опыт Майкельсона – Морли

[Uh]

Цитата:

Можно ли на Земле провести такого рода лабораторный опыт с большой оптической базой?

Zai, для достижения даже минимальной чувствительности, скорее всего потребуется приличная оптическая база и высококачественный источник света, все-таки имеем треугольник скоростей со сторонами 300 000 и (минимум) 30 (откуда аберрационный угол составит ~ 20,4 секунды!). Необходимый для постановки опыта пробег света в сотни метров (если не километров), если даже заставить его двигаться между зеркалами, неизбежно приведет к фатальным тепловым и прочим помехам со стороны атмосферы, а значит понадобится создавать и поддерживать высокий вакуум в объеме установки. Но, главное, даже если подобный эксперимент и опровергнет лоренц-инвариантность, я полагаю, его никогда по-настоящему не признают, в первую очередь, из-за высочайшей точности доказывающих лоренц-инвариантность интерферометрических экспериментов. Необходим принципиально новый, сопоставимый по точности эксперимент, в котором бы исключалась любая возможность для обсуждаемого эффекта компенсации. К тому же, релятивисты отвергают возражение, что при аберрации света от наблюдаемых космических объектов скорость этого света и скорость Земли векторно складываются между собой, полагая Землю неинерциальной системой.

[Uh]

В любом случае, мировой вакуум уже не считается пустотой, как некогда полагал Эйнштейн. Признание этого факта, давно проверенного экспериментально - взять хотя-бы лэмбовский сдвиг или эффект Казимира, см. ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Казимира - радикальный прогресс в сторону вакуума-среды. Чем на самом деле окажется это кипящее виртуальными частицами "ничто" покажет время.

[Редкий]

И все-таки, действительно, особенноистью этого форума явлвется стрмление к мелочам. Главого желать, не то что, на пытаемся. Не можем пытаться.

[peregoudov]

Цитата:

Uh:
peregoudov, я все еще надеюсь получить Ваш ответ

Не надейтесь. Мои подозрения подтвердились. Разговор с Вами закончен.

По теме: как я стал бы сегодня анализировать эксперимент Михельсона---Морли?

1) Прежде всего я бы предположил, что справедливы уравнения Максвелла в системе отсчета, связанной с эфиром.

2) Далее я задал бы расположение и ориентацию зеркал, источника и экрана с системе отсчета, связанной с интерферометром.

3) Теперь надо пересчитать эти величины к системе эфира. Тут есть две возможности: пересчитывать классически (ориентация и расстояния не меняются) или релятивистски (продольное лоренцево сжатие приводит к изменению расстояний и ориентации зеркал).

4) В системе отсчета эфира я бы поставил граничную задачу для уравнений Максвелла. Для простоты можно рассмотреть случай, когда источник --- длинная вертикальная нить, вдоль которой колеблются электроны. Тогда электрическое поле направлено вертикально, а зависит только от горизонтальных координат и удовлетворяет волновому уравнению. Пусть на зеркалах оно должно обращаться в нуль, а от источника расходится цилиндрическая волна.

5) Далее я воспользовался бы инвариантностью волнового уравнения относительно преобразований Лоренца и сделал бы в граничной задаче замену координат и времени без преобразования поля (для танкистов и машинистов бронепоездов: это не переход в другую систему отсчета, а формальная математическая замена координат) по формулам преобразований Лоренца со скоростью, обратной скорости интерферометра относительно эфира. Если в пункте 3) я пользовался преобразованиями Лоренца, то я просто вернусь к геометрии системы интерферометра, если же я пользовался классическими формулами, то расположение зеркал и их ориентация будут другими.

6) Волновое уравнение в новых координатах (зеркала, источник и экран неподвижны) решается методом изображений. Понятно, что изображения будут расположены по-разному в зависимости от того, как мы вели пересчет в пункте 3). Если по Лоренцу, то, очевидно, изображения всегда (независимо от скорости движения интерферометра в эфире и его ориентации) будут расположены одинаково. Если же по классике, то изображения будут "ползать" при повороте интерферометра.

7) Остается сделать в решении обратную замену переменых и убедиться, что в системе эфира интерференционная картинка в "классическом" случае будет меняться при повороте интерферометра.

[Uh]

Цитата:

Не надейтесь. Мои подозрения подтвердились.

Значит Вы не в состоянии привести пример изменения угла отражения "по-Гюйгенсу" в движущейся среде, подтвержденный экспериментально.

[TRINITI]

peregoudov писал(а):

3) Теперь надо пересчитать эти величины к системе эфира. Тут есть две возможности: пересчитывать классически (ориентация и расстояния не меняются) или релятивистски (продольное лоренцево сжатие приводит к изменению расстояний и ориентации зеркал).

