Где мы во вселенной находимся


Где мы во вселенной находимся

Где мы во вселенной находимся

Где мы во вселенной находимся



Где мы во Вселенной?

Хороший вопрос! Где же мы, на самом деле, во Вселенной?

Почти все ученые сейчас придерживаются мнения, что мы населяем второсортную планету под названием Земля, которая вращается вокруг второсортной звезды под названием Солнце, вращающегося вокруг второсортной галактики под названием Млечный Путь, которая в свою очередь вращается вокруг второ­сортного скопления галактик, называемого Местная система, по­терянного в просторах космоса, как песчинка впустыне Сахаре, Это называется "принципом посредственности". Данный принцип выражает взгляд современной науки на наше место во Вселенной.

Но так было не всегда. У народов античного мира было совер­шенно иное представление о нашем положении. Они считали, что Земля неподвижна, а все остальное во Вселенной вращается во­круг нее. Это представление появилось как результат веры в оче­видное: веры в истинность того, что говорили им их собственные глаза, их собственные чувства, Земля была, безусловно неподвиж­на, в то время как все остальное явно находилось в движении.

Это представление, или некоторая его модификация, держа­лось в умах большинства образованных людей (включая ученых) вплоть до XVI в. Одна из причин этого заключалась в том, что большинство образованных людей мира, и в частности ученые, жили в Европе, которая в то время была, по крайней мере, номи­нально, христианской. По крайней мере, номинально, Библия при­нималась за абсолютный авторитет, А в Библии, похоже, содержится множество свидетельств в пользу геоцентрической модели (где за центр принимается Земля). Так что все изучавшие в то время Библию были убеждены, что она указывает на геоцентризм.

Самый первый стих в Библии говорит: "В начале сотворил Бог небо и землю". Все другие тела во Вселенной были созданы по­зднее — на четвертый день. В Бытии 1:16 мы читаем: "И создал Бог два светила великие: светило большее, для управления днем, и светило меньшее, для управления ночью, и звезды". Таким образом, Солнце, Луна и звезды добавились позднее и играют явновспомогательную роль.

В книге Бытие 1:14-15 конкретно указывается причина сотво­рения этих небесных тел: "И сказал Бог: да будут светила на тверди небесной, для отделения дня от ночи, и для знамений, и времен, и дней, и годов; и да будут они светильниками на тверди небесной, чтобы светить на землю. И стало так". Отсюда следует, что Солнце, Луна и звезды были созданы исключительно ради Земли.

Земля же, напротив, была сотворена именно для жизни, как это показано в остальной части первой главы Бытия и как гово­рится в Исаии 45:18: "Ибо так говорит Господь, сотворивший небеса, Он — Бог, образовав­ший землю и создавший ее; Он утвердил ее; не напрасно со­творил ее: Он образовалее для жительства".

Подобные стихи в Библии принимались как доказатель­ство того, что Земля занимает особое место и имеет особое назначение.

Библия также считалась кни­гой, поддерживающей пред­ставление о том, что Земля неподвижна, а все остальное на­ходится в движении. Например, книга Судей 5:20 говорит о "звездах на путях своих". Пса­лом 18:6 говорит о Солнце, ко­торое "пробегает поприще" от одного края небес до другого. Эти и многие другие подобные стихи подтверждают представ­ление о том, что Земля неподвижна и находится в центре, в то время как все другие небесные тела движутся вокруг нее. И такое впечатление создается не только по прочтении отдельных стихов, весь тон Библии геоцентричен.

Но с геоцентрической картиной (или "моделью") древних вре­мен не все было так просто. В этой модели Луна, Солнце, планеты и звезды двигались вокруг Земли по идеальным окружностям. Эта модель не соответствовала данным астрономии, получаемым в ходе наблюдений. Ее необходимо было видоизменить.

Птолемей, греческий астроном, работавший в Александрии, предложил модификацию, которая привела модель в соответствие с наблюдениями. Он считал, что Земля слегка смещена от центра Вселенной. А вместо движения по простым окружностям небес­ные тела у него совершали, как он назвал, "эпициклы": они вра­щались вокруг некоей точки, которая в свою очередь вращалась вокруг центра Вселенной. Птолемей совершенствовал эту модель до тех пор, пока ее предсказанияне были приведены в точное соответствие с наблюдениями.

Казалось, в этой модели не было недостатков, за исключением того факта, что для произведения вычислений нужно было быть хорошим математиком. Она могла предсказывать положение Солнца, Луны и планет и время затмений с точностью астрономических наблюдений. Не было никаких действительно веских научных причин отказываться от этой модели до той поры, когда появле­ние телескопа позволило сделать более точные наблюдения.

Но задолго до того, как это произошло, в начале XVI в. насту­пил Ренессанс. Европейскими философами овладело возрождение интереса к культуре древней Греции. Древние греки были, по существу, гуманистами. У них был несколько несообразный пан­теон богов, действиями которых при желании можно было объяс­нить любую историю, но при необходимости с ними можно было не считаться. На самом деле, именно человеческий интеллект обладал ответамина все вопросы, открытые философскому изыс­канию.

Одним из тех ученых, которые были увлечены Ренессансом, был Николай Коперник. Его особенно интересовали Платон и Пифагор.

Платон считал, что Солнце является воплощением всего добро­го и благородного во Вселенной.

Пифагор полагал, что Солнце должно быть центром, поскольку оно является самым величественным из богов.

