Валерій Делямуре
В даний час поставлені десятки експериментів, що не піддаються поясненню в рамках сучасної фізики, але ніби мають відношення до проблеми ефіру. З практичної точки зору найбільш цікаві так звані «сверх'едінічние» установки, які виробляють більше енергії, ніж споживають, або взагалі виробляють енергію, не споживаючи її, а також розвивають силу тяги без механічної опори. Такі, наприклад, установки Брауна (Tomas Townsend Brown), Серлі (John RR Searl) і Годіна - Рощина.
Поява додаткової енергії в замкнутій системі заборонено законом збереження енергії. Поява додаткового імпульсу в замкнутій системі заборонено законом збереження імпульсу. Склалася на перший погляд нерозв'язна ситуація: з одного боку, закон збереження енергії не може бути порушений, з іншого боку, існують «сверх'едінічние» установки, як ніби порушують цей закон.
Ця ситуація може бути вирішена не тільки без порушення законів природи, але, навпаки, на підставі цих законів.
Закон збереження енергії справедливий для замкнутих систем. Для того щоб його не порушити стосовно «сверх'едінічним» установкам, досить припустити, що згадані установки не є замкнутими системами, вони є відкритими і черпають енергію з активного середовища, яка не ідентифікована класичній фізиці, але в якій відразу вгадується ефір. Ці установки потрібно розглядати як ефіромеханіческіе системи.
На основі аналізу даних експериментів Майкельсона і Міллера, зробленого сучасними дослідниками, і останніх експериментальних даних [1 ... 6] показано, що експериментального спростування існування ефіру не є.
Всі теорії, що заперечують існування ефіру, методологічно неспроможні: у них спочатку передбачається, що ефір - механічна субстанція, а потім критикуються властивості цієї надуманої механічної субстанції, що не має нічого спільного з реальним ефіром, властивості якого повинні бути визначені експериментально, а не постульовано апріорі. Методологічно коректних теоретичних спростувань існування ефіру немає.
Аналіз експериментів Брауна, Серлі і Годіна - Рощина дозволяє висунути альтернативну, експериментально обгрунтовану гіпотезу: ефір - не механічна субстанція, яка в електричному полі поводиться як розподілений безмасові заряд.
На підставі цієї гіпотези передбачені дві фізичні ефекту взаємодії ефіру з зарядженими і намагніченими тілами. Обидва ефекти підтверджені експериментально [7, 8].
Заснована на цих ефектах математична модель динаміки установки Годіна - Рощина показує результати, адекватні експериментальним даним [9].
Установка Годіна - Рощина являє собою конвертор «вільної» енергії і водночас рушій без механічної опори. Знання і розуміння що відбуваються в цій установці процесів дозволяє приступити до раціонального проектування рушіїв-конверторів.
1. Ефір - не механічна субстанція
Ефір - поняття багаторазово відкинуте і висміяти. На розмови про ефір в ортодоксальній механіці накладено негласне табу. Спостерігаються два підходи до заперечення існування ефіру: теоретичний і експериментальний. Нижче коротко аналізуються обидва підходи. Показано, що переконливих спростувань існування ефіру немає - ні теоретичних, ні експериментальних.
1.1. Теоретичні спростування існування ефіру
У теорії найбільший вік мають заперечення проти теоретичної моделі ефіру у вигляді континуальної субстанції. Зокрема, якщо ефір схожий на рідину, то він повинен володіти в'язкістю, а рухаються в ньому тіла повинні відчувати в'язке опір, чого насправді не спостерігається. На цій підставі робиться висновок, що ефіру немає: якщо б ефір існував, планети давно б впали на Сонці. Іншого роду заперечення засновані на тому, що електромагнітні коливання є поперечними, а поперечні хвилі можуть існувати тільки в твердих тілах. Якщо ефір - тверда субстанція, то рух речових тіл в ньому неможливо.
Такого роду судження логічно неспроможні: у них підсвідомо передбачається, що ефір - механічна субстанція. Механічна субстанція повинна вступати в механічну взаємодію з речовими тілами. Такого взаємодії дійсно ніхто не спостерігав. Звідси робиться категоричний висновок - ефір не існує. Однак у всіх випадках спростуванню піддаються не властивості ефіру, а довільно приписувані йому властивості надуманою механічної моделі. У наявності класичний порочне коло.
