Швидкість світла в даному середовищі. Постійна чи швидкість світла? Чому дорівнює швидкість світла

А пуд як був - він так і є, шістнадцять кілограм.
М. Таніч (з пісні до к / ф «Таємничий чернець»)

Спеціальна теорія відносності (СТО), безсумнівно, найзнаменитіша з фізичних теорій. Популярність СТО пов'язана з простотою її основних принципів, що вражає уяву парадоксальністю висновків і її ключовим положенням у фізиці ХХ століття. СТО принесла небувалу славу Ейнштейну, і ця слава стала однією з причин невпинних спроб ревізії теорії. У середовищі професіоналів суперечки навколо СТО припинилися вже понад півстоліття тому. Але і до цього дня редакції фізичних журналів постійно беруть в облогу любителі, що пропонують варіанти перегляду СТО. І, зокрема, другого постулату, який стверджує сталість швидкості світла для всіх інерціальних систем відліку і її незалежність від швидкості джерела (простіше кажучи, в яку б сторону від спостерігача і з якою б швидкістю не рухався спостережуваний об'єкт, посланий з нього світловий промінь мав би все ту ж швидкість, приблизно рівну 300 тисячам кілометрів в секунду, не більше і не менше).

Критики СТО, наприклад, стверджують, що швидкість світла зовсім не постійна, а змінюється для спостерігача в залежності від швидкості джерела (балістична гіпотеза) і лише недосконалість вимірювальної техніки не дозволяє довести це експериментально. Балістична гіпотеза сходить до Ньютону, який розглядав світ у вигляді потоку частинок, швидкість яких знижується в заломлюючої середовищі. Цей погляд відродився з появою фотонної концепції Планка-Ейнштейна, що надавало переконливу наочність ідеї складання швидкості світла зі швидкістю джерела за аналогією зі швидкістю снаряда, що вилітає з рухомої гармати.

У наш час подібні наївні спроби перегляду СТО в серйозні наукові видання потрапити звичайно ж не можуть, зате переповнюють ЗМІ та інтернет, що вельми сумно позначається на стані умов масового читача, включаючи школярів і студентів.

Нападки на теорію Ейнштейна - як на початку минулого століття, так і тепер - мотивуються різночитаннями в оцінці і трактуванні результатів експериментів по вимірюванню швидкості світла, перший з яких, до слова, був проведений ще в 1851 році видатним французьким вченим Арманом Іполитом Луї Фізо. В середині минулого століття це спонукало тодішнього президента Академії наук СРСР С. І. Вавилова потурбуватися розробкою проекту демонстрації незалежності швидкості світла від швидкості джерела.

На той час постулат про незалежність швидкості світла прямо підтверджувався тільки астрономічними спостереженнями подвійних зірок. За ідеєю голландського астронома Віллема де Ситтера, якщо швидкість світла залежить від швидкості джерела, траєкторії руху подвійних зірок повинні були б якісно відрізнятися від спостережуваних (узгоджуються з небесною механікою). Однак цей аргумент зустрів заперечення, пов'язане з урахуванням ролі міжзоряного газу, який в якості заломлюючої середовища розглядався як вторинне джерело світла. Критики стверджували, що світло, випущений вторинним джерелом, «втрачає пам'ять» про швидкість первинного джерела в міру поширення в міжзоряному середовищі, тому що фотони джерела поглинаються, а потім перевипромінюють середовищем знову. Оскільки дані про цю середовищі відомі лише з дуже великими припущеннями (як і абсолютні значення відстаней до зірок), така позиція дозволяла поставити під сумнів більшість астрономічних доказів сталості швидкості світла.

С. І. Вавилов запропонував своєму докторанту А. М. Бонч-Бруєвича спроектувати установку, в якій джерелом світла став би пучок швидких збуджених атомів. В процесі детального опрацювання плану експерименту виявилося, що шансів на надійний результат немає, оскільки техніка того часу не дозволяла отримати пучки потрібної швидкості і щільності. Експеримент не був здійснений.

З тих пір різні спроби експериментального докази другого постулату СТО робилися неодноразово. Автори відповідних робіт приходили до висновку про справедливість постулату, що, однак, не припиняло потоку критичних виступів, в яких або висувалися заперечення проти ідей експериментів, або ставилася під сумнів їх точність. Останнє було пов'язане, як правило, з незначністю досяжної швидкості джерела випромінювання в порівнянні зі швидкістю світла.

Однак сьогодні фізика володіє інструментом, що дозволяє повернутися до пропозиції С. І. Вавилова. Це синхротронного випромінювач, де дуже яскравим джерелом світла служить потік електронів, що рухається по викривленій траєкторії зі швидкістю, практично неотличимой від швидкості світла з. В таких умовах легко поміряти швидкість випущеного світла в бездоганному лабораторному вакуумі. За логікою прихильників балістичної гіпотези ця швидкість повинна бути дорівнює подвоєною швидкості світла від нерухомого джерела! Виявити такий ефект (в разі його існування) не склало б труднощів: досить просто виміряти час проходження світловим імпульсом мірного відрізка в вакуумованому просторі.

Зрозуміло, для професійних фізиків немає ніяких сумнівів в очікуваний результат. У цьому сенсі досвід даремний. Однак пряма демонстрація сталості швидкості світла має велику дидактичну цінність, обмежуючи грунт для подальших спекуляцій про недоведеність основ теорії відносності. Фізика в своєму розвитку постійно поверталася до відтворення та уточнення основних експериментів, здійснюваних з новими технічними можливостями. В даному випадку не ставиться мета уточнити швидкість світла. Мова йде про поповненні історичної недоробки в експериментальному обгрунтуванні витоків СТО, що має полегшити сприйняття цієї досить парадоксальною теорії. Можна сказати, що мова йде про демонстраційному досвіді для майбутніх підручників фізики.

Такий досвід недавно здійснений групою російських вчених в Курчатовський центрі синхротронного випромінювання НДЦ КІ. В експериментах в якості імпульсного джерела світла використовувався джерело синхротронного випромінювання (СІ) - накопичувач електронів «Сибір-1». СІ електронів, розігнаних до релятивістських швидкостей (близьких до швидкості світла), має широкий спектр від інфрачервоного і видимого до рентгенівського діапазону. Випромінювання поширюється у вузькому конусі по дотичній до траєкторії електронів по каналу відведення і виводиться через сапфірове вікно в атмосферу. Там світло збирається лінзою на фотокатод швидкого фотоприймача. Пучок світла на шляху в вакуумі міг перекриватися скляною пластиною, що вводиться за допомогою магнітного приводу. При цьому за логікою балістичної гіпотези світло, до того імовірно мав подвоєну швидкість 2 з, Після вікна повинен був набути звичайну швидкість з.

Електронний згусток мав довжину близько 30 см. Проходячи повз вікна відведення, він породжував в каналі імпульс СІ тривалістю близько 1 нс. Частота звернення згустку по кільцю синхротрона становила ~ 34,5 МГц, так що на виході фотоприймача спостерігалася періодична послідовність коротких імпульсів, яку реєстрували за допомогою швидкісного осцилографа. Імпульси синхронізувалися сигналом високочастотного електричного поля тієї ж частоти 34,5 МГц, що компенсує втрати енергії електронів на СІ. Порівнюючи дві осцилограми, отримані при наявності в пучку СІ скляного вікна і при його відсутності, можна було виміряти відставання однієї послідовності імпульсів від іншої, викликане гіпотетичним зниженням швидкості. При довжині 540 см ділянки каналу відведення СІ від введеного в пучок вікна до виходу в атмосферу зниження швидкості світла від 2 з до з повинно було привести до временнoму зрушення 9 нс. На досвіді ніякого зсуву не спостерігалося з точністю порядку 0,05 нс.

На додаток до досвіду провели і пряме вимірювання швидкості світла в каналі відведення шляхом ділення довжини каналу на час поширення імпульсу, що призвело до значення всього на 0,5% нижче табличній швидкості світла.

Отже, результати експерименту виявилися, зрозуміло, очікуваними: швидкість світла не залежить від швидкості джерела в повній відповідності з другим постулатом Ейнштейна. Новим стало те, що вперше його підтвердили прямим вимірюванням швидкості світла від релятивістського джерела. Чи цей експеримент припинить наскоки на СТО з боку ревнивців слави Ейнштейна, однак він суттєво обмежить поле нових претензій.

Деталі експерименту описані в статті, яка буде опублікована в одному з найближчих номерів журналу «Успіхи фізичних наук».

Див. також:
Е. Б. Александров. , «Хімія і життя», №3, 2012 (більш детально про цей експеримент).

Показати коментарі (98)

Згорнути коментарі (98)

Ну нарешті то!
Шкода тільки, що все одно набіжать неосвічені горлопани і будуть кричати що весь цей досвід суцільне обдурювання, нічого не доводить і, взагалі, Ейенштейн придумав свою дурну теорію тільки для того щоб вчені змогли витягнути з них, тупих обивателів, побільше грошей, або не дати геніям-самородка належної їм слави за намальований кривої ручкою креслення сверхсветового зорельота. :)

Відповісти

Саме. Особливо безглуздо подібна поведінка, якщо врахувати, що навіть в "теорії ефіру" формули СТО залишаються тими ж - відбувається спотворення розмірів тіл чітко "по Ейнштейну", в залежності від швидкості, аналогічно сповільнюється інтенсивність будь-яких процесів, і теж в точності по формулі про уповільнення часу, а з урахуванням того, що існує гранична швидкість поширення сигналу (в теорії ефіру розглядається обмінний принцип взаємодії саме з цією швидкістю, за рахунок чого спостерігається і скорочення довжини, і уповільнення процесів), відстань доводиться міряти по половині часу проходження світлового пучка "туди -зворотний ". Саме ці три казусу: спотворення довжини, зміна інтенсивності процесів ( "криві" лінійки, що відстають годинник) і вимушений спосіб визначення відстаней "по світу" і призводить до того, що зсередини ефіру ні визначити нульову, абсолютну систему відліку, ні виявити зміна швидкості самого світла не представляється можливим. Діє таким чином релятивістський принцип складання швидкостей, спостерігається ефект "збільшення маси" (при реактивному розгоні, наприклад, система з автоматично замедляющимися процесами ніколи не зможе перевищити швидкість світла - для стороннього спостерігача в інерціальній системі це буде виглядати, як ефект нарощування маси, причому теж в абсолютній відповідності з формулами з теорії відносності).

Кумедний казус, справді. Спостерігається практично повний збіг математичної бази двох теорій - проте прихильники однієї з них раз у раз виникають проти очевидності, намагаються шукати ті ж відхилення в швидкості світла. І це навіть при тому, що вже давно на прикладі квантової рідини - рідкого гелію - наочно продемонстрований ряд ефектів з СТО! Господа кефірщікі. Заспокойтеся і радійте - зміна швидкості світла виявити не можна навіть у Вашій теорії. А якщо планеті непосчастлівітся наштовхнутися на ефірний потік - то її просто розірве на шматки, причому релятивісти опишуть явище, перш ніж загинуть з усіма, як "розрив метрики простору-часу в вищих вимірах", і довести навіть у смертний час, хто правий, все одно не вдасться.