Хорошая, веская научная причина делать Солнце центром Все­ленной! А именно так Коперник и поступил. Он предложил мо­дель, в которой планеты и звезды вращаются вокруг Солнца. В этой модели Земля является всего лишь обычной планетой. Чтобы объяснить наблюдения, Земля должна обращаться вокруг своей оси один раз в сутки.

Книги по астрономии, а также по истории стремятся создать впечатление, что, как только Коперник выдвинул эту идею, проблемы астрономии были решены. На самом деле это не так. Чтобы согласовать свою модель с наблюдениями, Копернику пришлось рассчитать такое движение планет, при котором они имели еще более сложную систему эпициклов, чем у Птолемея, Как указал профессор ОттоНойгебауэр: "...общепринятое мнение, что гелио­центрическая система Коперника является упрощением системы Птолемея, безусловно неверно... сами модели Коперника требуют примерно в два раза больше орбит, чем модели Птолемея"1.

Модель Коперника была не только не проще, но и не точнее! Как отметил Кларк; "...система мира Коперника не могла предска­зать или описать явления так же точно, как система Птолемея. Научные наблюдения, без сомнения, скорее подтверждали древ­нюю систему, а не новую. Но наука — это не только наблюдения. Коперник отверг систему Птолемея из эстетических соображе­ний, а не потому, что эта система была не способна объяснить какие-либо наблюдения. Однако когда он сделал собственные выводы, он заявил, что наконец-то найдена подлинная истина"2.

Это довольно обычное положение в науке. Когда Джеймс Геттон и Чарлз Лайель выдвинули принцип униформизма в геологии (из которого вытекал возраст Земли в миллиарды лет), он объяс­нял многие наблюдения не так убедительно, как предшествующее истолкование (сотворение и катастрофа), но геологи стали на точку зрения, что наконец-то найдена подлинная истина. Когда Дарвин выдвинул свою эволюционную гипотезу, она объясняла многие факты не так убедительно, как предшествующее представ­ление о сотворении. Но и тут ученые стали широко утверждать, что наконец-то найдена подлинная истина.

Идея Коперника была с энтузиазмом подхвачена Галилео Галилеем, который учил, что гелиоцентричность Вселенной (то есть что Солнце находится в ее центре) является установленным фак­том. У Галилея были неприятности с инквизицией. Инквизиция была создана главным образом для того, чтобы преследовать библей­ских верующих, которые отказывались принимать учения суще­ствующей Церкви. За свою позорную историю инквизиция замучила и убила многих христиан и евреев, а также она занималась преследованием некоторых ученых, среди которых были такие видные деятели науки, как Джордано Бруно и Галилео Галилей.

Причины, по которым у Галилея были неприятности с предста­вителями "святой палаты", обычно не упоминаются. На самом же деле они были отчасти вызваны завистью и противодействием научных кругов, которые видели в инквизиции орудие для устра­нения ученого, чей упорный труд, ясное мышление и изобрета­тельность были помехойих собственному бездумному повторению умозрений Аристотеля. Также отчасти виной тому было от­сутствие такта со стороны Галилея, когда он попирал чувства других людей. Так, он вызвал гнев папы римского, написав книгу в защиту Коперника, где вложил слова папы в уста болвана, "Простака", а самприводил умные доводы в пользу гелиоцентричности. Одним из обвинений, возведенных на Галилея его врагами, было его утверждение, что Солнце находится в центре Вселенной. Они указали, что Библия совершенно ясно помещает в центр Землю. Инквизиция потребоваладоказательств его утверждения о том, что не Земля, а Солнце занимает это привилегированное положение. У Галилея не было никаких доказательств. У него были только наблюдения, которые опровергали старинные доводы о том, почему Солнце не может быть центром. Еще раньше ему было дано разрешение преподавать гелиоцентричность как полез­ную теорию, но не как установленный факт. Однако он продол­жал пропагандировать гелиоцентричность как доказанную истину, в результате чего оказался под домашним арестом на комфорта­бельной вилле.

Идея Коперника была не единственной моделью, предложен­ной взамен модели Птолемея.


Рыс. 46.Система Браге. Браге считал, что Земля находится в центре Вселенной. Луна и Солнце вращаются вокруг Земли, но другие тела Солнечной системы вращаются вокруг Солнца, которое несет их вокруг Земли точно таким же образом, как Юпитер несет свои луны, вращаясь вокруг Солнца.


Тихо Браге признан одним из величайших практических астро­номов всех времен. Он провел большую часть своей научной деятельности, выполняя серии самых точных астрономических наблюдений из всех когда-либо исполненных до него. Он записы­вал положения Солнца, Луны, планет и звезд. Браге разработал иную модель, объясняющую его наблюдения.

Он считал, что Земля неподвижна и находится в центре Вселен­ной. Он был уверен, что именно на такое положение Земли ука­зывали его наблюдения.

Браге считал, что Луна вращается вокруг Земли, Солнце вра­щается вокруг Земли, но планеты (и все другие тела Солнечной системы) вращаются вокруг Солнца. В этой модели Солнце несет с собой планеты точно таким же образом, как Юпитер несет свои луны, вращаясь вокруг Солнца. Используя эту модель, Браге смог удовлетворительно объяснить наблюдения.

