применимы ли предшествующие (электромагнитные) теории к тяготению, и можно ли допустить, что гравитация распространяется со скоростью света, а также подчиняется законам, допущенным нами? Ответ положительный: возмущения, как и в теории Лоренца, оказываются второго порядка. Но кроме того с помощью этих новых формул, возможно, удастся устранить имеющееся в астрономии заметное расхождение между вычислениями и наблюдениями, а именно медленное вращение эллипса, описываемого Меркурием, вращение, которое на 41'' дуги в столетие превосходит ожидаемое от возмущений, создаваемых планетами.

Вальтер Ритц, "Критический анализ общей электродинамики", 1908 г. [8]

Другой важный "успех" общей теории относительности состоял в объяснении векового смещения перигелия Меркурия. Как показали астрономические наблюдения, эллипс орбиты Меркурия медленно поворачивается в направлении вращения планеты. То есть, перигелий Меркурия (ближайшая к Солнцу точка орбиты P) смещается вместе с орбитой против часовой стрелки (Рис. 52). Частично этот эффект удалось объяснить влиянием других планет солнечной системы. Однако, оставалась ещё необъяснённая часть смещения. Вот её-то и объяснил Эйнштейн в 1915 г., в рамках общей теории относительности. И найденная им поправка в точности соответствовала наблюдаемому смещению перигелия Меркурия. Этот результат ОТО, вместе с обнаруженным отклонением луча света возле Солнца, были сильными аргументами в пользу общей теории относительности, а, значит, и её частного случая, — специальной теории относительности.

Рис. 52. Медленный поворот орбиты Меркурия.

Но смещение перигелия Меркурия находит простое объяснение и в рамках БТР. Более того, объяснение это было предложено Ритцем задолго до Эйнштейна [107],— ещё в 1908 г. Согласно Ритцу, поворот орбиты Меркурия вполне объясним классически. Известно, что Меркурий движется вокруг Солнца S с огромной скоростью (v порядка 50 км/с). Если сила тяготения имеет, по предположению Ритца, электрическую природу и распространяется со скоростью света, то движение Меркурия меняет величину этой силы, так же, как в случае электрического воздействия (§ 1.7). Из-за малого изменения силы притяжения Солнца, движение Меркурия слегка искажается, что и приводит, согласно Ритцу, к медленному смещению перигелия P. Если в покое сила тяготения равна F, то для движущейся со скоростью v планеты (Рис. 53), она вырастет пропорционально квадрату скорости встречных реонов: F'=F(c'/c)²=F(1+v²/c²). Квадрат скорости Меркурия легко выразить через радиус его орбиты r, массу Солнца M и гравитационную постоянную G: v²=GM/r, откуда F'= F(1+GM/rc²). То же выражение (для случая GM/rc² малого в сравнении с единицей) получил и Эйнштейн [26; 66, с. 87]. Именно из этого выражения следует правильная величина векового смещения.

Рис. 53. Изменение силы тяготения Солнца S за счёт движения Меркурия. Его скорость v, отнятая от скорости c, меняет скорость встречных реонов R.

Поскольку гравитация сводится, опять же, к движению реонов и ареонов, то гравитационная энергия, совсем как электромагнитная, есть кинетическая энергия движения этих частиц. Колеблющееся тело постепенно тормозится, расходуя свою кинетическую энергию на излучение гравитационных волн, подобно тому, как это происходит у колеблющегося или ускоренного заряда. Таким образом, мы можем наглядно представлять и рассчитывать не только энергию электрического, но и энергию гравитационного поля. Существование гравитационного трения было подтверждено и наблюдениями [26]. Указав на применимость законов электродинамики к гравитации, именно Ритц и Цёлльнер первыми предсказали гравитационный аналог магнитного поля, гравитационные волны и трение. В самом деле, подобно тому, как вращающийся электрон излучает электромагнитные волны, — периодически меняющееся электрическое воздействие, так же и планета или другое космическое тело, летящее по круговой или эллиптической орбите, должно создавать периодично меняющееся гравитационное воздействие, — гравитационные волны, теряя при этом свою энергию. И совсем как вращающийся заряд создаёт магнитное воздействие (называемое ещё вихревым), так же и крутящаяся масса, за счёт изменения силы тяготения при движении, создаёт небольшую добавку к гравитационному воздействию. Эта добавка обусловлена вихревым гравитационным полем. Порой его ещё называют "торсионным полем вращающегося тела", но это — всё то же ненужное приумножение сущностей, против которого предостерегал Оккам. Все воздействия: магнитные, гравитационные, вихревые гравитационные — это лишь частные проявления электрического, действующего вдоль прямых линий (§ 3.16).