Відповісти

- Уточню: цю замітку я вже читав. ДО свого повідомлення. І в ній мова йшла не про відхилення швидкості світла, а про відхилення швидкості нейтрино від швидкості світла. Відчуваєте різницю ?;)
  До речі, якщо припущення підтвердиться і знайдеться спосіб обміну сигналами зі швидкістю більшою світловою, нульова, "абсолютна" система координат буде визначена з усією очевидністю - на увазі вже викладеного в моєму коментарі. Правда, поки для мене експеримент з нейтрино все ж сумнівний. Чекаємо підтверджень чи спростувань від інших лабораторій!
  
  Відповісти
  
  Я мав на увазі замітку про стеження за геостаціонарним супутником. До сверхсветовое нейтрино я ставлюся більш, ніж спокійно. По-перше - існування саме мюонного нейтрино було передбачено досить давно, по-друге - швидкість фотона виміряна першої саме тому, що людина сприймає їх безпосередньо. Відкриття елементарних частинок зі швидкістю, значно перевищує швидкість світла - справа часу. Це моя приватна точка зору. Хоча б тому, що інструментарій людини розширився досить пристойно.
  
  Відповісти
  - За супутником? Чи не читав ... Треба буде глянути :)
    А щодо часток - будемо чекати. Забавно, якщо виявиться, що ми - лише "лоренцевскіе рибки", плаваючі в звичайному мультівселенском ставку з конкретною швидкістю поширення фундаментальних взаємодій. А тому спотворюють в залежності від швидкості по місцевим перетворенням Лоренца, міряємо годинником, що відстає по ним же, і тому не можемо з'ясувати ні швидкості щодо власного ставка, ні власних спотворень-вповільнень (а як, якщо всі наші годинники і лінійки глючат разом з нами ?). Так, частинки, що рухаються швидше, ніж стандартні збурень нашого "водойми" допоможуть нам його обрахувати. Але поки ... Поки все дуже смутно і хистке - а тому теорія про кривизну простору-часу, метричний тензор, багатовимірному інтервалі в просторі Миньковского має не менші підстави.
    
    Відповісти
    - Так яке все-таки Ваше ставлення до вимірювань параметрів руху Землі і Сонячної системи? Або вимірювали-таки "панове кефірщікі" з "глючний лінійками"? Ваша точка зору не дає Вам права викладати її з презирством до опонентів. Всього кілька секунд тому, за геологічними мірками, Вас за Ваші погляди спочатку вздёрнулі б на дибу, що б змусити від них відмовитися, а потім на шибеницю, що б не передумали. Наука не стоїть на місці, і обертання Землі навколо Сонця, і закони Ньютона стали всього лише окремими випадками. Цілком ймовірно, що і ОТО Ейнштейна очікує те ж саме.
      
      Відповісти
      - Це дивлячись щодо чого ... Чи розумієте - коли мова йде про енергетичних середовищах в просторі, будь то звична матерія або вимірювання частоти тих чи інших випромінювань, що надходять під різними кутами до спостерігача - то це і вимір щодо них, а не щодо абсолютної системи. А що стосовно саме її ... То тут - так. В теорії ефіру ми маємо спотворення лінійок, зміна швидкості процесів і якусь максимальну швидкість поширення сигналів, що в сукупності призводить до того, що рухається щодо ефіру тіло мало того що не відчуває своєї скорочення, так йому ще й здається, що НАВІТЬ яка покоїться щодо ефіру тіло скорочується "по Лоренцу" у відповідність з тією ж швидкістю. У теорії відносності початково вважаємо, що абсолютної системи немає зовсім, а все варіації параметрів простору-часу лише наслідок інваріантності при переходах між інерційних системах відліку. Більш глибокий аналіз двох теорій продовжує виявляти повну аналогію матаппарата двох теорій, що не дозволяє особисто мені віддати перевагу будь-яку з них. Хіба що теорія ефіру здається трохи красивішою, оскільки має цілком матеріальні аналогії (ті ж експерименти в рідкому гелії), а тому не вимагає додаткових припущень про операції безпосередньо з просторово-часовими координатами.
        В принципі, поділ теорій, звичайно, можливо. Але поки дані вкрай невиразні і малодостовірні - експеримент зі "сверхсветовое" нейтрино вимагають підтвердження від інших, незалежних лабораторій, експерименти з енергетичних спектрах "поповзуть" лише при енергіях порядку планківських, до чого навіть Баку - як пилососа до ВАКу. Ні, панове що кефірщікі, що релятивісти - вибачте, поки Ви для мене - лише однофігственние тлумачі єдиного матаппарата. Воно, звичайно, цікаво. Але я радий, що це - не мої проблеми :)))
        
        Відповісти
        
        Але ж і в теорії відносності далеко не все відносно один одного. Наприклад, не можна припустити, що ми рухаємося назустріч променю світла зі світловою швидкістю, в той час, як він стоїть на місці.
        
        Відповісти
        
        Чому? Якраз цей момент розглянуто повністю і вичерпно (для теорії відносності, природно): якщо ти рухаєшся РІВНЕ зі швидкістю світла, то час твоє стоїть, швидкість будь-яких процесів в тобі для будь-якого зовнішнього спостерігача зі швидкістю трохи менше - абсолютний нуль і ти НІКОЛИ, НІЧОГО не зможеш визначити. Але якщо твоя швидкість хоч саме трохи відрізняється від швидкості світла, то зустрічний потік навіть інфрачервоного випромінювання для тебе - жорсткий ультрафіолет, а то й гірше, і падає воно на тебе рівно зі швидкістю світла за принципом релятивистского складання швидкостей.
        Про всяк випадок: в теорії ефіру якщо ти рухаєшся рівно зі швидкістю світла, твої частки не обмінюються зовсім ніякими сигналами (вони просто не встигають дійти від однієї частинки до іншої, так як сигнали поширюються в ефірі зі швидкістю "з", але і частки вже рухаються зі швидкістю "з"). Відповідно, швидкість будь-яких процесів в Вас - нуль, але це лише в разі однорідного ефіру. При наявності характерного планковского розміру дискретизації ефіру Ви взагалі не зможете наблизитися до "з" впритул: коли розміри міжчасткових зв'язків в Вас будуть наближені до цього масштабу, характер взаємодій неминуче зміниться, "поповзуть" спектри атомів і молекул, що швидше за все призведе до їх руйнування і Вашої загибелі. Але якщо Ви віддалитеся від швидкості світла хоча б на трильйонні частки відсотка, то побачите рівно те ж, що і в теорії відносності: найжорстокіший ультрафіолет, що рухається Вам назустріч зі все тієї ж швидкістю світла. Не забувайте: Ви міряєте відстані кривими лініями, міряєте час відстаючими годинами і синхронізуєте годинник, розмічають лінійки все за тим же принципом випромінювання-повернення світлового сигналу ... Така сумна правда.
        
        Відповісти

Взагалі-то в опонентів ЗТВ Ейнштейна є ще й версія того, що випускається рухомим джерелом світло віддаляється від джерела не з що складається зі швидкістю джерела, а з віднімається. Тобто, якщо джерело випромінювання рухається зі швидкістю 150 000 км / сек, то що випромінюється їм світло буде віддалятися від нього приблизно з тією ж швидкістю, а не вдвічі вище, як вказував шановний метр. Якраз ця обставина пояснює приклад з подвійними зірками, не заперечуючи абсолютного сталості швидкості світла. Автору статті не завадило б трохи менше високоосвіченої іронії, оскільки істина тільки тоді стає єдино вірною, коли доведена неспроможність інших. А зі спростуванням цього припущення у фізиків повний крах. Бувай.

Відповісти

Цікаво, а звідки джерело знає, що він рухається зі швидкістю 150 000 км / сек? Щоб "правильно" випроменити світло?
Запустимо два скляних супутника заздалегідь, уздовж однієї лінії. Один буде віддалятися 150 000 км / с, а другий розгорнеться і наближатиметься з тією ж швидкістю. З якою швидкістю буде віддалятися від нас світло?

Відповісти
- Я далеко не фахівець в цьому питанні. Всі мої пізнання почерпнуті з науково-популярної літератури, тому мені важко судити, хто більше прав. Що стосується Вашого питання - "ми", як я розумію, перебуваємо в одному зі скляних супутників. Оскільки швидкість в завданні близька до світлової, значить і система відліку часу далеко не земна, тому і сприймається швидкість навколишніх предметів не вкладається в земні рамки. Про це також важко судити, як якщо спробувати з боку поспостерігати, з якою швидкістю світло віддаляється від одного супутника і з якою наближається до іншого. Я думаю, що парадокс плину часу і не дозволив Ейнштейну створити єдину теорію поля.
  
  Відповісти
  - Ні, ми знаходимося на Землі, звідки запускаємо супутники і світимо на них.
    Як Ви написали спочатку,
    \u003e Випускається рухомим джерелом світло віддаляється від джерела не з що складається зі швидкістю джерела, а з вичитала
    Для супутника, що летить назустріч, наш джерело повинен випустити світло 300 000 - 150 000 \u003d 150 000 км / c
    Для удаляющегося, мабуть, 450 000 км / с (сам супутник летить 150 000, а наш світ повинен наздоганяти його зі швидкістю 300 000 км / с)
    Ось таке протиріччя виникає з "відніманням", очевидне і неспеціалісту. Виходить, не у фізиків крах, а у опонентів.
    
    Відповісти
    - Мабуть, Ви неуважно прочитали ключові фрази про іншу систему відліку часу.
      Років близько 25 тому мені подарували книгу якогось закордонного автора про теорію відносності і про життя Ейнштейна з коментарями зарубіжних же фахівців. На превеликий мій жаль, автора я не пам'ятаю, а книга давно втрачено. У ній описані слова Ейнштейна, як він прийшов до розуміння теорії відносності. Він часто думав, що таке світло, адже він відповідає і нової теорії (фотони, елементарні частинки), і хвильової теорії - (частота електромагнітних коливань, заломлення світла). Одного разу він подумав, що буде, якщо кинутися навздогін за променем світла з тією ж швидкістю і подивитися на фотони поблизу: які вони? І тут він зрозумів, що це нездійсненно, тому що світло все одно буде віддалятися від нього з тією ж швидкістю. У тій же книзі говориться про те, що час в рухомих системах тече повільніше, обернено пропорційно швидкості руху, згадайте знаменитий приклад з двома близнюками, а при русі зі світловою швидкістю, великий метр припускав (зауважте: припускав, а не стверджував), що час повністю зупиняється. І справді, начебто фотон вічна штука, поза часом, проте він має певну частоту коливань в певний період часу, яка піддається виміру. А тепер невелика арифметика: при русі зі швидкістю 150 000 км / сек час тече повільніше в два рази, тому Ви рухаючись з цією швидкістю, включаєте ліхтарик вперед і промінь світла спрямовується від Вас зі швидкістю 150 000 км / сек. Але для Вас секунда - це дві секунди для стороннього, нерухомого, спостерігача, тобто отримуємо шукані 300 000 км / сек. Увімкніть його назад і промінь світла полетить від Вас з тієї ж - 150 000 км / сек - швидкість, оскільки мінусуем Вашу швидкість з швидкості світла, і знову ж враховуємо дворазове зміна плину часу, і "Про чудо!" - знову ті ж непорушні 300 000 км / сек. До речі і не фахівцеві ясно, що 150 000 - 300 000 \u003d -150 000. Така ось вища математика. І, як неосвічений горлопани, можу додати, що весь цей досвід - всього лише ще одна спроба виміряти швидкість світла (причому з дуже великою похибкою), оскільки ніяк не виміряна швидкість видалення пучка фотонів від пучка електронів. Та й саму швидкість світла неможливо виміряти, в природі немає стану нерухомості: ми з поверхнею землі рухаємося навколо осі, земля в цей час - навколо сонця, воно, в свою чергу, навколо центру галактики, яка з теорії розширюється всесвіту, взагалі невідомо куди чеше . Так як і швидкість світла? І щодо чого?
      Навіть великий Ейнштейн (це абсолютно без будь-якої іронії) сумнівався, що час зупиняється, чому ж ми то так самовпевнені?
      