Браге умер, не успев опубликовать свои выводы. Он оставил все сделанные им наблюдения своему помощнику, Иоганну Кеп­леру, который пообещал подробно изложить наблюдения Браге в рамках его геоцентрической модели. Но Кеплер только частично выполнил обещание. Он описал модель Браге и показал, что все наблюдения с ней согласуются, но личноон предпочел модель Коперника и открыто выступил в поддержку гелиоцентризма.

Несколько позднее он видоизменил модель Коперника. Он оставил Солнце в центре Вселенной, но показал, что наблюдения лучше согласуются с представлением, что планеты вращаются вокруг Солнца не по окружностям, а по эллипсам. Он даже подправил свои наблюдения, чтобы они убедительнее соответствовали этой схеме. Представление об эллиптических орбитах получило гро­мадную поддержку, когда Исаак Ньютон, который был, вероятно, самым великим ученым всех времен опубликовал свой знамени­тый трактат о принципах механики.

Ньютон показал, что для двух тел самые простые уравнения получаются, если одно из этих тел принять за неподвижное, а другое рассматривать как вращающееся вокруг него. Не имеет значения, какое из двух тел принимать за неподвижное, — урав­нения получаются одинаковыми. Они показывают, что траекто­рия движущегося тела является эллипсом. Ньютон был великим ученым. Он осознавал, что, хотя это дает самые простые уравне­ния, действительная ситуация не обязательно такова. Он также указал, что его теория гравитации, хотя она и полезна, поскольку отвечает на многие вопросы, в действительности не может быть верной. Онпредложил несколько возможных альтернативных те­орий, но все они его не удовлетворяли. Большинство ученых, последовавших за Ньютоном, обладая способностями, которые не шли ни в какое сравнение со способностями Ньютона. Не­многие понимали, о чем он говорил.

Эллипс "задачи о двух телах" не является верным описанием действительности: оба тела на самом деле движутся вокруг обще­го центра гравитации. Для описания такой ситуации требуются намного более сложные уравнения.

Действительность не всегда описывается самыми простыми урав­нениями. Самые простые уравнения не обязательно соответству­ют реальности. Если имеется более двух тел, то самые простые уравнения получаются, если принять центр гравитации всех тел за неподвижный и рассмотреть их движение вокруг этого общего центра. Неважно, находится ли в центре гравитации самое боль­шое тело, или самое маленькое, или там вообще нет никакого тела.

В настоящее время большинство астрономов считает, что мы являемся частью галактики Млечный Путь. Обычно считается, что Млечный Путь представляет собой спираль, в центре "ядра" которой содержатся миллиарды звезд. От центра расходятся вет­ви из звезд, газа и пыли, которые скручиваются в эту спиральную форму по мере того, как вся Галактика вращается вокруг своего центра. Полагают,что Солнечная система находится на расстоя­нии примерно двух третей от центра. Широко распространено убеждение, что Земля мчится вокруг Солнца со скоростью более сотни тысяч километров в час и Солнечная система несется вокруг Галактики со скоростью около миллиона километров в час.


В настоящее время большинство астрономов полагает, что Солнце находится на расстоянии около двух третей от центра спиральной галакти­ки под названием Млечный Путь. Считается, чтоСолнце вращается вокруг Галактики со скоростью около миллиона километров в час.


Рис. 51.Млечный Путь.


Если рассматривать всю Галактику, то самые простые уравне­ния получаются, если центр гравитации считать неподвижным. Все остальное (включая наше Солнце) тогда рассматривают как движущееся вокруг этого центра.

Считается также, что наша галактика является всего лишь ча­стью системы галактик, называемой Местной системой. Полага­ют, что наша галактика мчится вокруг центра гравитации скопления со скоростью многие миллионы километров в час. Если мы рассматриваем все скопление, то самые простые уравнения получают­ся, когда мы принимаем центр гравитации за неподвижный. Безусловно, точка, которую мы принимаем за неподвижную, за­висит от того, насколько большую часть Вселенной мы рассматри­ваем.

Но если мы захотим рассмотреть всю Вселенную, будет ли неразумно задаться вопросом; существует ли какая-то точка, ко­торая является в некотором отношении настоящим центром гра­витации всей Вселенной и которая действительно неподвижна?

И если такая точка существует, то будет ли неразумно предло­жить Землю в качестве претендента на это положение?

Одним из величайших ученых прошлого века был Эрнст Мах. Он сказал: "Совершенно очевидно, не имеет большого значения, считаем ли мы, что Земля вращается вокруг своей оси или что она находится в покое, в то время как неподвижные звезды вращают­ся вокруг нее. Геометрически это один и тот же случай относи­тельного вращения Земли и неподвижных звезд по отношению друг к другу"3. Маха беспокоил тот факт, что нет никакой осно­ванной на наблюдениях веской причины отвергать мнение, что Земля может быть неподвижной и находиться в центре Вселенной.

Фред Хойл является великим ученым этого века. Согласно его словам, "...нам известно, что различие между гелиоцентрической и геоцентрической теориями состоит только в относительности движения и что такое различие не имеет никакого физического значения"4. Так что мы видим, что и у Фреда Хойла тоже нет никакого фундаментального возражения противтого, что Земля может быть центром Вселенной.

А есть ли вообще какие-либо возражения? Их было удивительно мало. К тому же было показано, что все они необоснованны. Наблюдения были бы одинаковы, независимо от того, неподвижна ли Земля и находится она в центре, или нет.