Возможности действительно две, ув. peregoudov, вот только квалификация их как "классическая" и "релятивистская" немного коробит. Лоренц ведь в классике работал. Это факт. Поэтому давайте поосторожнее с ярлыками. Корректнее сказать - позволяющая объяснить результат ММ и не позволяющая это сделать. Вы что-то имеете против?

[Uh]

Модели распространения света можно применять разные, от ритцевских (ныне скомпрометированных) до максвелловских. Вопрос в том, насколько мы доверяем этим моделям (к примеру, явление аномального поворота движущейся отражающей поверхности легко выводится "на бумаге" из модели отражения Гюйгенса, но не наблюдается ни в одном интерференционном эксперименте), а так же в том, насколько доверяемые модели полно описывают (а не запутывают) предполагаемые процессы. В предложенном г-ном peregoudov’ым варианте не просматривается учет смещения среды между зеркалами с вытекающим из этого игнорированием аберрационного движения света, а значит такая модель недопустимо приближенно описывает картину распространения света в интерферометре.

Цитата:

Лоренц ведь в классике работал.

Более того, "преобразования Лоренца" были первоначально получены Лармором (см. курс истории физики Кудрявцева) при совместных теоретических разработках с Лоренцом эфирных моделей, и должны бы, по-идее, называться преобразованиями Лоренца-Лармора.

[Zai]

peregoudov писал(а):

1) Прежде всего я бы предположил, что справедливы уравнения Максвелла в системе отсчета, связанной с эфиром.

Опыт Майкельсона-Морли проводился в относительно неподвижной воздушной среде, в которой скорость света меньше. Воздух по всей видимости не позволяет проявиться как отклонению и удлинению оптического пути в перпендикулярном направлении, так и доплеровским изменениям длин волн в параллельном направлении движения.

P.S.
Автор статьи по опыту Майкельсона – Морли (http://www.novodereshkin.spb.ru/mmexp.htm) влияние неподвижного воздуха также не обсуждает.

[Uh]

Цитата:

так и доплеровским изменениям длин волн в параллельном направлении движения.

Если рассматривать в качестве модели распространения света в опыте Майкельсона-Морли признанную и, в целом, непротиворечивую модель электромагнитных колебаний Максвелла, то поперечное движению светоносной среды движение элементарного осциллятора (п.4, "длинная вертикальная нить, вдоль которой колеблются электроны") будет возбуждать волны возмущения в эфире определенной длины волны. Заметим, частота собственных колебаний электронов в таком случае оказывается независима от скорости светоносной среды. При излучении - отражении, например против потока такой среды, длина световой волны будет укорачиваться. В то время как на двигающемся вместе с потоком приемнике частота гармонического колебания восстановится до частоты на излучателе, но длины волн в одну и другую сторону не совпадут. Однако на практике подобное поведение света сделало бы невозможным измерение длин материальных объектов с помощью современных сверхточных интерферометрических методов измерения. Кроме того, движение в эфире давно бы было обнаружено по факту нарушения когерентности колебаний с разными длинами волн. Все это означает, что даже столь совершенная модель, как модель Максвелла, неполно описывает электромагнитное излучение, если считать что эфир есть. Если считать, что эфира нет - уравнения Максвелла в вакууме инвариантны относительно преобразований Лоренца, и никаких проблем не возникает.

Добавлено спустя 15 минут 3 секунды:

Цитата:

Воздух по всей видимости не позволяет проявиться как отклонению и удлинению оптического пути в перпендикулярном направлении

Влияние воздуха было исключено в последующих опытах с, как Вы знаете, неизменным результатом. В вакууме вроде был поставлен опыт сразу после известной проверки Кеннеди в стабилизированном термостате с атмосферой из разряженного гелия, но точно не помню.

[Zai]

Uh писал(а):

В вакууме вроде был поставлен опыт сразу после известной проверки Кеннеди в стабилизированном термостате с атмосферой из разряженного гелия, но точно не помню.

Даже в сильно разреженном газе неподвижные молекулы могут стать центрами Гюйгесовых волн и существенно исказить последствия эффекта сноса волнового фронта и эффекта Доплера.

[Uh]

Цитата:

Даже в сильно разреженном газе неподвижные молекулы могут стать центрами Гюйгесовых волн и существенно исказить последствия эффекта сноса волнового фронта

Все так. Действительно электроны в молекулах разряженного газа могут стать и становятся вторичными источниками. Однако, Вы представляете себе, какой гигантский путь должен проделать луч, для того чтобы достоверно обнаружить поперечный сдвиг волновых фронтов, обусловленный аберрационным углом в 0,0056 градуса?