      Відповісти
      - Це знову ж таки з вищеназваної книги. Оскільки фізики не можуть інструментально виміряти зміна часу при релятивістських швидкостях, вимірювання проводиться за червоно-фіолетового зсуву спектра. Загальна теорія розбита на кілька спеціальних теорій, тобто на кілька окремих випадків (Ейнштейну не вдалося створити єдину теорію поля). У спеціальних теорія розглядається зміна простору-часу за кількома параметрами: наявність сильного гравітаційного поля, рух систем відліку відносно один одного, обертання гравітаційного поля, рух системи відліку в напрямку обертання або проти нього. Сучасні фізики можуть оперувати швидкостями, в десятки тисяч разів меншими швидкості світла і вимірювання проводяться за непрямими ознаками, проте вони підтверджуються на практиці, зокрема, в системі GPS. Найточніші атомний годинник встановлені на всіх супутниках і вони постійно коригуються відповідно до теорії відносності. У світлі цієї теорії фізиками розроблено близько 30 різних теорій, обчислення за якими чисельно порівняти з теорією Ейнштейна. Кілька з них дають більш точні вимірювання. Навіть Артур Едінгтон, без участі якого Ейнштейн не відбувся б, в деяких місцях істотно підкоригував свого друга. Та теорія, про яку говорив я, стверджує, що швидкість світла кінцева. Але вона може бути повільніше. Про це говорить і зниження швидкості при проходженні крізь прозорі середовища, відмінні від вакууму, і зниження швидкості при проходженні поруч з потужними джерелами гравітації. Та й саме червоне зміщення деякими трактується, не як "ефект Доплера", а як, зниження швидкості світла.
        Що б не бути голослівним, цитата:
        Експеримент Хафелі - Китинга є одним з тестів теорії відносності, безпосередньо що продемонстрував реальність парадоксу близнюків. У жовтні 1971 Дж. Хафелі (JC Hafele) і Річард Кітінг (Richard E. Keating) взяли чотири комплекти цезієвих атомного годинника на борт комерційних авіалайнерів і двічі облетіли навколо світу, спочатку на схід, потім на захід, після чого порівняли «подорожували» годинник з годинником, що залишалися в Військово-морської обсерваторії США.
        згідно спеціальної теорії відносності, швидкість ходу годинника найбільша для того спостерігача, для якого вони знаходяться в стані спокою. В системі відліку, в якій годинник не спочивають, вони йдуть повільніше, і цей ефект пропорційний квадрату швидкості. В системі відліку, яка покоїться щодо центру Землі, годинник на борту літака, що рухається на схід (в напрямку обертання Землі), йдуть повільніше, ніж годинник, які залишаються на поверхні, а годинник на борту літака, що рухається в західному напрямку (проти обертання Землі) , йдуть швидше.
        згідно загальної теорії відносності, в гру вступає ще один ефект: невелике збільшення гравітаційного потенціалу з ростом висоти знову-таки прискорює хід годинника. Оскільки літаки летіли приблизно на одній і тій же висоті в обох напрямках, цей ефект мало впливає на різницю ходу двох «подорожували» годин, однак він викликає їх відхід від показань годин на поверхні землі.
        
        Відповісти
        
        Про що тут мова? - "після чого порівняли« подорожували »годинник з годинником, що залишалися в Військово-морської обсерваторії США". Хто порівнював? Хто статтю-то писав? Той хто літав на літаку або той хто залишався на землі? Просто у цих товаришів результати повинні бути зовсім різними. Якщо порівнював той чувак, який залишався на базі, то для нього повинні були отставть годинник у Кіттінга з Хафелі. Якщо порівнював, припустимо, Кіттінг, то годинник відстати повинні були вже у бази (і у Хафель теж, навіть більше). Ну і на погляд Хафель, годинник відстали, навпаки, у Кіттінга (і на базі, але менше)).
        тобто:
        - Хафель запише в щоденник спостережень "Годинники Кіттінга відстали".
        - Кіттінг запише в щоденник "Годинники Хафель відстали".
        - Кіттінг подивиться в щоденник Хафель, і побачить там "Годинники Кіттінга пішли вперед".
        Тобто з тих пір по ТО чувак на базі, Кіттінг і Хафелі НІКОЛИ не зможуть вивести ОДИН результаті потому-что їх - ТРИ! За кількістю, відповідно, спостерігачів-експерементатором. І для кожного спостерігача його колеги будуть подверждает його особистий результат, який відрізняється від інших.
        Ну а я, як читач статті, отримую четвертий результат, вже щодо мене. Відповідно, якщо Кіттінг і Хафель щодо МЕНЕ, читача статті, рухалися, то їх годинник і відстали. І, відповідно, про це Я і прочитаю в статті. В тій статті, яку побачу тільки я і багато інших на Землі ...
        Але особисто ні Кіттінг, ні Хафель ніколи не дізнаються, що вони її писали і що побачать жителі землі - у них, особисто, були зовсім інші результати ... І публікацію про ці результах в усьому світі зможуть побачити людина 20. З тих, що були на борту разом з ними ...
        Ось таке г ... виходить за вашої улюбленої теорії. І як можна в цю бодягу вірити? Недарма Ейнштейн вам мову показував ...
        
        Відповісти
        
        Та й взагалі, навіщо літати? Квитки для звіту по відрядженню можна випросити у пасажирів, що прилітають біля залу видачі багажу.
        Я розумію, Ви хотіли зорієнтувати людей на пошуки помилки в міркуваннях. Але в теперішній час публіка просто поддакнет "Ейнштейн - дурень" і не стане копатися. Треба було хоч натяк зробити про неінерціальна всіх трьох систем відліку ...
        
        Відповісти
        
        \u003e Треба було хоч натяк зробити про неінерціальна всіх трьох систем відліку ...
        А чому ця "неінерціальна" якось повинна впливати на результати цієї моєї логічної викладки, як Ви думаєте? Адже вимірювання у авторів експерименту проводилися саме що з "чисто" неінерційній системами відліку (туди-суду відлітають-прилітають літаки, туди-суду змінюване гравітаційне поле і т.п). І ця обставина авторів абсолютно не напружувало - виміряли, подивилися, оголосили - ага, на зразок уповільнення є! Адже тоді виходить, що якщо у них є це уповільнення, то і описана мною дикість - реальність? Або є якийсь третій варіант?
        
        Відповісти

Поясніть, будь ласка, яким чином зазначені експерименти можуть підтвердити або спростувати другий постулат СТО? Як співвідносяться вимога на інерціальній системи відліку з прискореним рухом електронів?

Відповісти

За що боролися, на те й напоролися ...
arXiv: 1109.4897v1
Abstract: The OPERA neutrino experiment at the underground Gran Sasso Laboratory has measured the velocity of neutrinos from the CERN CNGS beam over a baseline of about 730 km with much higher accuracy than previous studies conducted with accelerator neutrinos. The measurement is based on high-statistics data taken by OPERA in the years 2009, 2010 and 2011. Dedicated upgrades of the CNGS timing system and of the OPERA detector, as well as a high precision geodesy campaign for the measurement of the neutrino baseline, allowed reaching comparable systematic and statistical accuracies. An early arrival time of CNGS muon neutrinos with respect to the one computed assuming the speed of light in vacuum of (60.7 \\ pm 6.9 (stat.) \\ Pm 7.4 (sys.)) Ns was measured. This anomaly corresponds to a relative difference of the muon neutrino velocity with respect to the speed of light (v-c) / c \u003d (2.48 \\ pm 0.28 (stat.) \\ Pm 0.30 (sys.)) \\ Times 10-5.

Відповісти

Цікаво ... ВИМІР ПАРАМЕТРІВ РУХУ ЗЕМЛІ І сонячної системи

Казанський фізико-технічний інститут КНЦ РАН, 420029,
Казань, Сибірський тракт, 10/7, Росія, [Email protected]

При спостереженні за геостаціонарним супутником було виявлено вплив рівномірного руху Землі на аберацію електромагнітних хвиль від джерела, встановленого на супутнику. При цьому вперше було виміряно параметри орбітального руху Землі без застосування астрономічних спостережень за зірками. Середньорічна швидкість знайденої орбітальної компоненти руху виявилася рівною 29.4 км / сек, що практично збігається з відомим в астрономії значенням орбітальної швидкості Землі 29.765км / сек. Також були виміряні параметри галактичного руху Сонячної системи. Отримані значення рівні: 270o - для прямого сходження апекса Сонця (відоме в астрономії значення 269.75o), 89.5o - для його відміни (в астрономії 51,5o, і 600 км / сек для швидкості руху Сонячної системи. Тим самим доведено, що швидкість рівномірно рухається лабораторної системи координат (в нашому випадку Землі) реально може бути виміряна за допомогою пристрою, в якому джерело випромінювання і приймач знаходяться в стані спокою відносно один одного і цієї ж системи координат. Це є підставою для перегляду затвердження спеціальної теорії відносності про незалежність швидкості світла від руху спостерігача.

Відповісти

Дякую за дуже цікаве повідомлення. Тут же перечитав все, що трапилось на тему аберації. Отже, тепер є можливість визначити швидкість руху галактики відповідно до теорії розширення Всесвіту. Або спростувати цю теорію.