Возможно, самое интересное наблюдение — это аберрация света звезд. Брэдли, британский королевский астроном, обнаружил, что звезда никогда не наблюдается в своем среднем положении. В частности, он наблюдал звезду Гамма Дракона. Его измерения, сделанные в течение года, показали, что ее действительное поло­жение перемещалось вокруг среднего положения по крошечному эллипсу, совершая за год одно обращение. Он пришел к выводу, что это было долгожданным доказательством вращения Земли вокругСолнца. В науке уже долгое время была принята гелиоцентричность, но до того момента не было предложено ни одного до­казательства. Брэдли решил, что доказательство наконец-то найдено.

Чтобы понять, почему он принял свой "аберрантный эллипс" за доказательство гелиоцентричности, представим себе телескоп, на­правленный прямо на звезду. Луч света, исходящий от звезды, падает в самый центр объектива. Но Земля движется, и телескоп движется вместе с Землей. К тому времени, когда свет достигнет окуляра, телескоп уже слегка сдвинется. Не очень намного, но, поскольку скорость света не бесконечна, он чуть-чуть сдвинется. Так что, хотя свет вошел в самый центр наверху, он будет не совсем в центре внизу — свет запаздывает. Направление, в кото­ром он запаздывает, зависит от направления, в котором движется Земля; и поскольку Земля движется по эллипсу вокруг Солнца, совершая одно обращение в год, то и звезда будет описывать на окуляре маленький эллипс.

Хотя Брэдли (и многие другие) считал это доказательством того, что Земля действительно вращается вокруг Солнца, были некоторые, кто заметил, что это не совсем так. Если бы Браге был прав и Солнце вращалось бы вокруг Земли, неся с собой все остальное (включая звезды), то тогда звезды действительно двига­лись бы по эллипсу вокругЗемли, совершая одно обращение в год. "Аберрантный эллипс" был бы не доказательством вращения Земли вокруг Солнца, а просто результатом действительного дви­жения звезд.

Желанное неопровержимое доказательство гелиоцентричности казалось все так же ускользающим до тех пор, пока ученый по имени Руджер Бошкович не предложил один эксперимент. Бошкович (который на самом деле поддерживал Коперника) предло­жил наполнить телескоп водой. Причина этого предложения состояла в том, что скорость света в воде в полтора раза меньше, чем в воздухе. Чтобы свет достиг окуляра, требуется в полтора раза больше времени; телескоп сдвинется за это время на расстояние в полтора раза большее, и поэтому аберрантный эллипс будет в полтора раза больше. Но если Земля неподвижна и эллипс явля­ется результатом действительного движения звезд, то тогда все останется без изменений, и эллипс будет прежних размеров. Здесь, по всей видимости, была возможность раз и навсегда доказать, вращается ли Земля вокруг Солнца или нет.

Однако никто не потрудился провести такой эксперимент. Ученые были настолько уверены, что Земля вращается вокруг Солнца, и идея о неподвижности Земли представлялась им такой глупой, что они считали доказательство ненужным.

Но ученый по имени Араго5провел эксперименты, в которых он помещал под телескоп пластинку стекла. Он обнаружил, что, если двигать пластинку, за ней увлекается луч света от звезды. Вычисления показали, что наблюдения согласуются с представле­нием о неподвижности Земли, но расходятся с представлением о том, что она движется. Британский королевский астроном, Джордж Бидель Эйри6, решил, что кто-то все же должен в конце концов провести эксперимент Бошковича. Он наполнил телескоп водой и начал наблюдать.

Помните, что этот эксперимент был предложен с конкретной целью — определить правильность одной из двух теорий. Если движется Земля, то эллипс должен быть в полтора раза больше, но если движутся звезды, то размер эллипса должен остаться таким же. Эйри провел этот эксперимент. Он обнаружил, что размер эллипса был в точности таким же. В соответствии с тем, с чем согласились Бошкович и его современники, Эйри всего лишь до­казал, что Земля не вращается вокруг Солнца.

Но представления в науке меняются.

Хорошо известный французский ученый Френель провел экс­перименты, в которых он пропускал свет через движущиеся жид­кости и движущиеся прозрачные твердые тела. Он обнаружил, что свет увлекается за движущимся телом или жидкостью. Он сделал предположение, что причина этого явления состоит в том, что при движении увлекается эфир среда, через которую рас­пространяется свет. Френель и некоторые другие ученые провели эксперименты по измерению свойств этого эфира.

Причина, по которой был предложен эфир, состоит в том, что все известные виды волн нуждаются в среде, через которую они могут распространяться. Например, звук распространяется от уст говорящего до уха слушающего через волны давления в воздухе. Воздух — это среда, через которую распространяются звуковые волны. Тогда уже долгое время признавали, что свет имеет волно­вую форму.Следовательно, должна была существовать какая-то среда, через которую свет распространяется. Эта среда была на­звана светоносным эфиром, или, для краткости, просто эфиром.

Чтобы объяснить неудачу Эйри получить ожидаемый Бошковичем результат, была выдвинута идея Френеля о частичном увле­чении эфира. Проносясь через космос, Земля частично увлекает за собой эфир. Если бы эфир двигался с нужной скоростью, тогда эллипс в телескопе Эйри мог бы получаться именно таким, какой нужен.

Данный эксперимент требует наличия эфира, а также в нем необ­ходимо, чтобы эфир двигался со строго определенной скоростью.

Приняв это предположение с целью найти оправдание резуль­татам единственного в своем роде эксперимента, который был разработан, чтобы доказать движение Земли, ученые не оставили себе ни одного истинного метода определить, движется ли на самом деле Земля или нет. С точки зрения механики казалось, что существует только возможность определить относительное дви­жение, но не абсолютное.