Не поміченою і не дослідженою залишається альтернативна ситуація - ефір не механічна субстанція.
Найбільш жорстке заперечення існування ефіру приписується спеціальної теорії відносності. Воно мотивується її першим «постулатом»: всі фізичні процеси в інерційних системах відліку протікають однаково.
«Перший постулат раз назавжди кінчає з ефіром: якщо всі інерціальні системи рівноправні, то немає привілейованої (абсолютної) системи відліку, а так як ефір не може бути пов'язаний з усіма інерційних системами, то він просто не існує» [1].
У цьому висловлюванні міститься та ж помилка, що і в попередніх: ефіру підспудно приписуються властивості механічної субстанції. Система відліку - поняття, що застосовується виключно до механічних об'єктів. Система відліку за визначенням являє собою речовий тіло, забезпечене засобами вимірювання - лінійками і годинами. Припустити, що з ефіром може бути пов'язана система відліку - значить, припустити, що ефір є речовій, механічної субстанцією. Якщо ж ефір не механічна субстанція, вислів втрачає сенс.
З твердження «не існує абсолютна системи відліку» не випливає твердження «не існує ефір», оскільки система відліку є механічний об'єкт, а ефір - об'єкт не механічний.
Ця помилка, як і попередні, є наслідком того, що парадигма механіки сліпо, без достатньої підстави поширюється на теорію ефіру, що виражається в приписуванні йому механічних властивостей, якими він не володіє.
1.2. Експериментальні спростування існування ефіру
Основним експериментальним підтвердженням відсутності ефіру проголошений негативний результат досвіду Майкельсона (Albert Michelson).
«Майкельсон міг би виявити« ефірний вітер »зі швидкістю 10 км / с. Але жодних слідів «ефірного вітру» виявлено не було ... Негативний результат досвіду Майкельсона залишається непорушним. Таким чином, його надійність не викликає сумнівів »[1].
Цікаво порівняти твердження про негативний результат з повідомленнями самого Майкельсона.
У 1887 році у спільному з Морлі (Edward Morley) звіті Майкельсон писав [2]:
... The relative velocity of the earth and the ether is probably less than one-sixth the earth's orbital velocity, and certainly less than one-fourth ... The experiment will therefore be repeated at intervals of three months, and thus all uncertainty will be avoided.
... Швидкість Землі відносно ефіру, можливо, менше однієї шестидесятих орбітальної швидкості і точно менше одній сороковій частини ... Експерименти повторювалися з інтервалом у три місяці, тому всі невизначеності були усунені.
Про нульової швидкості ефірного вітру в цьому повідомленні немає ні слова.
Протягом 1926 ... 1928 років Майкельсон зробив серію повторних експериментів спільно з Пісом (Pease) і Пірсоном (Pearson). Перший експеримент був поставлений у червні 1926 року, другий - восени 1927 року, третій - у 1928 році. Про перших двох експериментах повідомлялося, що вони не привели до виявлення ефірного вітру. У повідомленні від 1929 року про експерименти на горі Маунт-Вільсон говорилося [2]:
The results gave no displacement as great as one-fifteenth of that to be expected on the supposition of an effect due to a motion of the solar system of three hundred kilometers per second.
Вимірювання показали швидкість не більше однієї п'ятнадцятий від визначеної швидкості руху Сонячної системи, яка дорівнює трьомстам кілометрів на секунду.
Одна п'ятнадцята від трьохсот кілометрів на секунду - це двадцять кілометрів на секунду.
Мунеру (Hector A. Munera) піддав сучасної статистичної обробки оригінальні матеріали експериментів Майкельсона і отримав наступні результати [3].
«The average for the three noon sessions is 6,22 km / s with a standard deviation on the mean of 0,93 km / s. For the 18:00 observations the avearge is 6,80 km / s with a much larger standard deviation on the mean of 2,49 km / s. These values are compatible with the original findings of MM and with Miller 's recalculation. Again, clearly non-null results.