Відповісти
- Можливо вам це стане в нагоді для довідки (Ц) .... 1926 Е. Хаббл виявив, що близькі галактики статистично укладаються на лінії регресії, яку в термінах доплерівського зсуву спектру можна характеризувати майже постійним параметром
  H \u003d VD / R,
  де VD - зміщення спектру, перекладене в доплерівську швидкість, R - відстань від Землі до галактики
  Реально сам Е. Хаббл не затверджував доплеровской природи цих зсувів, а першовідкривач "нових і наднових" зірок Фріц Цвики ще в 1929 році пов'язав ці зсуви з втратою енергії квантами світла на космогонічних відстанях. Більш того, в 1936 році на підставі дослідження розподілу галактик Е. Хаббл дійшов висновку, що воно не може бути пояснено ефектом Доплера.
  Однак переміг абсурд. Галактик з великими червоними зсувами приписується майже світлова швидкість в напрямку від Землі.
  Аналізуючи червоні зміщення різних об'єктів і обчислюючи "постійну Хаббла", можна побачити, що чим ближче знаходиться об'єкт, тим більше від асимптотичного значення 73 km / (s Mps) відрізняється цей параметр.
  Реально для кожного порядку відстаней існує своє значення цього параметра. Взявши червоне зміщення від найближчих яскравих зірок VD \u003d 5, і розділивши його на стандартне релятивістське значення отримаємо абсурдну величину відстаней до найближчих яскравих зірок R \u003d 5/73 \u003d 68493
  вибачте таблицю уявити сдесь не можу))
  
  Відповісти
  - - - З приводу Балістики та іншого знайшов в нете цікаве судження на цю тему ... Справа в тому, що глибоко фізичний закон інерції Галілея, який гласить (в сучасному формулюванні):
        "Будь-яке фізичне тіло, що покоїться або рухається в фізичному середовищі з постійною швидкістю прямолінійно або по колу навколо центру інерції, буде продовжувати це рух вічно, якщо інші фізичні тіла або середовище не чинитимуть опору цього руху. Такий рух є рух за інерцією ",
        Був перетворений Ньютоном, 1687, в формулювання:
        "Corpus omne perseverare in statu suo quiescendi vel movendi uniformiter in directum, nisi quatenus illud a viribus impressis cogitur statum suum mutare"
        "Усяке тіло продовжує утримуватися в своєму стані спокою або рівномірного і прямолінійно руху, поки й оскільки воно не примушується прикладеними силами змінювати цей стан".
        У сучасному формулюванні так званий "перший закон Ньютона" ще гірше:
        "Будь-яка матеріальна точка зберігає стан спокою або рівномірного і прямолінійного руху до тих пір, поки вплив з боку інших тіл не виведе її з цього стану".
        При цьому чисто експериментальний фізичний закон, знайдений Галілеєм в 1612 - 1638 роки, відточений на 1644 рік Рене Декартом і Християном Гюйгенсом, і широко відомий до моменту переходу Ісаака Ньютона від алхімічної до фізико-математичної діяльності, перетворився у останнього в філософський нонсенс - рух абстрактної "матеріальної" точки в порожнечі. Виключені були 3 обертальні ступені свободи руху по інерції і середовище - носій.
        Я розумію, наскільки сучасній людині, В свідомість якого рух в порожнечі було впроваджено на рівні інстинкту, догматичної віри, важко усвідомити алогічність цього, невідповідність ньютонівської інтерпретації реалій Природи. Однак, не втрачаючи надії на розуміння, спробую довести свою точку зору до читача.
        Якби рух будь-якої фізичної системи відбувалося в абсолютній (абстрактної) порожнечі, то було б неможливо навіть логічно відрізнити цей рух від спокою, так як порожнеча не має характерних ознак (міток), за якими можна було б визначити цей рух. Дане "математичне властивість" було використано як обгрунтування релятивізму, хоча це "властивість" існує тільки в теорії, в умах релятивістів, але не в Природі.
        Тут необхідно зазначити, що феноменологічний принцип відносності Галілея, якщо не акцентувати увагу на тривіальної математичної стороні - декартовом перетворенні координат, стверджує лише те, що при звичайних низьких швидкостях, з якими мають справу люди в повсякденному житті, Різниця між інерційних системах відліку не відчувається. Для ефірного середовища ці швидкості так незначні, що фізичні явища протікають однаково.
        З іншого боку, лінійний рух, що вимірюється в порожнечі щодо інших тіл, не може бути об'єктивною однозначною мірою руху, так як залежить від сваволі спостерігача, тобто вибору системи відліку. У термінах лінійного руху швидкість каменю лежачого на землі можна вважати рівною нулю, якщо брати за систему відліку Землю, і дорівнює 30 км / с, якщо взяти за систему відліку Сонце.
        Обертальний рух, оголошене окремим випадком і викинуте Ньютоном з формулювання закону інерції, на відміну від поступального руху, є абсолютним і однозначним, так як Всесвіт свідомо не обертається навколо всякого каменю.
        Таким чином, спочатку чисто феноменологічний закон Галілея був обрізаний на три ступені свободи, позбавлений фізичного середовища і перетворений в якусь абстрактну догму, зупинити розвиток механіки і фізики в цілому, замкнувши думки фізиків тільки на лінійне відносний рух.
        
        Відповісти
        
        Тобто, немає проблем одночасно брати участь в декількох видах руху? І причини цього руху можуть бути різні? Тоді навіщо приписувати одиночній зірці рух _тільки_ в результаті розширення Всесвіту?
        Хаббловском постійна ~ 70 км / с на _мегапарсек_. Тобто на відстані найближчих зірок, кілька парсек, внесок розширення в мільйон разів менше, близько 10 см / с
        
        Відповісти
        
        ))) Прчіна руху або зворотного, взагалі, боольшой загадка, щодо розширення ... ось вам від апологета ефірної фізики (ц) ... По-друге, це міфічне розширення Всесвіту, яке суперечить фактам і логіці. Щодо чого розширюється Всесвіт, де репер? Чому незначна Земля - \u200b\u200bцентр розширення? Як цілком правильно пише живий класик астрофізики д-р Арп, червоний зсув ніяк не пов'язане з розширенням простору або "розбіганням" галактик.
        По-третє, в реально спостережуваного Всесвіту ми бачимо об'єкти куди старше віку "Великого Вибуху", наприклад, галактичні кластери. Звідки вони взялися? Чи не простіше поставити собі питання: звідки взявся обманщик, який складає небилиці про "Великий Вибух"?
        
        Відповісти
        
        \u003e Чому незначна Земля - \u200b\u200bцентр розширення?
        Дався Вам цей центр! Закон Хаббла V \u003d H * R (для Землі)
        Візьміть іншу точку і перерахуйте швидкості для неї, по-простому, по Галілею. Вийде те ж саме V1 \u003d H * R1
        І хто з них центр?
        \u003e Червоне зміщення ніяк не пов'язане з розширенням простору або "розбіганням" галактик.
        Добре. А з чим пов'язано?
        \u003e По-третє, в реально спостережуваного Всесвіту ми бачимо об'єкти куди старше віку "Великого Вибуху", наприклад, галактичні кластери.
        Як оцінений їх вік? Ще Зельдович моделював гравітаційне стиснення речовини після БВ, і у нього цілком виходили кластери (т.зв. "млинці")
        \u003e Звідки взявся обманщик, який складає небилиці про "Великий Вибух"?
        Леметр? З Шарлеруа. А що?
        
        Відповісти
        
        З приводу Зельдовича і космічного мікрохвильового фону Він був теоретично передбачений ще на початку ХХ століття класиками фізики Дмитром Івановичем Менделєєвим, Вальтером Нернстом і іншими, і експериментально виміряний з високою точністю проф. Еріхом регенера в 1933 році (Штуттгарт, Німеччина). Його результат 2.8 ° K практично не відрізняється від сучасного значення. І пояснення його проісхожденіея БВ не є саме доказ ... моделювання як показує практика)) ... не є остання інстанція в силу своєї суб'єктивної по відношенню до об'єкту ...
        
        Відповісти
        
        \u003e Як абсолютно правильно пише живий класик астрофізики д-р Арп,
        \u003e Червоне зміщення ніяк не пов'язане з розширенням простору
        \u003e Або "розбіганням" галактик.
        Це не питання. Це твердження. Сказавши "А", треба говорити "Б" - з чим тоді пов'язано червоне зміщення. Хотілося б почути.
        
        Відповісти
        
        Ось тепер питання конкретний .... а) В теорії відносності доплеровское Червоний зсув розглядається як результат уповільнення течії часу в рухомій системі відліку (ефект спеціальної теорії відносності). б) Хаббловском червоне зміщення є результат дисипації енергії квантів світла в ефірі, його параметр "постійна Хаббла" змінюється в залежності від температури ефіру. Два взаємовиключних затвердження ... і відповідь укладений в одному з них ...
        
        Відповісти
        
        Температура, ефіру? .... все що достеменно відомо це температура космічного мікрохвильового фону 2.7ºK. Та й чому ця температура повинна зростати ...?! І якщо вже говорити про ефірної теорії було б правильно говорити не про теорію а про ефірних гепотез і теоріях .. З приводу нинішнього состаяния температури)) сподіваюся що нічого не змінилося ... З приводу часу ... якщо слідувати деяким гепотез ... вічність)) в "обидві сторони" ...
        
        Відповісти
        
        \u003e Температура, ефіру?
        Я всього лише користуюся Вашої термінологією:
        "Його параметр" постійна Хаббла "змінюється в залежності від температури ефіру"
        \u003e Та й чому ця температура повинна зростати ...?!
        Тому, що "Хаббловском червоне зміщення є результат дисипації енергії квантів світла в ефірі".
        Енергія штука така, вона має властивість зберігатися. На цей рахунок є цілком достатня кількість феноменологических спостережень. А диссипация, це не втрата енергії, але перехід її в нестравний форму хаотичного руху, тобто тепло. І якщо у нас в запасі вічність (хоча б в одну сторону, тому), то температура ефіру повинна стати нескінченно великою.
        
        Відповісти
        
        Ось ви про що ... це цитата з роботи ... знайденої мною в нете)) ... "постійна Хаббла змінюється в залежності від температури ефіру" ... в космосі виникають умови для зміни як щільності, так і температури ефіру ці умови створюються потужним випромінюванням зірок .... а температура ефіру постійно 2.723 ...))) нижче не буває. А диссипация в даному суча це поглинання енергії ефіром, ефір всвою чергу віддає свою енергію рухомих частинок речовини, тим інтенсивніше, чим швидше рухається частинка. Таким чином, зірки, що містять маси розігрітого газу, є поглиначами енергії ефіру, яка потім випромінюється ними в простір у вигляді квантів електромагнітного випромінювання.
        
        Відповісти
        
        \u003e Ефір всвою чергу віддає свою енергію рухомих частинок речовини,
        \u003e Тим інтенсивніше, чим швидше рухається частка
        Ефект був би помітний на прискорювачах частинок, тому ж LHC, чого не спостерігається.
        
        Відповісти
        
        )) І не дивно що це було "непоміченими" на існуючих прискорювачах, ще б було дивовижніше зворотне, все це заради справедливості можна віднести і до бозона Хікса. Навіть відкидаючи все суб'єктивні чинники виникає питання чи можливо це взагалі з технічної точки зору, гепотетіческій виявити той енергетичний процес за допомогою прискорювачів і як це прорахувати? Адже якщо слідувати деяким ефірним теоріям ... саме явище гравітації і є процес "кругообігу енергії в природі" між речовиною і не речовиною вірніше недовеществом то пак ефіром "...
        
        Відповісти
        
        "Чи можливо це взагалі з технічної точки зору, гепотетіческій виявити той енергетичний процес за допомогою прискорювачів і як це прорахувати?"
        Елементарно. Прочитайте в розділі "Плакати" у І. Іванова опис прискорювальних секцій коллайдера, і Ви відразу зрозумієте, чому це легко.
        Ось якщо перейдуть на лазерні способи розгону, там можна буде якісь відсотки списати. Але теж не стільки, щоб за рахунок цього зірки світилися.
        
        Відповісти
        
        )) Невже знайдений спосіб одночасного вимірювання імпульсу і координат частинки на прискорювачах, .... а без цього спостерігати подібний процес)) або його відсутність неможливо ... Планковська метрика знаетелі-с ...
        
        Відповісти
        
        Досить знати енергію частинки, а вона відома досить точно по калориметричних вимірів. При швидкості ~ з процес передачі енергії ефіру буде йти в тисячу разів сильніше, ніж на Сонці.
        