И такая ситуация продолжалась до тех пор, пока на сцене не появился Джеймс Кларк Максвелл.

Максвелл был одним из величайших физиков прошлого столе­тия. Он собрал воедино все известные факты, все известные те­ории, все известные наблюдения по электричеству и магнетизму и вывел свои знаменитые уравнения, "уравнения Максвелла". Он показал, что движущиеся электрические заряды порождают маг­нитные поля и что свет — это электромагнитное явление, которое имеет основную постоянную скорость движения сквозь эфир (эфир был фундаментальным аспектом его теории).

Это пролило совершенно новый свет на ситуацию. Как указал профессор Герберт Дингл, "в электромагнетизме все было совер­шенно по-другому. Электрический заряд в покое был окружен только электрическим полем, но электрический заряд в движении был равноценен электрическому току и был окружен еще и маг­нитным полем"7. Таким образом, здесь имелся способ определить абсолютный покой и абсолютное движение. Все, что нужно, — это рассмотреть электрический заряд. Если он не связан с магнит­ным полем, тогда заряд должен находиться в покое; если магнит­ное поле есть, то сила магнитного поля пропорциональна абсолютной скорости. Результаты Максвелла относительно постоянства ско­рости света сквозь эфир означали, что свет также можно исполь­зовать для определения абсолютного движения.

Альберт Абрахам Майкельсон, знаменитый ученый, который большую часть своей профессиональной деятельности посвятил измерению скорости света, совместно с Эдвардом Уильямсом Морли разработал и создал прибор ("интерферометр") для измерения абсолютного движения Земли сквозь космическое пространство.

Описание этого эксперимента, а также "интерференционных по­лос" и "сдвига интерференционных полос", используемых в дан­ном методе, можно найти в большинстве общих учебников по физике.

Явление, называемое интерференцией, образует чередующие­ся светлые и темные полосы, называемые "интерференционными полосами". Интервал интерференционных полос зависит от ско­рости, с которой свет попадает в прибор. Изменение этой скоро­сти ведет к изменению интервала, что называется "сдвигом интерференционных полос".



Рис. 54.Интерферометр Майкельсона и Морли.


Если Земля движется сквозь эфир, то лучу света для прохождения вперед и назад по плечу прибора, указы­вающему на направле­ние движения, должно потребоваться немного больше времени, чем лучу света, посылаемо­му в плечо, перпендику­лярное движению. Но как бы они ни повора­чивали прибор, значи­тельной разницы не было.


Майкельсон и Морли8намеревались поворачивать свой при­бор до тех пор, пока не получат максимального сдвига интерфе­ренционных полос, производимого лучом света, идущего в двух перпендикулярных друг другу направлениях. Положение макси­мального сдвига интерференционных полос указало бы направле­ние, в котором движется Земля, а величина сдвига была бы мерилом скорости движения Земли сквозь эфир.

Но они обнаружили, что, как бы они ни поворачивали свой прибор, значительного сдвига интерференционных полос не было. Это стало еще одним подтверждением того, что Земля неподвиж­на.

Однако они рассудили, что движение Солнца вокруг центра галактики, должно быть, в точности компенсировало движение Земли вокруг Солнца, так что всего лишь в тот момент Земля

оказалась неподвижной. Нужно было только повторить экспери­мент спустя шесть месяцев, когда Земля двигалась бы в про­тивоположном направлении, по "другой стороне" своей орбиты вокруг Солнца, и движение Солнца уже не сводило бы на нет движение Земли.

Итак, шесть месяцев спустя они повторили эксперимент, но все равно значительного сдвига интерференционных полос не было. Земля все равно была неподвижна! Они повторяли экспери­мент во все времена года, Они повторяли его в любое время дня и ночи. Они повторяли его в Берлине, в Чикаго, на вершинах гор, но сдвига интерференционных полос не наблюдалось нигде. Дру­гими словами, Земля была неподвижна.

Интересно отметить, что по этому поводу говорили разные ученые.

Адольф Бейкер сказал: "Таким образом, невозможность на­блюдать разную скорость света в разное время года означает, что Земля должна находиться в покое... поэтому она была "предпочи­таемой" системой координат для измерения абсолютного движе­ния в космосе" 9.

Бернард Джаффэ отметил; "Данные были почти невероятны. Вывод можно было сделать только один, а именно, что Земля находится в покое. Это, безусловно, было абсурдно" 10.

Но мы можем спросить: а почему "абсурдно"? Разве кто-ни­будь когда-либо доказал на самом деле, что Земля движется?

Джианколи сказал следующее: "Но это подразумевает, что Земля так или иначе является предпочитаемым объектом; только отно­сительно Земли скорость света была бы равна с, как это предска­зано уравнениями Максвелла. Это равносильно предположению о том, что Земля — центральное тело Вселенной"11.

Это, безусловно, неприемлемо для всякого, кто решил, что Земля является заурядной второсортной планетой, несущейся в каком-то незначительном уголке Вселенной. Чтобы спасти тео­рию от фактов, требовался еще один adhoc.