Середнє значення швидкості для трьох експериментів, поставлених опівдні, склало 6,22 км / с при стандартному відхиленні близько 0,93 км / с. Для спостережень о 18 годині середнє значення швидкості дорівнює 6,8 км / с при трохи більшій стандартному відхиленні, рівному 2,49 км / с. Ці величини можна порівняти з тими, які отримані Майкельсоном - Морлі і перераховано Міллером. Знову в наявності ненульовий результат.
Надійність дослідів Майкельсона також не є «не викликає сумнівів». Міллер (Dayton Miller) оцінював апаратуру Майкельсона наступним чином [4]:
Michelson's first apparatus proved inadequate as to sensitivity and stability. Prof. Morley proposed several important developments in the interferometer. With this instrument, the famous «Michelson - Morley Ether-Drift Experiment» was performed in Cleveland, in July 1887. Again the results were inconclusive and the instrument was of insufficient sensitivity for the delicate measurements.
Перша апаратура Майкельсона володіла неадекватною чутливістю і стабільністю. Проф. Морлі запропонував кілька важливих поліпшень конструкції інтерферометра. За допомогою цього інструменту в липні 1887 року в Клівленді був поставлений знаменитий досвід Майкельсона - Морлі з виявлення ефірного вітру. І знову результати були непереконливими, а прилад не мав необхідної чутливістю для таких тонких вимірів.
Експерименти Майкельсона були продовжені Міллером, який усунув у своєму приладі всі можливі джерела помилок. За період з 1902 по 1926 рік було виконано близько 200 000 вимірювань при 12 000 поворотів інтерферометра. Міллер писав [2]:
The effect [of ether-drift] has persisted throughout. After considering all the possible sources of error, there always remained a positive effect. The observed effect is dependent upon sidereal time and is independent of diurnal and seasonal changes of temperature and other terrestrial causes, and is a cosmical phenomenon.
Ефірний вітер присутня всюди. Після врахування всіх можливих джерел помилок завжди залишався позитивний ефект. Спостережуваний ефект залежить від сидерального часу, не залежить від сезонних змін температури та інших пов'язаних з Землею причин, це космічне явище.
Результати експериментів Міллера також були піддані Мунеру уточненої статистичній обробці. Отримане їм притаманне значення швидкості ефірного вітру одно 10,1 ± 0,33 км / с.
Підсумки своєї роботи Міллер оцінював так [4]:
A relative motion of the earth and the ether should produce an effect which, as observed in the interferometer, would vary both in magnitude and direction as the earth rotates on its axis and as it revolves in its orbit; the effect further depends upon the latitude of the station of observation.
The actual observations indicate an ether drift of ten kilometers per second which varies in a manner wholly consistent with the theoretical requirements; however, the observed velocity of the drift is smaller than had been expected, as though the ether through which the interferometer is being carried by the earth's motion was not absolutely at rest.
A comparison of the effect of the orbital motion of the earth as observed in the interferometer with its known value leads to the conclusion that the absolute motion of the solar system in space has a velocity of 208 kilometers per second. This cosmical motion is towards an apex located in the southern constellation Dorado, the Sword Fish, in the midst of the Great Magellanic Cloud of stars.
Взаємне відносний рух Землі і ефіру може робити ефект, який, як це було видно з інтерферометричні спостережень, може змінюватись за величиною і напрямком при обертанні Землі навколо своєї осі і рух її по орбіті, ефект також залежить від широти місця спостереження.
Спостереження показують рух ефіру зі швидкістю близько десяти кілометрів на секунду, що повністю узгоджується з вимогами теорії, однак виміряна швидкість ефіру менше очікуваної, оскільки ефір, у якому інтерферометр рухався разом з Землею, не перебував у повному спокої.
Порівняння спостереженого за допомогою інтерферометра ефекту орбітального руху Землі з його відомою величиною приводить до висновку, що Сонячна система рухається в просторі з абсолютної швидкістю близько 208 кілометрів на секунду. Це рух направлений у бік сузір'я Золотої Риби в середині Магелланової хмари.
Сучасні дослідження знаходяться у згоді з точкою зору Міллера.