        Відповісти
        
        Все ж мені варто пояснити сушность передачі енергій ефіру речовини в рамках однієї з ефірної теорії ... на скільки це можливо в даному форматі ... Структура і параметри ефіру. Ефір являє собою ієрархічну структуру що складається з корпускулярного і фазового ефірів.
        Елементи корпускулярного ефіру - сферичні частинки радіуса Планка 1.6 · 10-35 [m] і інерції, чисельно рівній масі Планка 2.18 · 10-8 або, що те ж саме енергії Планка 1.96 · 109 [J]. Вони знаходяться під дією жахливого тиску 2.1 · 1081. Масив частинок корпускулярного ефіру інтегрально, тобто статистично, знаходиться в стані спокою і представляє основну енергію Всесвіту щільністю 1.13 · 10113. Температура корпускулярного ефіру абсолютно постійна 2.723 0K. Її неможливо змінити ні чим.
        Сонячна система рухається щодо корпускулярного ефіру зі швидкістю Маринова (360 ± 30 km / s). Це спостерігається як анізотропія космічного мікрохвильового фону і сидеричних залежність швидкості світла, встановлена \u200b\u200bпроф. Ст. Мариновим в 1974 - 1979 роках. Однак, мікрохвильовий фон не є випромінювання корпускулярного ефіру. Це випромінювання "надбудови" над корпускулярним ефіром - ефіру фазового.
        Фазовий ефір складається з тих же корпускул (амеро, в термінології Демокріта), що і корпускулярний ефір. Різниця в їх фазовому стані. Якщо корпускулярний ефір являє собою надплинну рідина, подібну твердому гелію, тобто насправді рід хиткі піски без будь-якого тертя між частинками, то масив фазового ефіру подібний насиченому пару, вкраплені в масив корпускулярного ефіру.
        Основна частина фазового ефіру пов'язує корпускулярний ефір в ефірні домени, лінійні розміри яких у 1021 разів більше частинок корпускулярного ефіру. Частинки пов'язаного фазового ефіру є квазісферіческіе сітки-авоськи, в кожній з яких 1 ефірний домен з ~ 1063 частинок корпускулярного ефіру. Ефірні домени є порожніми заготовками елементарних частинок - електронів, протонів, мезонів ... Вони бачаться сучасним фізикам як віртуальні частинки, яких нібито немає і що ніби є в один і той же час.
        При бомбардуванні елементарних частинок на мить спостерігаються зв'язують їх частки фазового ефіру, які фізики вважають кварками, приписуючи їм дробовий заряд.
        У Всесвіті пов'язаного ефіру в 1063 разів менше, ніж корпускулярного, але в 1063 разів більше, ніж речовини. Температура пов'язаного ефіру також константна і знаходиться в строгій балансі з температурою корпускулярного ефіру. Енергоємність пов'язаного ефіру ~ 3 · 1049 і його щільність ~ 3 · тисячі тридцять дві також настільки великі, що його температуру і ці параметри неможливо змінити.
        Однак, існує ще один різновид ефіру - вільний фазовий ефір, вільно блукаючий по космосу (по межах ефірних доменів), і накопичується в речовині в пропорції 5,1 · 1070, створюючи явища гравітації і гравітаційної маси.
        Гравітація є процес фазового переходу цього різновиду ефіру в корпускулярний ефір, при якому навколо речовини виникає градієнт тиску ефіру. Цей градієнт і є сила гравітації.
        Будучи елементарними електричними диполями, тобто "порушниками" балансу тиску в фазовому ефірі (на кордоні доменів, що не позначається на тиску корпускулярного ефіру), амеро фазового ефіру є причиною виникнення явищ поляризації (анізотропія розподілу диполів), електричного поля і зарядів (відхилення тиску в фазовому ефірі в більшу або меншу сторону) і електромагнітного поля (Світла).
        Так як енергетична щільність вільного ефіру 2.54 · 1017 не так велика, щоб її не можна було змінити, і то реально в деяких випадках можна спостерігати це зміна у вигляді зміни швидкості світла і червоного зсуву.
        І слідуючи далі, в даних приходять з детекторів є інформація про передачу енергії ефіром речовини але вичленувати її на даний момент неможливо ... даний обьмен і є сама суть існування матерії, наявність маси і руху, гепотетіческій на мій погляд звичайно ... Якщо вас заінеросовалі подробиці то ви можете це знайти забивши частина цитованого мною тексту в пошуковик. Це одна з робіт Каріма Хайдарова.
        
        Відповісти

Досвід з перевірки другого постулату СТО можна не ускладнювати, а взяти і перевірити еквівалентну твердження: в прозорому тілі, як в рухомому, так і в спочиваючому, швидкість світла однакова і залежить від показника заломлення середовища. Більш того, це вже зроблено Арманом Іполитом Луї Фізо, про що нагадав Є. Александров.
Під час експерименту 1851 року джерело світла спочивав, а середовище (вода в паралельних трубах) переміщалася зустрічно і попутно ходу променя. І виявилося, що вода нібито додає світла якусь швидкість при попутному русі і стільки ж забирає при зустрічному. Але при цьому додавання швидкостей води і світла виявилося не класичним: дані досвіду були рівно в два рази менше розрахункових за принципом відносності Галілея. При цьому передбачення теорії Френеля (прототипу СТО) відрізнялися від виміряних значень на 13%.
Інтрига полягає в тому, що будь-який досвід типу Фізо (наприклад, мультіпараметріческій, коли в експерименті задіяні різні рідини, використовуються різні швидкості їх течії, а в лабораторній установці змінюється довжина труб і частота використовуваного світла) буде давати результат, рівно вдвічі менше розрахункового по класичного закону складання швидкостей. Чому? Та тому, що швидкість світла - це не швидкість і складати її зі швидкістю води, наприклад, не коректно і метрологічно і семантично. Адже швидкості і їх квадрати визначені по відношенню до різних одиницях виміру. Детально про це можна дізнатися, надіславши запит в пошуковій системі посилання на «квадроскорость». У нас є Земля, орбітальна швидкість якої (30 км / с) всього на порядок менше швидкості теплового руху частинок Сонця.
Сонце отримує і віддає 2е-5 Вт / кг (я буду писати в експоненційної нотації, 3,14е + 2 \u003d 3,14 × 10² \u003d 314).
Тоді для Землі це буде 1е-6 Вт / кг, тобто кожен кілограм земного речовини буде отримувати кожну секунду 1е-6 Дж кінетичної енергії.
Все швидкості далекі від світових, тому чисто шкільна фізика.
ΔE \u003d mV² / 2 - mV˳² / 2 \u003d (m / 2) × (V²-V˳²) ≈ m × ΔV × V
ΔV \u003d ΔE / mV, m \u003d 1 кг V \u003d 3e + 4 м / с ΔV≈3е-11 м / с за секунду
Це, звичайно дуже мало і зовсім непомітно, але секунд у нас скільки?
У році приблизно 3е + 7, тобто за рік швидкість зросте на 1е-3 м / с, на 1 мм / с
За тисячу років 1 м / с За мільйон 1 км / с За мільярд років ...
Ви готові податися до креаціоністам Молодий Землі? Я - ні.
Закривають ці розрахунки передачу енергії від ефіру? Ні. Але вони ставлять верхню планку для цієї передачі таку, що в тепловиділення Сонця ефірний внесок погоди не робить.
Доводиться повертатися до термоядерним.
"І думається мені ядерні реакції є принципово нестабільними в відсутності штучної зворотного зв'язку та раз виникнувши реакція основної речовини сонця - протію був би неможливим плавно і стабільно, а підірвала б сонце як водневу бомбу."
По-перше, зворотний зв'язок є, вибух розкидає не прореагували речовина в сторони, зменшуючи його концентрацію. Десь попадалася цифра, що в ядерну бомбу реагує приблизно 10% плутонію. Сумнозвісний чорнобильський реактор вибухнув, але не так, як в Хіросімі.
По-друге, кінетика річ складна, і, при всій своїй енергетичній вигідності, деякі процеси йдуть неспішно. Інакше б ми не змогли користуватися металами в нашій кисневій атмосфері.

Відповісти

Так неварто мелочится))) 30км / с, ... а галактичне 220км / с? Плюс власне обертання навколо своєї осі? Бог мій скільки повинно бути енергії ... де ж вона ?! Але ж я не даремно згадав в предедущіх пості про МАССЕ і гравітіруюшем вільному фазовому ефірі, або гравітація по вашому не вимагає енергії, так би мовити "безвитратний метод"?! Фазовий перехід ефіру, тобто вільний фазовий ефір конденсуючи або гравітіруя при взаємодія з речовиною преврашаяся в корпускулярний ефір при цьому фазовий перехід відбувається сферически симетрично, "схлопування" амеро компенсуються, не роблячи броунівського руху частинок.
в результаті цього перетворення навколо гравитирующего речовини створюється сферично симетрична різниця тисків, що і визначає градієнт поля тяжіння, а де є сила там є і енергія ... Так що креаціоністи можуть відпочивати, хоча пару припарок їм)) поставити варто було б. І мушу зауважити, для мене особисто, вище сказане це поки гепотеза. З приводу сонця ... свого часу було припущено, що основою ядерного синтезу є протон - протонна реакція синтезу в результаті якої з'являються більш важкі хімічні елементи і енергія і час дії такого гіпотетичного горіння було б достатньо для 10 (в десятій ступені) років існування сонця, але, земля, планети земного типу, астероїди існують вже 4,56 мільярда років і за цей час сонце повинно було витратити майже половину свого водню а дослідженнями ж підтверджено що хімічний склад Сонця і міжзоряного середовища практично ідентичні, і виходить що за весь час "горіння" Сонця водень практично не витрачався. І потік нейтрино виходить не від внутрішніх високотемпературних частин Сонця, а від екваторіальних поверхневих шарів і схильний до сезонних коливань добовим, 27-денним, річним і 11-річним і самих нейтрино в кілька разів менше того, який необхідний для твердження про наявність на сонці pp- реакції, багато вообщем питань .... З.И. Є питання складніша і цікавіше. Порадьте де їх поставити.

Відповісти

Вибачте,
Академік Александров чогось в мільйон перший раз довів "незалежність швидкості світла від швидкості джерела".
А де хоча б одне-єдине доказ "незалежності швидкості світла від швидкості приймача"?
Швидкість хвилі на воді не залежить від швидкості джерела хвилі - мотороной човна. Але ЗАЛЕЖИТЬ від швидкості приймачів - плавців. Плавець, що пливе назустріч хвилі зареєструє швидкість хвилі більшу, ніж плавець пливе від хвилі.
Якщо незалежність швидкості морської хвилі від швидкості джерела доводить незалежність швидкості морської хвилі від швидкості приймача, то і незалежність швидкості світлової хвилі від швидкості джерела ніяк доводить незалежність швидкості світлової хвилі від швидкості приймача.
Тому академік Александров дійсно нічого не довів. Як шкода.
А опроверграет ідею про інваріантності швидкості світла існування лазерних гіроскопів. Вони дійсно існують і дійсно працюють. І працюють вони на принципі неоднаковості швидкості світла для різних приймачів.
Мої співчуття релятивіст.