Человеком, предложившим суть идеи для требуемого adhoc, был ирландский физик по имени Джордж фрэнсис фицджеральд. Его предложение было развито до идеи, что если бы прибор Майкельсона и Морли сжимался в направлении движения Земли, то при условии, что сжатие происходило точно на нужную вели­чину, не наблюдалось бы никакого сдвига интерференционных полос. Такое сжатие должно происходить с любым движущимся телом. Это означает, что если ведешь автомобиль (или космический корабль) с большой скоростью, то он становится немного короче, чем был в состоянии покоя. Интересная идея. Чтобы принять такую идею как научную, требуется, безусловно, произ­вести измерения и проверить, так ли это. Наш отважный автомо­билист (или космонавт) берет с собой линейку и измеряет свое средство передвижения, чтобы проверить, действительно ли оно стало короче. К сожалению, линейка должна укоротиться как раз настолько, что измерения оказываются идентичны тем, которые были сделаны в покое.

Измерения говорят, что автомобиль (или космический корабль) не становится короче. Тогда откуда мы знаем, что он на самом деле становится короче?

Совершенно очевидно, что он должен стать короче.

Иначе эксперимент Майкельсона и Морли доказывает, что Земля неподвижна.

Существует способ проверить "сжатие Фицджеральда". Интер­ферометр укорачивается в точности на нужное расстояние только при условии, что оба плеча имеют абсолютно одинаковую длину. Но если сделать, предположим, интерферометр, где одно плечо в два раза короче другого, то сжатие уже будет другим и будет наблюдаться сдвиг интерференционных полос. Такой интерферо­метр был изготовлен. Интересно посмотреть, как Артур Бейзер прокомментировал данный эксперимент: "У нас может возник­нуть искушение рассмотреть результаты Майкельсона и Морли исключительно как свидетельство сжатия длины их прибора в направлении движения Земли. Это объяснение было проверено Кеннедии Торндайком, которые использовали интерферометр с плечами разной длины. Они тоже не обнаружили сдвига интерфе­ренционных полос; это означает, что данные эксперименты дол­жны рассматриваться как доказательство отсутствия эфира"12.

Но почему "ДОЛЖНЫ рассматриваться как доказательство от­сутствия эфира"? Почему их не принять как доказательство не­подвижности Земли? Все наблюдения согласуются с таким представлением. И если данный эксперимент доказывает, что эфира нет, тогда он поднимает очень интересный философский вопрос: могут ли ученые измерять свойства чего-либо несуществующего? Френель измерил свойства эфира. Если ученые могут измерять свойства чего-либо, что не существует, то какую цену имеет на­ука? Что бы ученые ни измеряли, может оказаться, что это изме­рения чего-то, что вообще не существует! Но если измерять свойства чего-либо несуществующего невозможно, то что мы скажем об измерениях свойств эфира, проведенных Френелем (и некоторыми другими учеными)? Если эфира нет, то как нам оправдать неудачу Эйри получить ожидаемый результат в эксперименте Бошковича? И какой смысл имеют для нас уравнения Максвелла, которые получены в результате изучения эфира?

Довольно интересно отметить, что все эксперименты согласу­ются с представлением о том, что Земля неподвижна, — и ника­киеadhocтут вообще не нужны.

Проблему создавали не только оптические эксперименты. Элек­тромагнитные эксперименты, такие как эксперимент Трутона и Нобеля , тоже свидетельствали о том, что Земля неподвижна.

Человеком, который предложил выход из этого затруднитель­ного положения, был Хендрик Антон Лоренц, известный голлан­дский физик. Он выдвинул предположение, что высокая скорость движения сквозь эфир ведет не только к сжатию длины, но также к увеличенному сопротивлению ускорению (что равносильно уве­личению массы) и к растяжению времени. Известные "преобразо­вания Лоренца" сформировали основу его "теории относительности".

Молодой гений, работающий в швейцарском патентном офисе, Альберт Эйнштейн, позднее выразил теорию Лоренца другим спо­собом — как математическую абстракцию, не имеющую физиче­ской основы. Выраженная таким способом, теория не нуждалась в эфире. Точнее, она не могла допускать существование эфира. В дальнейшем ученые увидели, что это объясняло результаты экспе­римента Торндайкаи Кеннеди. Версия относительности Эйнштей­на стала более популярной по сравнению с версией Лоренца, и идея эфира вышла из моды.

Первоначальный вклад Эйнштейна в относительность покоится на двух основных допущениях, ни одно из которых не является очевидным, и оба они противоречат уравнениям Максвелла (ко­торые, как предполагалось, теория должна была подтвердить!). Первое допущение состоит в том, что, независимо от того, как (равномерно) движется наблюдатель, он всегда придет к одним и тем же выводам о законах науки. Независимо от того, как он движется, он всегда придет к одним и тем же выводам о Вселен­ной. Другими словами, все системы координат абсолютно эквива­лентны. Второе допущение состоит в том, что, независимо от того, как (равномерно) движется наблюдатель, его измерения скорос­ти, с которой до него доходит свет, всегда будут давать постоян­ную величину, "с".

Это означает, что если Земля движется сквозь пространство со скоростью"v"и навстречу ей движется в прямо противополож­ном направлении луч света, то их относительная скорость будет с+ v, но это будет в точности равно с! Если же луч света движется в том же самом направлении, что и Земля, догоняя ее, то относи­тельно Земли его скорость будет с - v, но это тоже будет в точ­ности равно с.

Таким образом,(с + v) = с = (с - v).

Всякий, кто хоть немного знает математику, скажет, чтоестьтолько одно решение, v = 0. То есть Земля неподвижна.