Вообще же, об электромагнитной природе гравитации догадывались уже очень давно, начиная ещё с учёных античности: Демокрита, Эпикура и Лукреция, считавших, что все воздействия (световые, электрические, магнитные и гравитационные) передаются посредством ударов источаемых телами частиц. Эту точку зрения развивали и учёные эпохи Возрождения: Леонардо да Винчи, Джордано Бруно, Галилео Галилей и Пьер Гассенди, возродившие античную науку с демокритовой теорией света и атомов. Так же и Кеплер, предположив у планет силу тяготения и закон изменения её, считал эту силу электромагнитной природы, говоря такие слова: "Гравитацию я определяю как силу, подобную магнетизму — взаимному притяжению. Сила притяжения тем больше, чем оба тела ближе одно к другому". Наконец, ещё в XIX в. И. Цёлльнер и, независимо от него, П. Гербер предложили для объяснения векового смещения перигелия Меркурия учесть, что гравитация распространяется не мгновенно, и потому сила тяготения зависит от скорости по закону, аналогичному закону Вебера для электрической силы [106, 107]. Именно Цёлльнер выдвинул гипотезу, объясняющую гравитацию, как не скомпенсированную разницу сил притяжения и отталкивания элементарных зарядов, составляющих тело. А уже в 1908 г. Вальтер Ритц обосновал эти идеи с позиций своей баллистической теории и нашёл строгую формулу (найденную спустя семь лет Эйнштейном) для описания смещения перигелия Меркурия, которая соответствовала наблюдениям (Визгин В.П. Релятивистская теория тяготения. М.: Наука, 1981). Более того, Ритц на основе этой формулы, опять же задолго до Эйнштейна, предсказал вековые смещения перигелиев для других планет, — Земли и Венеры, впоследствии подтверждённые измерениями [107].

И снова несомненное преимущество БТР перед теорией относительности состояло в том, что все эти эффекты были объяснены без привлечения дополнительных абсурдных постулатов об эквивалентности гравитационной и инертной массы или об искривлении пространства тяготеющими телами, но, исключительно, — как прямые следствия исходной механической модели взаимодействия зарядов, посредством обмена частицами. Так что, объяснение смещения перигелия Меркурия с позиций теории относительности, мало того, что не единственно возможное, но, даже, — не первое, не второе и, при том, — не самое последовательное или естественное. В самом деле, если объяснять гравитационные силы искривлением пространства, то как объяснить все другие силы: неужели тоже искривлением пространства? Почему гравитационное воздействие должно быть выделено по сравнению, например, с электрическим, которое подчиняется тем же законам? Не случайно, как признался сам Эйнштейн, он до конца жизни так и не смог объяснить природу отталкивания двух электронов [58, с. 144], в отличие от Ритца.

Кроме всего прочего, Ритц устранил основной порок ньютоновской теории тяготения, показав, что и здесь нет дальнодействия. Гравитацию переносит материальный посредник (реоны) с конечной скоростью, равной скорости света. Именно эта задержка ведёт к изменению гравитационных сил при движении: вместо гравистатики работает гравидинамика, которая, как показали Цёлльнер, Гербер и Ритц — задолго до Эйнштейна, объясняет вековое смещение перигелия Меркурия [106]. Итак, Ритц единым образом, на базе одной простой модели и без всяких абстрактных гипотез объяснил все электрические, электродинамические, релятивистские и гравитационные эффекты, для чего в современной физике нужны четыре теории — КЭД, электродинамика, СТО, ОТО, каждая — с ворохом надуманных неестественных гипотез и постулатов. А, поскольку все их приняли без должных оснований, только на основании слепой веры, отбросив строгие и логичные теории Ньютона, Ампера, Вебера, Гаусса, то кванторелятивистская физика вообще утрачивает всякое доверие. Однако, когда учёные наконец откроют гравитационные волны, нам это станут преподносить как триумф теории относительности, хотя такие волны задолго до Эйнштейна предсказывали многие физики, включая Ритца, чётко заявившего об аналогии электродинамики и гравидинамики, а также о равенстве скоростей распространения гравитации и света.