Відповісти

Мені видається, що швидкість світла не є константою. Константою є її приріст, тобто величина прискорення процесу поширення світла в просторі, яка чисельно дорівнює постійної Хаббла, якщо в розмірності останньої мегапарсек відстані перевести в секунди часу і чисельне значення постійної розділити на кількість секунд в мегапарсек. У цьому випадку закон Хаббла визначатиме не швидкість видалення спостережуваних нами позагалактичних об'єктів від Землі в залежності від відстані до цих об'єктів, вираженого в часі проходження світлового сигналу зі швидкістю с, а різницю в швидкостях поширення електромагнітних хвиль між сучасної епохою і тим часом, коли вимірюється нами випромінювання залишило той чи інший об'єкт. Детальніше див. На http://www.dmitrenkogg.narod.ru/effectd.pdf.
Швидкість світла постійна (для різних ІСО) ЗОВСІМ ПО ІНШИМ причин.
Перехід між станами абстрактного атома - від стану "основний" до "світіння" характеризується перебудовою конфігурації атома. Елементи цієї конфігурації масивні, тобто для цього переходу потрібен час.
Абстрактний заряд, як складова частина цього переходу, має своє поле. Це полі не масивне (безінерційні), тобто повторює рух свого заряду одночасно з ним у всьому просторі.
При взаємодії атома джерела і атома приймача, коливання полів зарядів атома джерела діють на заряди атома приймача миттєво ( "відразу"), незалежно від відстані.
Тобто "Швидкість світла" має дві складові - нескінченну швидкість (польового) взаємодії і швидкість переходу приймача в стан "світіння".
По суті - це якісно зовсім інша теорія - польова коливальна.
У загальному випадку - для "сталості швидкості світла" обов'язково потрібна нескінченна швидкість взаємодії.

Відповісти

написати коментар

У XIX столітті сталося кілька наукових експериментів, які привели до відкриття ряду нових явищ. Серед цих явищ - відкриття Гансом Ерстед породження магнітної індукції електричним струмом. Пізніше Майкл Фарадей виявив зворотний ефект, який був названий електромагнітної індукції.

Рівняння Джеймса Максвелла - електромагнітна природа світла

В результаті цих відкриттів було відзначено так зване «взаємодія на відстані», в результаті чого нова теорія електромагнетизму, сформульована Вільгельмом Вебером, була заснована на дальнодействії. Пізніше, Максвелл визначив поняття електричного і магнітного полів, які здатні породжувати один одного, що і є електромагнітної хвилею. Згодом Максвелл використовував в своїх рівняннях так звану «електромагнітну постійну» - з.

На той час вчені вже впритул наблизилися до того факту, що світло має електромагнітну природу. Фізичний же сенс електромагнітної постійної - швидкість поширення електромагнітних збуджень. На подив самого Джеймса Максвелла, виміряне значення даної постійної в експериментах з одиничними зарядами і струмами дорівнювала швидкості світла у вакуумі.

До даного відкриття людство розділяло світ, електрику і магнетизм. Узагальнення Максвелла дозволило по-новому поглянути на природу світла, як на якийсь фрагмент електричного і магнітного полів, що поширюється самостійно в просторі.

На малюнку нижче зображено схема поширення електромагнітної хвилі, якій також є світло. Тут H - вектор напруженості магнітного поля, E - вектор напруженості електричного поля. Обидва вектора перпендикулярні один одному, а також напрямку поширення хвилі.

Досвід Майкел'сона - абсолютність швидкості світла

Фізика того часу багато в чому будувалася з урахуванням принципу відносності Галілея, згідно з яким закони механіки виглядають однаково в будь-якій обраній інерціальній системі відліку. У той же час відповідно до додаванню швидкостей - швидкість поширення мала залежати від швидкості руху джерела. Однак, в такому випадку електромагнітна хвиля вела б себе по-різному в залежності від вибору системи відліку, що порушує принцип відносності Галілея. Таким чином, начебто відмінно складена теорія Максвелла перебувала в хиткому стані.

Експерименти показали, що швидкість світла дійсно не залежить від швидкості руху джерела, а значить потрібно теорія, яка здатна пояснити такий дивний факт. Кращою теорією на той час виявилася теорія «ефіру» - такої собі середовища, в якій і поширюється світло, подібно до того як поширюється звук в повітрі. Тоді б швидкість світла визначалася б не швидкістю руху джерела, а особливостями самого середовища - ефіру.

Робилося безліч експериментів з метою виявлення ефіру, найбільш відомий з яких - досвід американського фізика Альберта Майкел'сона. Кажучи коротко, відомо, що Земля рухається в космічному просторі. Тоді логічно припустити, що також вона рухається і через ефір, так як повна прихильність ефіру до Землі - не тільки вищий ступінь егоїзму, а й просто не може бути чим-небудь викликана. Якщо Земля рухається через якусь середу, в якій поширюється світло, то логічно припустити, що тут має місце складання швидкостей. Тобто поширення світла повинно залежати від напрямку руху Землі, яка летить через ефір. В результаті своїх експериментів Майкел'сон не виявлено будь-якої різницею між швидкістю поширення світла в обидві сторони від Землі.

Дану проблему спробував вирішити нідерландський фізик Хендрік Лоренц. Згідно з його припущенням, «ефірний вітер» впливав на тіла таким чином, що вони скорочували свої розміри в напрямку свого руху. Виходячи з цього припущення, як Земля, так і прилад Майкел'сона, відчували це Лоренцеве скорочення, внаслідок чого Альберт Майкел'сон отримав однакову швидкість для поширення світла в обох напрямках. І хоча Лоренцу кілька удалость відтягнути момент загибелі теорії ефіру, все ж учені відчували, що дана теорія «притягнута за вуха». Так ефір повинен був володіти рядом «казкових» властивостей, в числі яких невагомість і відсутність опору рухомих тіл.

Кінець історії ефіру прийшов в 1905-му році разом з публікацією статті «До електродинаміки рухомих тіл» тоді ще мало відомого - Альберта Ейнштейна.

Спеціальна теорія відносності Альберта Ейнштейна

Двадцятишестирічний Альберт Ейнштейн висловлював зовсім новий, інший погляд на природу простору і часу, який йшов в розріз з тодішніми уявленнями, і особливо грубо порушував принцип відносності Галілея. Згідно Ейнштейну, досвід Майкельсона не дав позитивних результатів з тієї причини, що простір і час мають такі властивості, що швидкість світла є абсолютна величина. Тобто в будь-якій системі відліку не перебувала спостерігач - швидкість світла щодо нього завжди одна 300 000 км / сек. На цьому йшла неможливість застосування складання швидкостей по відношенню до світла - з якою б швидкістю не рухався джерело світла, швидкість світла не буде змінюватися (складатися або відніматися).

Ейнштейн використовував Лоренцеве скорочення для опису зміни параметрів тіл, що рухаються зі швидкостями, близькими до швидкості світла. Так, наприклад, довжина таких тел буде скорочуватися, а їх власний час - сповільнюватися. Коефіцієнт таких змін називається Лоренц-фактор. Відома формула Ейнштейна E \u003dmc 2насправді включає також Лоренц-фактор ( E \u003d ymc 2), Який в загальному випадку прирівнюється до одиниці, в разі, коли швидкість тіла v дорівнює нулю. З наближенням швидкості тіла v до швидкості світла c Лоренц-фактор y спрямовується до нескінченності. З цього випливає, що для того, щоб розігнати тіло до швидкості світла буде потрібно нескінченну кількість енергії, а тому перейти цю межу швидкості - неможливо.

На користь цього твердження існує також такий аргумент як «відносність одночасності».

Парадокс відносностіодночасності СТО

Кажучи коротко, явище відносностіодночасності полягає в тому, що годинник, які розташовуються в різних точках простору, можуть йти «одночасно» тільки якщо вони знаходяться в одній і тій же інерційній системі відліку. Тобто час на годиннику залежить від вибору системи відліку.

З цього ж випливає такий парадокс, що подія B, яке є наслідком події A, може статися одночасно з ним. Крім того, можна вибрати системи відліку таким чином, що подія B відбудеться раніше, ніж викликало його подія A. Подібне явище порушує принцип причинності, який досить міцно зміцнився в науці і ні разу не ставилося під сумнів. Однак, дана гіпотетична ситуація спостерігається лише в тому випадку, коли відстань між подіями A і B більше, ніж часовий проміжок між ними, помножений на «електромагнітну постійну» - з. Таким чином, постійна c, Якої дорівнює швидкість світла, є максимальною швидкістю передачі інформації. В іншому б випадку порушувався б принцип причинності.

Як вимірюють швидкість світла?

Спостереження Олаф Ремер

Вчені античності в своїй більшості вважали, що світло рухається з нескінченною швидкістю, і перша оцінка швидкості світла була отримана аж в 1676-му році. Данська астроном Олаф Ремер спостерігав за Юпітером і його супутниками. У момент, коли Земля і Юпітер виявилися з протилежних сторін Сонця, затемнення супутника Юпітера - Іо запізнювалася на 22 хвилини, в порівнянні з розрахованим часом. Єдине рішення, яке знайшов Олаф Ремер - швидкість світла гранична. З цієї причини інформація про який спостерігається подію запізнюється на 22 хвилини, так як на проходження відстані від супутника Іо до телескопа астронома потрібен якийсь час. Згідно з підрахунками Ремер швидкість світла склала 220 000 км / с.

Спостереження Джеймса Бредлі

У 1727-му році англійський астроном Джеймс Бредлі відкрив явище аберації світла. Суть даного явища полягає в тому, що при русі Землі навколо Сонця, а також під час власного обертання Землі спостерігається зміщення зірок в нічному небі. Так як спостерігач землянин і сама Земля постійно змінюють свій напрямок руху щодо спостерігається зірки, світло, що випромінюється зіркою, проходить різну відстань і падає під різним кутом до спостерігача з плином часу. Обмеженість швидкості світла призводить до того, що зірки на небосхилі описують еліпс протягом року. Даний експеримент дозволив Джеймсу Бредлі оцінити швидкість світла - 308 000 км / с.

Досвід Луї Фізо

У 1849-му році французьким фізиком Луї Фізо був поставлений лабораторний експеримент з вимірювання швидкості світла. Фізик встановив дзеркало в Парижі на відстані 8 633 метрів від джерела, проте згідно з розрахунками Ремер світло пройде дане відстань за стотисячні частки секунди. Подібна точність годин тоді була недосяжна. Тоді Физо використовував зубчасте колесо, яке оберталося на шляху від джерела до дзеркала і від дзеркала до спостерігача, зубці якого періодично закривали світло. У разі, коли світловий промінь від джерела до дзеркала проходив між зубцями, а на зворотному шляху потрапляв в зубець - фізик збільшував швидкість обертання колеса вдвічі. Зі збільшенням швидкості обертання колеса світло практично перестав пропадати, поки швидкість обертання не дійшла до 12,67 оборотів в секунду. У цей момент світло знову зник.

Подібне спостереження означало, що світло постійно «натикався» на зубці і не встигав «проскочити» між ними. Знаючи швидкість обертання колеса, кількість зубців і подвоєне відстань від джерела до дзеркала, Физо вирахував швидкість світла, яка виявилася рівною 315 000 км / сек.

Через рік інший французький фізик Леон Фуко провів схожий експеримент, в якому замість зубчастого колеса використовував обертається дзеркало. Отримане ним значення швидкості світла в повітрі дорівнювало 298 000 км / с.

Через століття метод Фізо був удосконалений настільки, що аналогічний експеримент, поставлений в 1950-му році Е. Бергштрандом дав значення швидкості дорівнює 299 793,1 км / с. Дане число всього на 1 км / с розходиться з нинішнім значенням швидкості світла.