Но согласно Эйнштейну, это уравнение верно для любой вели­чины v.

Так что с + с/2 = с = с - с/2 .

Когда преподаватель относительности (или учебник) излагает это довольно умному студенту, то, безусловно, встречается с недоверием. Но преподаватель говорит: "Допустите пока, что это верно, а потом мы разовьем теорию. Мы увидим, что она делает ряд предсказаний. Затем мы посмотрим на проделанные экспери­менты. Мы увидим, что результаты экспериментов согласуются с теорией, и это докажет, что данное допущение все же верно".

Но нашему студенту не говорят, что большая часть экспери­ментов подтверждает теорию Лоренца, которая существовала до версии Эйнштейна. Другие эксперименты одинаково хорошо (или даже лучше) согласуются с теориями, отличными от теории Эйнштейна (чаще более простыми и более обоснованными). На­пример, студентам часто говорят, что атомная бомба представляет собой замечательное доказательство, потому что "е = mc2" было предсказано Эйнштейном. Однако им не говорят, что Пуанкаре вывеле = mc2задолго до Эйнштейна. Также им не говорят, что это можно вывести на основе рассуждений, не имеющих ничего об­щего с относительностью, проделав несколько строк очень про­стых вычислений14.

Большинство ученых приняло относительность с радостью. Эта теория, отказавшись от физического рассуждения и приняв чисто математический формализм, дала им благовидный предлог, чтобы проигнорировать все доказательства неподвижности Земли. Что­бы принять теорию относительности, потребовалось отвергнуть существование эфира.

Однако французский ученый по имени Саньяк, казалось,небыл убежден. Никто никогда не доказал, что Земля в действитель­ности движется, а относительность основывалась на допущении, что Земля должна двигаться. По сути, относительность представ­ляет собой, большей частью, теорию adhoc,призванную оправ­дать наблюдения, которые доказывают, что Земля неподвижна и находится в центре Вселенной (несмотря на несогласие Эйнштей­на!). Саньяк15изготовил "поворотный стол" с зеркалами, установ­ленными так, что луч света расщеплялся надвое: один отражался от зеркала к зеркалу против часовой стрелки вокруг "поворотного стола", а другой — по часовой стрелке. Проделав полный круг, лучи снова соединялись в камере, где они давали интерференци­онныеполосы. Если рассмотреть этот эксперимент очень упро­щенно, то, когда "поворотный стол" начинали вращать, свет начинал двигаться: луч, идущий в направлении вращения стола, догонял камеру (которая удалялась со скоростью v)с относительной ско­ростью с - v, в то время как луч, идущий в направлении против вращения, приближался навстречу камере с относительной ско­ростью с + v. Если бы основные допущения относительности были верны ( с + vравнялось бы с - v, и эфира бы не было), то тогда сдвига интерференционных полос не должно было наблюдаться.

Но сдвиг наблюдался. Основное допущение относительности было, по всей видимости, неверным.

Потребовались дополнительные толкования, чтобы поддержать теорию относительности и движение Земли.

Но оправдания сторонников теории относительности были прове­рены, экспериментально и теоретически, и найдены несостоятельны­ми. В конце концов известный физик Герберт Айве "отметил, что единственный способ продолжать верить в теорию относительно­сти — это "избегать смотреть" на данные.

В настоящее время все еще выдвигаются аргументы в оправда­ние эксперимента Саньяка.

Майкельсон вместе со своим новым сотрудником по фамилии Гейл17разработал способ проверить, существует эфир или нет.

Они построили под Чикаго туннель из труб, который имел форму большого прямоугольника. Они рассудили, что если эфир существует, то вращение Земли с востока на запад должно при­вести к тому, что лучу света, идущему по туннелю по часовой стрелке, должно потребоваться для прохождения одного круга немного меньше времени, чем лучу, идущему против часовой стрелки. Если же эфира нет, тогда время прохождения обоих лучей будет одинаковым.

Они измерили разницу. Существование эфира было доказано. Эйнштейн, безусловно, сделал в некоторых областях неоценимый вклад в науку, но его модификация теории относительности Лоренца была снова явно ошибочной.

Оправдания, конечно же, были придуманы! Майкельсон и Гейл рассматривали свои наблюдения как ясное доказательство существования эфира. Они также считали их яс­ным доказательством того, что Земля вращается сквозь эфир. Но было отмечено, что на самом деле это не является безусловным доказательством вращения Земли. Тот же самый результат был бы получен в случае, если бы Земля вращалась, а эфир был бы непод­вижен, или Земля была бы неподвижна, а эфир вращался бы вокруг нее, или если бы как Земля, так и эфир частично бы вращались. Но этот эксперимент несомненно доказывает, что существует относительное вращение между Землей и эфиром.

По этому поводу интересно отметить, что, хотя было выдвину­то несколько "доказательств" вращения Земли вокруг своей оси, все они представляются несостоятельными. Маятник Фуко, эква­ториальная выпуклость Земли, геостационарные спутники и дру­гие явления — все эти "доказательства" были выдвинуты учеными, которые не понимали, о чем говорил Эрнст Мах, когда он указал на решающую роль неподвижных звезд. Эйнштейн в своей фун­даментальной работе по общей теории относительности18пока­зал, что он, несомненно, понимал. Он отметил, что если теории относительности, даже в форме, выдвинутой Ньютоном, суждено остаться в силе, то, если Земля не вращается, Вселенная, враща­ющаяся вокруг нее, должна была бы порождать поле, которое произвело бы в точности эквивалентные силы. Ганс Ферринг ясно продемострировал это, рассчитав форму поля, порожденного вра­щением вещества по аналогии с вращением звезд вокруг Земли19. Он показал, что поле, вызываемое вращающейся оболочкой веще­ства, ведет к появлению центробежной силы и силы Кориолиса как реальных сил, в то время как в ньютоновской механике они фиктивны и являются кажущимся результатом ускорения. Кажет­ся поразительным, но тем не менее это так: в науке пока еще не изобретено эксперимента, который бы установил, вращается Зем­ля на самом деле или нет.