Цитата:

и эффекта Доплера

Продольного эффекта Доплера при отражении и излучении света, возникающего вследствие движения Земли в мировом пространстве, как такового не обнаружено. Точно. Обратите внимание на тот факт, что XI-я Генеральная конференция по мерам и весам в 1960 году приняла выражение размера метра в длинах световых волн как наиболее точное его значение. Не зря. На основе этого решения утверждено следующее определение: метр - длина, равная 1650763,73 длин волн, излученных атомом изотопа криптона-86 (в настоящее время криптоновые источники заменили лазеры на парах йода). В то время как ожидаемый эффект Доплера, при учете хорошо известной линейной скорости Земли относительно Солнца ~ 30 км/c, должен был бы с течением времени заметно варьировать количество этих длин , что было бы немедленно замечено при рутинных сличениях с концевыми материальными мерами, помните платиноиридиевые стержни? Предполагаемая скорость Земли в эфире на порядок больше. К примеру, согласно данным, полученным спутником COBE, вычисленная скорость Солнечной системы относительно системы координат, связанной с реликтовым шумом, достигает 380 км/с, а скорость Местной группы галактик превышает 600 км/с.

Добавлено спустя 6 минут 30 секунд:

Повторюсь. С учетом последнего замечания можно полагать, что в ситуации, если неуловимая светоносная субстанция существует, уравнения Максвелла, по всей видимости, несколько искажают картину распространения электромагнитного излучения в пространстве. Это следует из подтвержденного факта отсутствия продольного эффекта Доплера при вращении источников света, связанном с орбитальным движением Земли.

[TRINITI]

Uh писал(а):

Обратите внимание на тот факт, что XI-я Генеральная конференция по мерам и весам в 1960 году приняла выражение размера метра в длинах световых волн как наиболее точное его значение. ... В то время как ожидаемый эффект Доплера, при учете хорошо известной линейной скорости Земли относительно Солнца ~ 30 км/c, должен был бы с течением времени заметно варьировать количество этих длин

Эффект Допплера не может "варьировать количество этих длин", т.к. он совсем о другом. А перешли на выражение метра через количество волн стандартных лазеров очевидно для удобства использования эталона длины.

[Uh]

Цитата:

Эффект Допплера не может "варьировать количество этих длин", т.к. он совсем о другом.

Эффект Доплера может происходить не только между источником и приемником, но и между любыми системами отсчета (СО), в частности между источником и СО, совмещенной со движущейся средой. Что в этом необычного? Или Вы хотите сказать, что длина волны относительно среды не зависит от скорости ее источника относительно этой же среды? Представьте самописец (или электрон, двигающийся вверх-вниз вдоль поверхности зеркала и излучающий в движущийся мимо эфир максвелловскую волну), который чертит по бумажной ленте синусоиду с постоянной частотой. Теперь мысленно ускорьте лентопротяжный механизм. Что вы увидите? Правильно, длина между "одинаковыми" точками синусоиды возросла. Речь шла о таком изменении длины волны, о пространственном. Кстати, при изменении длины волны, меняется и количество длин на заданном участке.

Цитата:

для удобства использования эталона длины.

Не для удобства. Удобств тут особо никаких, а техника громоздкая и капризная. Для точности.

[TRINITI]

Uh писал(а):

Цитата:

Эффект Допплера не может "варьировать количество этих длин", т.к. он совсем о другом.

Не совсем так. По-вашему, длина волны относительно среды не зависит от скорости ее источника относительно этой же среды? Представьте самописец, который чертит по бумажной ленте синусоиду с постоянной частотой. Теперь мысленно ускорьте лентопротяжный механизм. Что вы увидите? Правильно, длина между "одинаковыми" точками синусоиды возросла. Речь шла о таком изменении длины волны, о пространственном.

Да, при движении источника постоянной частоты относительно эфира длина волны в эфире в направлении его движения будет сокращаться, а в направлении против - увеличиваться. Если приемник неподвижен относительно эфира, он зарегистрирует соответствующее изменение частоты. Однако, если приемник движется синхронно с излучателем (как в нашей лабораторной СО), то частота для него останется неизменной. Поэтому я и возразил против упоминания эффекта Допплера в данном случае. Его просто нет.

Uh писал(а):

Цитата:

для удобства использования эталона длины.

Не для удобства. Удобств тут особо никаких, а техника громоздкая и капризная. Для точности.

Удобство в том, что промежуточные эталоны не надо всякий раз нести в "палату мер и весов". А техника обычная и ничего в ней нет особенного.

[Uh]

Цитата:

Однако, если приемник движется синхронно с излучателем (как в нашей лабораторной СО), то частота для него останется неизменной.

А где я писал, что это не так???

P.S. Я слегка поправил предыдущий текст, очевидно, во время Вашего ответа.

Добавлено спустя 1 минуту 22 секунды:

Цитата:

Удобство в том, что промежуточные эталоны не надо всякий раз нести в "палату мер и весов".

Их и до этого сличали с определенной периодичность. Так поступают и с новыми эталонами, ничего не изменилось.