Маринов (Stefan Marinov) провів експеримент за визначенням «ефірного вітру» на основі сучасної техніки [5, 6]. Знайдене їм значення швидкості «ефірного вітру» дорівнює 362 ± 40 км / с.
У 1989 році Центром космічних польотів НАСА в Годдарда (NASA's Goddard Space Flight Center) був запущений штучний супутник Землі COBE (Cosmic Background Explorer) для дослідження мікрохвильового фонового випромінювання Всесвіту [7] - Cosmic Microwave Background Radiation (CMBR). За даними вимірювань, проведених за допомогою ШСЗ COBE, розраховано, що швидкість руху Землі становить 365 км / с [8].
Уокер (Evan Harris Walker) на цій підставі вводить в розгляд абсолютну систему відліку, яка визначається фоновим випромінюванням Всесвіту [8], тобто не механічну систему.
У роботі [9] значення швидкості ефірного вітру приводиться у відповідність з даними експериментів Майкельсона - Морлі і Міллера. При розрахунку швидкості ефірного вітру за результатами цих експериментів не враховувався той факт, що швидкість світла в повітряному середовищі, у якій проводилися ці експерименти, відрізняється від швидкості світла у вакуумі, яка і бралася до уваги. Значення швидкості, обчислені з урахуванням цього чинника, узгоджуються зі значенням швидкості, отриманої з експерименту COBE. Автори роботи [9] вважають можливим абсолютний рух:
This results undermine Einstein's assertion that absolute motion has no meaning.
Ці результати руйнують твердження Ейнштейна про те, що абсолютна рух не існує.
Таким чином, експериментальні дослідження, щонайменше, не спростовують існування абсолютної субстанції, якою може виявитися ефір. Але це не механічна субстанція.
Рекламований негативний результат дослідів Майкельсона і незаперечність цього результату не відповідають дійсності.
Не має ні теоретичних, ні експериментальних спростувань існування ефіру. Сучасні експериментальні дослідження підтверджують існування абсолютної немеханічної субстанції.
Дослідження Міллера малюють картину світу, полярно протилежну тій, яку приписують Майкельсона і Ейнштейну: людство живе не в порожньому просторі, не в вакуумі, а в динамічному океані ефіру. Людина, що заперечує існування ефіру, подібний до рибі, що заперечує існування океану.
У той же час ні інтерферометричні досліди Майкельсона - Морлі - Міллера, ні експеримент COBE, навіть якщо сприймати їх як підтвердження існування ефіру, не несуть ніякої інформації про властивості взаємодії ефіру з речовими тілами.
Якщо грунтуватися тільки на інтерферометричні експериментах, потрібно розділити позицію І. Ньютона, знаменитий трактат якого закінчується словами [10]:
... Немає достатнього запасу дослідів, якими закони дії цього ефіру були б точно визначені.
У цій фразі зазначений напрямок експериментальних досліджень і сформульована вимога до їх складу: необхідно дослідним шляхом визначити «закони дії» ефіру, а сукупність дослідів повинна бути достатньою для побудови теорії.
2. Альтернативна гіпотеза
2.1. Експериментальний базис
З часів І. Ньютона експериментальний базис фізики істотно розширився. Поставлені десятки експериментів, що не піддаються поясненню в рамках сучасної фізики, але ніби мають відношення до проблеми ефіру. З практичної точки зору найбільш цікаві так звані «сверх'едінічние» установки, які виробляють більше енергії, ніж споживають, або взагалі виробляють енергію, не споживаючи її, а також розвивають силу тяги без механічної опори. Такі, наприклад, установки Брауна, Серлі і Годіна - Рощина.
Поява додаткової енергії в замкнутій системі заборонено законом збереження енергії. Поява додаткового імпульсу в замкнутій системі заборонено законом збереження імпульсу. Це і є для ортодоксальної науки підставою для заперечення або замовчування подібних експериментів. Склалася на перший погляд нерозв'язна ситуація: з одного боку, закон збереження енергії не може бути порушений, з іншого боку, існують «сверх'едінічние» установки, як ніби порушують цей закон.
Ця ситуація може бути вирішена не тільки без порушення законів природи, але, навпаки, на підставі цих законів.