подальші вимірювання

З виникненням лазерів і підвищенням точності вимірювальних приладів вдалося знизити похибка вимірювання аж до 1 м / с. Так в 1972-му році американські вчені використовували лазер для своїх дослідів. Вимірявши частоту і довжину хвилі лазерного променя, їм вдалося отримати значення - 299 792 458 м / с. Примітно, що подальше збільшення точності вимірювання швидкості світла у вакуумі було неможливо реалізувати в не в силу технічну недосконалість інструментів, а через похибки самого еталона метра. З цієї причини в 1983-му році XVII Генеральна конференція з мір та ваг визначила метр як відстань, яку долає світло в вакуумі за час, що дорівнює 1/299 792 458 секунди.

Підведемо підсумки

Отже, з усього вищесказаного випливає, що швидкість світла у вакуумі - фундаментальна фізична стала, яка фігурує в багатьох фундаментальних теоріях. Дана швидкість абсолютна, тобто не залежить від вибору системи відліку, а також дорівнює граничній швидкості передачі інформації. З даною швидкістю рухаються не тільки електромагнітні хвилі (світло), але також і всі безмасові частки. В тому числі, імовірно, гравітон - частка гравітаційних хвиль. Крім усього іншого, в силу релятивістських ефектів власний час для світла буквально стоїть.

Подібні властивості світла, особливо непридатність до нього принципу складання швидкостей, не вкладаються в голові. Однак, безліч експериментів підтверджують перелічені вище властивості, і ряд фундаментальних теорій будуються саме на такий природу світла.

Про існування такого поняття як «швидкість світла» багато хто знає ще з раннього дитинства. Великому кількість людей відомо, що світло рухається дуже швидко. Але не всі знають докладно про явище.

Багато звертали увагу на те, що під час грози існує затримка між спалахом блискавки і звуком грому. Спалах, як правило, доходить до нас швидше. Це означає, що вона має велику швидкість, ніж звук. З чим це пов'язано? Що таке швидкість світла і як її вимірюють?

Що таке швидкість світла?

Давайте для початку розберемося, що таке швидкість світла. По-науковому, це така величина, яка показує, наскільки швидко переміщаються промені в вакуумі або в повітрі. Також потрібно знати, що таке світло. Це випромінювання, яке сприймається людським оком. Від умов оточення залежить швидкість, а також інші властивості, наприклад, заломлення.

Цікавий факт: Світу потрібно 1,25 секунди, щоб дістатися від Землі до супутника - Місяця.

Що таке швидкість світла своїми словами?

якщо пояснювати простими словами, Швидкість світла - це часовий проміжок, за який світловий промінь проходить якусь відстань. Час прийнято вимірювати в секундах. Однак деякі вчені використовують інші одиниці виміру. Відстань теж вимірюється по-різному. В основному - це метр. Тобто, цю величину вважають в м / с. Фізика пояснює це наступним чином: явище, яке рухається з певною швидкістю (константою).

Матеріали по темі:

Ератосфен і окружність Землі

Щоб легше зрозуміти, давайте розглянемо наступний приклад. Велосипедист рухається зі швидкістю 20 км / ч. Хоче наздогнати водія автомобіля, швидкість якого дорівнює 25 км / год. Якщо порахувати, то авто їде на 5 км / год швидше велосипедиста. З променями світла справи йдуть по-іншому. Як швидко б не рухався перший і другий чоловік, світло, щодо них, рухається з постійною швидкістю.

Чому дорівнює швидкість світла?

При знаходженні не в вакуумі, на світло впливають різні умови. Речовина, через яке проходять промені, в тому числі. Якщо без доступу кисню кількість метрів в секунду не змінюється, то в середовищі з доступом повітря значення змінюється.

Світло проходить повільніше через різні матеріали, такі як скло, вода і повітря. Цьому явищу дано показник заломлення, щоб описати, наскільки вони можуть призвести до затримки світла. Скло має показник заломлення 1,5, це означає, що світло проходить через нього зі швидкістю близько 200 тисяч кілометрів на секунду. Показник заломлення води дорівнює 1,3, а показник заломлення повітря - трохи більше 1, це означає, що повітря лише злегка уповільнює світло.

Матеріали по темі:

З якою швидкістю рухається Земля навколо своєї осі і Сонця?

Отже, після проходження через повітря або рідина, швидкість сповільнюється, стає меншою, ніж у вакуумі. Наприклад, в різних водоймах швидкість пересування променів дорівнює 0.75 від швидкості в космосі. Також при стандартному тиску в 1.01 бар, показник сповільнюється на 1.5-2%. Тобто при земних умовах швидкість світла варіюється в залежності від умов навколишнього середовища.

Для такого явище придумали спеціальне поняття - рефракція. Тобто заломлення світла. Це широко використовується в різних винаходи. Наприклад, рефрактор - телескоп з оптичною системою. Також за допомогою цього також створюють біноклі та іншу техніку, суть роботи якої полягає в використанні оптики.

Телескоп рефрактор - схема

Загалом, найменше промінь піддається рефракції, проходячи через звичайне повітря. При проходженні через спеціально створене оптичне скло, швидкість дорівнює приблизно 195 тисячам кілометрів в секунду. Це практично на 105 км / сек менше константи.

Найточніше значення швидкості світла

Вчені-фізики за багато років накопичили досвід досліджень швидкості світлових променів. На поточний момент найточніше значення швидкості світла - 299 792 кілометри в секунду. Константу встановили в 1933 році. Число актуально до сих пір.

Однак в подальшому з'явилися складнощі з визначенням показника. Це сталося через похибки у вимірі метра. Зараз саме значення метра безпосередньо залежить від швидкості світла. Воно дорівнює відстані, яку промені проходять за певну кількість секунд - 1 / швидкість світла.

Матеріали по темі:

Як вивчають Сонце?

Чому дорівнює швидкість світла у вакуумі?

Оскільки в вакуумі на світло не впливають різні умови, то його швидкість не змінюється так, як на Землі. Швидкість світла у вакуумі дорівнює 299 792 кілометрів на секунду. Такий показник є граничним. Вважається, що ніщо в світі не може рухатися швидше, навіть космічні тіла, які рухаються досить швидко.

Наприклад, винищувач, Боїнг Х-43, який перевищує швидкість звуку практично в 10 разів (понад 11 тисяч км / год), летить повільніше, ніж промінь. Останній рухається більш, ніж в 96 тисяч кілометрів на годину швидше.

Як вимірювали швидкість світла?

Найперші вчені намагалися виміряти цю величину. Використовувалися різні методи. У період античності, люди науки вважали, що вона нескінченна, тому неможливо її виміряти. Ця думка залишилося надовго, аж до 16-17 століття. В ті часи з'явилися інші вчені, які припустили, що промінь має кінець, а швидкість можна виміряти.

Відомий астроном з Данії Олаф Ремер вивів знання про швидкість світла на новий рівень. Він зауважив, що затемнення супутника Юпітера спізнюється. Раніше на це ніхто не звертав увагу. Отже, він вирішив порахувати швидкість.

Швидкістю світла називають відстань, яку світло проходить за одиницю часу. Ця величина залежить від того, в яку речовину поширюється світло.

У вакуумі швидкість світла дорівнює 299 792 458 м / с. Це найвища швидкість, яка може бути досягнута. При вирішенні завдань, які потребують особливої \u200b\u200bточності, цю величину приймають рівною 300 000 000 м / с. Передбачається, що зі швидкістю світла у вакуумі поширюються всі види електромагнітного випромінювання: радіохвилі, інфрачервоне випромінювання, видиме світло, ультрафіолетове випромінювання, рентгенівське випромінювання, гамма-випромінювання. Позначають її буквою з .

Як визначили швидкість світла

В античні часи вчені вважали, що швидкість світла нескінченна. Пізніше у вченій середовищі почалися дискусії з цього питання. Кеплер, Декарт і Ферма були згодні з думкою античних вчених. А Галілей і Гук вважали, що, хоча швидкість світла дуже велика, все-таки вона має кінцеве значення.

Галілео Галілей

Одним з перших швидкість світла спробував виміряти італійський вчений Галілео Галілей. Під час експерименту він і його помічник перебували на різних пагорбах. Галілей відкривав заслінку на своєму ліхтарі. У той момент, коли помічник бачив цей світ, він повинен був виконати ті ж дії зі своїм ліхтарем. Час, за який світло проходив шлях від Галілея до помічника і назад, виявилося таким коротким, що Галілей зрозумів, що швидкість світла дуже велика, і на такому короткому відстані виміряти її неможливо, так як світло поширюється практично миттєво. А зафіксоване їм час показує всього лише швидкість реакції людини.

Вперше швидкість світла вдалося визначити в 1676 р датському астроному Олафа Ремер за допомогою астрономічних відстаней. Спостерігаючи за допомогою телескопа затемнення супутника Юпітера Іо, він виявив, що в міру віддалення Землі від Юпітера кожне наступне затемнення наступає пізніше, ніж було розраховано. Максимальна запізнювання, коли Земля переходить на іншу сторону від Сонця і віддаляється від Юпітера на відстань, рівну діаметру земної орбіти, становить 22 години. Хоча в той час точний діаметр Землі не був відомий, учений розділив його приблизну величину на 22 години і отримав значення близько 220 000 км / с.

Олаф Ремер

Результат, отриманий Ремер, викликав недовіру у вчених. Але в 1849 р французький фізик Арман Іполит Луї Фізо виміряв швидкість світла методом обертового затвора. У його досвіді світло від джерела проходив між зубами обертового колеса і прямував на дзеркало. Відбитий від нього, він повертався назад. Швидкість обертання колеса збільшувалася. Коли вона досягала якогось певного значення, відбитий від дзеркала промінь затримувався перемістився зубцем, і спостерігач в цей момент нічого не бачив.

досвід Фізо

Физо обчислив швидкість світла в такий спосіб. Світло проходить шлях L від колеса до дзеркала за час, що дорівнює t 1 \u003d 2L / c . Час, за яке колесо робить поворот на ½ прорізи, так само t 2 \u003d T / 2N , де Т - період обертання колеса, N - кількість зубців. Частота обертів v \u003d 1 / T . Момент, коли спостерігач не бачить світла, настає при t 1 \u003d t 2 . Звідси отримуємо формулу для визначення швидкості світла:

з \u003d 4LNv

Провівши обчислення за цією формулою, Физо визначив, що з \u003d 313 000 000 м / с. Цей результат був набагато точніше.

Арман Іполит Луї Фізо

У 1838 р французький фізик і астроном Домінік Франсуа Жан Араго запропонував використовувати для обчислення швидкості світла метод обертових дзеркал. Цю ідею здійснив на практиці французький фізик, механік і астроном Жан Бернар Леон Фуко, який отримав в 1862 р значення швидкості світла (298 000 000 ± 500 000) м / с.

Домінік Франсуа Жан Араго

У 1891 р результат американського астронома Саймона Ньюкома виявився на порядок точніше результату Фуко. В результаті його обчислень з \u003d (99 810 000 ± 50 000) м / с.

Дослідження американського фізика Альберта Абрахама Майкельсона, який використав установку з обертовим восьмигранним дзеркалом, дозволили ще точніше визначити швидкість світла. У 1926 р учений виміряв час, за який світло проходив відстань між вершинами двох гір, рівне 35,4 км, і отримав з \u003d (299 796 000 ± 4 000) м / с.

