О

Гипотеза лоренц-фитцджеральдовского сокращения

дной из основных гипотез, выдвинутых для спасения теории эфира, была сформулированная в 1892 году ирландским физиком Фитцджеральдом и поддержанная и развитая Лоренцем гипотеза о сокращении размеров движущихся сквозь эфир тел в направлении движения. Согласно этой гипотезе, движущиеся сквозь эфир тела сокращают свои продольные размеры в таком отношении, что в точности компенсируется влияние «эфирного ветра». В случае справедливости этой гипотезы при вычислении разности времен хода лучей в опыте Майкельсона-Морли надо было до поворота установки в выражении (13.4) заменить l₂ на сокращенный путь , а после поворота в выражении (13.5) заменить l₁ на сокращенный путь :

(13.6)

. (13.7)

Тогда отсутствие сдвига интерференционной картины означает равенство , а так как взаимосвязанными являются лишь l₁ с и l₂ с , то отсюда следует связь между сокращенной длиной и первоначальной l:

(13.8)

Подобное сокращение невозможно установить никакими наблюдениями, ибо всякая линейка сокращается в той же пропорции. Эта гипотеза совместно с гипотезой неувлекаемого всюду неподвижного эфира объясняла отрицательный результат опыта Майкельсона-Морли.

Д

Баллистическая гипотеза Ритца

ругой известной гипотезой, выдвинутой для объяснения результатов Майкельсона, была т.н. баллистическая гипотеза, предложенная швейцарским физиком-теоретиком Вальтером Ритцем. Ритц высказал эту гипотезу в 1908 году, когда уже активно обсуждалась специальная теория относительности Альберта Эйнштейна. Ритц отрицательно отнесся к теории относительности, но его не удовлетворяла и точка зрения Лоренца. В теории Ритца не было места эфиру, и электромагнитные возмущения существовали в пространстве, не являясь возмущениями эфира. Согласно Ритцу, свет распространяется со скоростью c, но не относительно эфира, как у Лоренца, и не относительно любой инерциальной системы отсчета, как у Эйнштейна, а относительно источника. Таким образом, скорость света относительно какого-либо тела оказывается равной векторной сумме скорости света относительно источника и скорости источника относительно этого тела. Теория Ритца позволяла объяснить отрицательный результат опыта Майкельсона-Морли. Но в 1913 году Виллем де Ситтер, наблюдая движение двойных звездных систем, подтвердил постулат Эйнштейна о независимости скорости света от скорости источника. В том случае, если бы скорость света зависела от скорости излучающего тела, закономерности движения отдаленных двойных звезд оказались бы весьма осложненными, в частности, потребовалось бы допущение, что движение двойных звезд подчиняется не закону всемирного тяготения Ньютона, а более сложному закону, в который должно было входить расстояние звезды от Земли.

В

Эффект Доплера

ажным вопросом, относящимся к оптике движущихся тел, был вопрос, впервые рассмотренный в 1842 году австрийским физиком, математиком и астрономом Христианом Доплером. Рассматривая свет, как распространяющиеся со скоростью c волны возмущений в эфире, Доплер отметил, что частота световых колебаний , воспринимаемых наблюдателем, зависит как от скорости источника света v, так и от скорости наблюдателя u, взятых относительно эфира, и что она должна отличаться от частоты ₀ световых колебаний, излучаемых светящимся источником:

Экспериментальная проверка показала, что формула Доплера хорошо описывает зависимость наблюдаемой частоты звуковых колебаний от скоростей движения источника звука и наблюдателя. Хуже обстояло дело с применимостью формулы Доплера к оптическим явлениям, для которых, собственно говоря, он и проводил рассуждения. Позже в теории относительности было показано, что в релятивистском случае формула Доплера имеет вид

где v – скорость движения источника относительно наблюдателя.

Тем не менее, Доплер правильно понял суть этого физического явления. В 1848 году Физо указал на возможность использования эффекта Доплера для определения радиальной составляющей скорости движения небесных тел относительно Земли. Он обратил внимание на открытые Фраунгофером в спектрах Солнца и других звезд темные линии. Фраунгоферовы линии соответствовали строго определенным длинам волн, излучаемых светящимся объектом, поэтому при движении последнего они должны были смещаться в спектре, наблюдаемом неподвижным наблюдателем. По мнению Физо, измеряя смещение фраунгоферовых линий, можно было определять радиальные составляющие скорости движения небесных тел. Метод, предложенный Физо, и сегодня используется в астрофизических наблюдениях.