Закон збереження енергії справедливий для замкнутих систем. Для того, щоб його не порушити стосовно «сверх'едінічним» установкам, досить припустити, що згадані установки не є замкнутими системами, вони є відкритими і черпають енергію з активного середовища, яка не ідентифікована класичній фізиці, але в якій відразу вгадується ефір. Ці установки потрібно розглядати як ефіромеханіческіе системи.
Поступово стає ясно, що людство існує не в порожньому просторі - вакуум у буквальному сенсі цього слова, а в динамічному середовищі, з якої не тільки можна витягувати енергію, але в якій можна пересуватися без механічної опори. Світ знаходиться на порозі відкриття нового виду матерії. До цих пір був відомий тільки один вид матерії - речовина (електромагнітні коливання все ж не матерія, а процес). Тепер на сцені з'являється принципово новий вид матерії - ефір. Його використання обіцяє фантастичні можливості. Однак для того, щоб хоча б зрозуміти ці можливості, потрібна теорія. Але не теорія ефіру як такого (наприклад, теорія його внутрішньої будови), а теорія процесів його взаємодії з речовими тілами, оскільки тільки через посередництво процесів людина може використовувати ефір в технологічних цілях.
Для того, щоб приступити до побудови теорії будь-якого процесу, по-перше, необхідно, щоб цей процес був виявлений і ідентифікований і, по-друге, необхідно мати достатній набір експериментальних даних, які визначають властивості цього процесу. Теорія ж може бути тільки узагальненням експериментальних даних. До тих пір, поки немає достатнього емпіричного базису, не може бути й адекватної теоретичної надбудови.
Ефір вже заявив про своє існування самим лише фактом «розмикання» механічних систем. Але будь-які експерименти, спрямовані на встановлення властивостей процесу взаємодії ефіру з речовими тілами, відсутні.
Майбутня теорія ефіру переживає, якщо можна скористатися історичною аналогією, «предкулоновскій» період. Перший етап пройдено: ідентифікація ефіру зроблена при посередництві «сверх'едінічних» експериментальних установок. Але експериментів, спрямованих на встановлення властивостей взаємодії ефіру з речовими тілами, немає. Їх немає тому, що немає ні однієї гіпотези про властивості цих взаємодій, яку можна було б покласти в основу схеми експерименту.
2.2. Ефекти взаємодії
Перед тим, як поставити свій знаменитий досвід, Кулон висунув гіпотезу про те, що сила взаємодії між точковими зарядженими тілами обернено пропорційна квадрату відстані між ними і прямо пропорційна добутку зарядів. Саме ця гіпотеза повністю визначила схему експерименту.
Аналіз експериментів Брауна, Серлі і Годіна - Рощина дає можливість висунути аналогічну гіпотезу стосовно до ефіру і поставити відповідні цій гіпотезі експерименти, які підтверджують факт існування ефіру і визначають закони його взаємодії з речовими тілами.
У безпосереднє механічну взаємодію з речовими тілами ефір не вступає - проти цього нема чого заперечити. Між тим, якщо припустити, що «сверх'едінічние» установки черпають енергію з ефіру, необхідно вказати спосіб взаємодії речових тіл з ефіром.
В установках Брауна присутні тіла, оснащені електричним полем, а в установках Серлі - тіла, оснащені магнітним полем. Природно припустити, що ефір взаємодіє з електричним або магнітним полем, яке, будучи пов'язане з речовим тілом, передає йому вплив ефіру.
Добре відомо, що з електричним і магнітним полем взаємодіє електричний заряд. На підставі експериментів допустимо висунути гіпотезу про те, що ефір в електричному полі поводиться подібно безмассовой (не має механічної щільності маси) розподіленому заряду. Для всеосяжного затвердження - ефір взагалі є безмасові розподілений заряд - немає експериментальних підстав. На підставі відомих експериментів не можна виключити можливість того, що поза електричного поля ефір є електрично нейтральну субстанцію і набуває властивості заряду тільки перебуваючи в електричному полі.
Але навіть ця обмежена гіпотеза підлягає обов'язковій експериментальної перевірки.