Найбільш точне вимірювання було проведено в 1975 р У цьому ж році Генеральна конференція з мір та ваг рекомендувала вважати швидкість світла, яка дорівнює 299 792 458 ± 1,2 м / с.

Від чого залежить швидкість світла

Швидкість світла у вакуумі не залежить ні від системи відліку, ні від положення спостерігача. Вона залишається постійною величиною, рівною 299 792 458 ± 1,2 м / с. Але в різних прозорих середовищах ця швидкість буде нижче його швидкості у вакуумі. Будь-яка прозоре середовище має оптичну щільність. І чим вона вище, тим з меншою швидкістю поширюється в ній світло. Так, наприклад, швидкість світла в повітрі вище його швидкості в воді, а в чистому оптичному склі менше, ніж у воді.

Якщо світло переходить з менш щільного середовища в більш щільну, його швидкість зменшується. А якщо перехід відбувається з більш щільною середовища в менш щільну, то швидкість, навпаки, збільшується. Цим пояснюється, чому світловий промінь відхиляється на межі переходу двох середовищ.

Незалежно від кольору, довжини хвилі або енергії, швидкість, з якою світло переміщається в вакуумі, залишається постійною. Вона не залежить від місця розташування або напрямків в просторі і часі

Ніщо у Всесвіті не здатна рухатися швидше світла у вакуумі. 299 792 458 метрів в секунду. Якщо це масивна частка, вона може лише наблизитися до цієї швидкості, але не досягти її; якщо це безмасові частка, вона завжди повинна рухатися саме з цією швидкістю, якщо справа відбувається в порожньому просторі. Але звідки нам це відомо і що тому причиною? На цьому тижні наш читач задає нам три пов'язаних зі швидкістю світла питання:

Чому швидкість світла кінцева? Чому вона саме така, яка є? Чому не швидше і не повільніше?

Аж до XIX століття у нас навіть не було підтверджень цих даних.

Ілюстрація світла, що проходить через призму і поділяють на чіткі кольору.

Якщо світло проходить через воду, призму або будь-яку іншу середу, він поділяється на різні кольори. Червоний колір переломлюється не під тим кутом, під яким це робить синій, через що і виникає щось типу веселки. Це можна спостерігати і поза видимого спектру; інфрачервоний і ультрафіолетове світло поводяться так само. Це було б можливо, тільки якщо швидкість світла в середовищі відрізняється для світла різних довжин хвиль / енергій. Але в вакуумі, поза всяким середовища, всякий світло переміщається з однієї і тієї ж кінцевої швидкістю.

Поділ світу на кольори відбувається через різних швидкостей руху світла, що залежать від довжини хвилі, через середу

До цього додумалися тільки в середині XIX століття, коли фізик Джеймс Клерк Максвелл показав, що насправді являє собою світло: електромагнітну хвилю. Максвелл вперше поставив незалежні явища електростатики (статичні заряди), електродинаміки (рухомі заряди і струми), магнитостатики (постійні магнітні поля) і магнітодінамікі (наведені струми і змінні магнітні поля) на єдину, об'єднану платформу. Керуючі нею рівняння - рівняння Максвелла - дозволяють обчислювати відповідь на просте начебто питання: які типи електричних і магнітних полів можуть існувати в порожньому просторі поза електричних або магнітних джерел? Без зарядів і без струмів можна було б вирішити, що ніякі - але рівняння Максвелла дивним чином доводять зворотне.

Табличка з рівняннями Максвелла з зворотного боку його пам'ятника

Ніщо - одне з можливих рішень; але можливо і інше - що коливаються в одній фазі взаємно перпендикулярні електричне та магнітне поля. У них є певні амплітуди. Їх енергія визначається частотою коливань полів. Вони пересуваються з певною швидкістю, яка визначається двома константами: ε 0 і μ 0. Ці константи визначають величину електричного і магнітного взаємодій в нашому Всесвіті. Отримується рівняння описує хвилю. І, як у будь-якої хвилі, у неї є швидкість, 1 / √ε 0 μ 0, яка виявляється рівною c, швидкості світла у вакуумі.

Що коливаються в одній фазі взаємно перпендикулярні електричне та магнітне поля, що поширюються зі швидкістю світла, визначають електромагнітне випромінювання

З теоретичної точки зору, світло - безмассового електромагнітне випромінювання. За законами електромагнетизму він зобов'язаний рухатися зі швидкістю 1 / √ε 0 μ 0, рівної c - незалежно від інших його властивостей (енергії, імпульсу, довжини хвилі). ε 0 можна виміряти, зробивши і вимірявши конденсатор; μ 0 точно визначається з ампера, одиниці електричного струму, що і дає нам c. Та ж фундаментальна константа, вперше виведена Максвеллом в 1865 році, з тих пір з'являлася у багатьох інших місцях:

Це швидкість будь безмассовой частки або хвилі, включаючи гравітаційні.
Це фундаментальна константа, що співвідносить ваш рух в просторі з вашим рухом в часі в теорії відносності.
І це фундаментальна константа, що зв'язує енергію з масою спокою, E \u003d mc 2

Спостереження Ремер забезпечили нас першими вимірами швидкості світла, отриманими за допомогою геометрії та вимірювання часу, необхідного на те, щоб світло пройшов відстань, рівну діаметру орбіти Землі.

Перші вимірювання цієї величини були зроблені під час астрономічних спостережень. Коли супутники Юпітера входять і виходять в положення затемнення, вони здаються видимими або невидимими з Землі в певній послідовності, яка залежить від швидкості світла. Це призвело до першого кількісному вимірюванню з в XVII столітті, яке визначили в 2,2 × 10 8 м / с. Відхилення зоряного світла - через рух зірки і Землі, на якій встановлений телескоп - теж можна оцінити чисельно. У 1729 році цей метод вимірювання з показав значення, що відрізняється від сучасного всього на 1,4%. До 1970-м з визначили рівним 299 792 458 м / с з похибкою всього в 0,0000002%, більша частина якої випливала з неможливості точного визначення метра або секунди. До 1983 року секунду і метр переопределили через с і універсальні властивості випромінювання атома. Тепер швидкість світла дорівнює точно 299 792 458 м / с.

Атомний перехід з орбіталі 6S, δf 1, визначає метр, секунду і швидкість світла

Так чому ж швидкість світла не більше і не менше? Пояснення таке ж просте, як зазначений на рис. Вище атом. Атомні переходи відбуваються так, як відбуваються, через фундаментальних квантових властивостей будівельних блоків природи. Взаємодії атомного ядра з електричним і магнітними полями, Створюваними електронами і іншими частинами атома призводять до того, що різні енергетичні рівні виявляються надзвичайно близько один до одного, але все ж трохи відрізняються: це називається надтонкою розщепленням. Зокрема, частота переходу надтонкою структури цезію-133 випромінює світло абсолютно певної частоти. Час, за яке проходить 9 192 631 770 таких циклів, визначає секунду; відстань, яку світло проходить за цей час, дорівнює 299 792 458 метрам; швидкість, з якою поширюється цей світ, визначає с.

Пурпурний фотон переносить в мільйон разів більше енергії, ніж жовтий. Космічний гамма-телескоп Фермі не вказує ніяких затримок будь-якого з фотонів, які прийшли до нас від гамма-сплеску, що підтверджує сталість швидкості світла для всяких енергій

Щоб поміняти це визначення, потрібно, щоб з цим атомним переходом або з йдуть від нього світлом сталося щось фундаментально відмінне від його поточної природи. Цей приклад також дає нам цінний урок: якби атомна фізика і атомні переходи працювали б в минулому або на далеких відстанях по-іншому, це було б свідченням зміни швидкості світла з часом. Поки що всі проведені нами вимірювання лише накладають додаткові обмеження на сталість швидкості світла, і ці обмеження дуже суворі: зміна не перевищує 7% від поточного значення за останні 13,7 млрд років. Якби з якоїсь з цих метрик швидкість світла виявилася не постійною, або ж вона відрізнялася б у різних типів світла, це призвело б до найбільшої наукової революції з часів Ейнштейна. Замість цього всі свідчення говорять на користь Всесвіту, в якій всі закони фізики завжди, всюди, у всіх напрямках, в усі часи залишаються однаковими, включаючи і фізику самого світла. В якомусь сенсі це теж досить революційні відомості.

Схожі статті

Як звук поширюється в просторі?

Якщо звукова хвиля не зустрічала перешкод на своєму шляху, вона поширюється рівномірно в усіх напрямках. Але і не всяке перешкода стає перепоною для неї. Зустрівши перешкоду на своєму шляху, звук може огинати його, ...
Як вивчити англійську мову самостійно?

Способів вивчення англійської мови дійсно багато, і розібратися в їх ефективності буває непросто. На жаль, «чарівної таблетки», що ідеально підходить кожному, не існує, адже всі люди різні. Ось поради, як знайти спосіб ...
Як вивчити англійську мову самостійно?

Англійська мова - одна з тих рідкісних дисциплін, вивчити яку прагнуть тисячі дорослих людей. На жаль, не всі можуть похвалитися тим, що за роки навчання дійсно йому навчилися. А життя вимагає, роботодавець вимагає, душа часом теж ...
Розкопки Великої Вітчизняної війни

Підйом танка КВ-1 на Невському п'ятачку 11 серпня 2002 роки команда аквалангістів ВІДКРИТЕ МОРЕ спільно з пошуковим загоном МГА, обстежуючи фарватер Неви, виявила в 30 метрах від берега важкий танк КВ-1, який при штурмі Невського ...
Забутий снайпер Чеченської війни

18-річний якут Володя з далекого оленячого стійбища, був промисловик-соболятнік. Треба було так статися, що прийшов до Якутська за сіллю і патронами, випадково побачив в їдальні по телевізору купи трупів Російських солдатів на вулицях Грозного, ...
По дорозі Єрмака підкорення Сибіру

У 1581-1585 роках Московське царство на чолі з Іваном Грозним істотно розширило кордони держави на Схід, внаслідок перемоги над монголо-татарськими ханствами. Саме в цей період Росія вперше включила до свого складу Західну ...

Швидкість світла в даному середовищі. Постійна чи швидкість світла? Чому дорівнює швидкість світла

Рівняння Джеймса Максвелла - електромагнітна природа світла

Досвід Майкел'сона - абсолютність швидкості світла

Спеціальна теорія відносності Альберта Ейнштейна

Парадокс відносностіодночасності СТО

Як вимірюють швидкість світла?

Спостереження Олаф Ремер

Спостереження Джеймса Бредлі

Досвід Луї Фізо

подальші вимірювання

Підведемо підсумки

Що таке швидкість світла?

Що таке швидкість світла своїми словами?

Чому дорівнює швидкість світла?

Найточніше значення швидкості світла

Чому дорівнює швидкість світла у вакуумі?

Як вимірювали швидкість світла?

Як визначили швидкість світла

Від чого залежить швидкість світла

Схожі статті

Як звук поширюється в просторі?

Як вивчити англійську мову самостійно?

Як вивчити англійську мову самостійно?

Розкопки Великої Вітчизняної війни

Забутий снайпер Чеченської війни

По дорозі Єрмака підкорення Сибіру