Для коректної постановки експериментів необхідно сформулювати передбачувані закони взаємодії ефіру з електричним і магнітним полями. Спираючись на висловлювання Ломоносова про те, що «природа не розкошує зайвими причинами», можна сформулювати ці закони у вигляді, давно відомому в теорії електрики.
Передбачається, що дія ефіру на тіло, пов'язане з електричним полем описується формулою
f =-qE,
де
f - щільність сили, що діє на тіло, оснащене електричним полем (це сила кулонова типу); E - напруженість електричного поля; q - константа.
Сила кулонова типу - це сила тяги в установках Брауна, Серлі і Годіна - Рощина, що пояснює появу додаткового імпульсу в цих установках.
Дія ефіру на намагнічене тіло має місце тільки у присутності також і електричного поля і, за припущенням, описується формулою
f = - σB × E,
де
f - щільність сили, що діє на тіло, оснащене електричним і магнітним полями (це сила Лоренцева типу); B - магнітна індукція; E - напруженість електричного поля; σ-константа.
Сила Лоренцева типу - це «розгінна» сила, що викликає самоускоренія механічних частин установок Серлі і Годіна - Рощина і пояснює появу додаткової механічної енергії в цих установках.
2.3. Перевірка гіпотези
Для безпосередньої перевірки гіпотези були поставлені два найпростіших «сургучному-мотузяних» експерименту, які показали наявність обох очікуваних ефектів [11, 12]. Експерименти гранично прості і можуть бути перевірені будь-яким зацікавленим дослідником.
Перший ефект, пов'язаний з силою кулонова типу, був виявлений Брауном, і тому отримав його ім'я - ефект Брауна. Другий, раніше невідомий ефект, вперше проявився в установці Серлі, і тому отримав назву ефекту Серлі.
Непряма перевірка гіпотези полягала в розрахунку динаміки установки Годіна - Рощина на підставі цих двох ефектів [13]. Розрахунок показав повне якісне збіг і кількісну близькість з результатами експерименту. Адекватність математичної моделі результатами експерименту може розглядатися як непряме підтвердження гіпотези.
Установка Годіна - Рощина являє собою конвертор «вільної» енергії і рушій без механічної опори. Наявність адекватної математичної моделі відкриває можливість раціонального проектування пристроїв подібного типу.
Таким чином, гіпотеза про ефір як безмассовой розподіленому заряді дозволяє теоретично передбачити й експериментально підтвердити існування двох фізичних ефектів взаємодії ефіру з речовими тілами. Функціонування «сверх'едінічних» установок може бути досить просто пояснено на основі експериментально підтвердженої гіпотези про ефір як безмассовой розподіленому заряді. Розуміння фізичних процесів, що відбуваються в цих установках, дозволяє сподіватися на практичні застосування теорії ефіру, що може свідчити про появу прикладної наукової дисципліни - ефіротехнікі [14].
Список літератури
Угаров А.А. Спеціальна теорія відносності. - М.: Наука, 1969.
James DeMeo. Dayton Miller's Ether-Drift Experiments: A Fresh Look.
Hector A. Munera. Michelson - Morley Revisited: Systematic Errors, Consistency Among Different Experiments, and Compatibility With Absolute Space.
Dayton C. Miller. The Ether-Drift Experiment. Cleveland Plain Dealer, 10 March 1940.
Das Marinov-Experiment.
Обухів Ю.О., Захарченко І.І. Світлоносний ефір і порушення принципу відносності.
Cosmic Background Explorer.
Evan Harris Walker. The Cosmic Microwave Background Radiation As A Marker Of An Absolute Reference Frame.
RT Cahill, K. Kitto. Michelson - Morley Experiments Revisited and the Cosmic Background Radiation Preferred Frame.
Ньютон І. Математичні начала натуральної філософії. - М.: Наука, 1989.
Делямуре В.П. Ефект Брауна: експериментальне підтвердження. Життєпис, 2004.
Делямуре В.П. Ефект Серлі. Життєпис, 2004.
Делямуре В.П. Аналіз динаміки установки Годіна - Рощина. Життєпис, 2004.
Делямуре В.П. Ефіротехніка.