Эксперименты Саньяка и Майкельсона—Гейла редко упомина­ются. Довольно сложно найти на них ссылку. Как указал Дин Тернер: "...напрасно искать упоминание экспериментов Саньяка или Майкельсона и Гейла в трудах Эйнштейна. То же самое можно сказать об общих учебниках по физике и об Энциклопе­дии науки и технологии Макгро — Хилла. Такой недосмотр пред­ставляет резкий обвинительный акт профессиональному научному отчету"20. Получить информацию об этих экспериментах действи­тельно довольно сложно. Похоже, они представляют собой такую помеху теории относительности, что те, кто знает о них, предпо­читают не говорить слишком много. Значительное число экспер­тов по теории относительности, однако, знают о них, и, если настоять, многие признают, что эти эксперименты показывают несостоятельность специальной теории относительности (теории, которую преподают всем студентам естественных наук и которая является основой для большей части "современной физики"). Не­которые отмечают, что трудности можно объяснить, если рабо­тать в рамках "Риманова пространства" — математической абстракции, которую можно согнуть, искривить и скрутить во всех направлениях, которые только может выдумать математик. Поскольку реальность, в которой мы живем, в действительности состоит из нормального ("Евклидова") пространства из трех изме­рений, которые являются "плоскими" (то есть не согнутыми, ис­кривленными или скрученными), данные аргументы убедительны только для тех, кто настолько запуган математикой, что боится выглядеть невеждой, если выступит против!

На центральное положение Земли указывали не только экспе­рименты наподобие экспериментов Саньяка и Майкельсона—Гей­ла. Эдвин Хаббл обнаружил, что чем более неясной он видел в свой телескоп галактику (а значит, чем, вероятно, она дальше), тем больше ее спектр был смещен к красному краю. Не имело значения, в каком направлении он смотрел. Во всех направлени­ях, чем дальше от Земли, тем больше спектр смещен к красному краю. Обычно это объясняют с точки зрения так называемого эффекта Допплера. Чем краснее спектр, тем быстрее что-либо, как предполагают, должно двигаться от нас. Это ведет к идее о "расширяющейся Вселенной". Чем дальше от Земли какой-либо объект, тем быстрее он от нас движется. Почти наверняка изве­стно, что это истолкование неверно. Такие ученые, как Хальтон Арп и Тифт21показали, что красные смещения вызываются, ве­роятно, не эффектом Допплера, Вселенная, возможно, вообще не расширяется. Но каким бы ни было объяснение, совершенно оче­видно, что Земля находится в центре того, что вызывает эти крас­ные смещения.

Согнутая, искривленная и скрученная Риманова геометрия снова сможет представить сторонникам общей теории относительности оправдания этого. Она говорит, что Вселенная является фигурой с центром везде и периферией нигде. Для тех, кто обладает спо­собностью представить себе такуюфигуру (или готовностью по­верить в нее, не будучи способным представить себе ее!), это означает, что, где бы вы ни оказались во Вселенной, вы всегда будете думать, что находитесь в центре, и ваши наблюдения будут всегда согласовываться с таким представлением.

В начале этого века голландскому астроному Якобусу Каптейну пришла в голову мысль подсчитать звезды в парах противополож­ных направлений. Его подсчеты показали, что мы находимся в центре; он обнаружил одинаковое количество звезд в каждой паре противоположных направлений. Но чтобы обойти тот факт, что мы находимся в центре, под рукой имелось хорошее объясне­ние: должно быть, газово-пылевые облака скрывают звезды, кото­рые, возможно, нарушают равновесие подсчетов звезд!

Астрономы провели изучение распределения массы во Вселенной. Вещество во Вселенной в действительности распределено довольно неравномерно. Оно настолько неравномерно, что является серьезной помехой для теории "большого взрыва". Но не­смотря на это, в целом похоже на то, что масса во Вселенной расположена упорядоченно, концентрическими оболочками, центром которых является Земля. Похоже на то, что Земля находится в центре самой плотной части Вселенной22. Большинству ученых это не нравится, помещать Землю в центр чего бы то ни было непопулярно, особенно поскольку этим наблюдениям нелегко было найти оправдания — даже с помощью согнутой, искривленной и скрученной Римановой математики. Был применен "фактор за­темнения". Ожидалось, что цифры покажут равномерное распре­деление массы по всей Вселенной. Но было обнаружено, что Земля по-прежнему остается в центре концентрических оболочек, толь­ко теперь она находится в наименее плотной части Вселенной.

В 1990 г. в научном мире появилось сообщение о "мегастенах" в космосе23. В "ScienceFrontiers"редактор прокомментировал: "Разве не смешно было бы, если бы Земля была в центре этих концентрических оболочек?.. некоторые измерения вращения Все­ленной также, вероятно, подразумевают геоцентризм"24.

Более поздние исследования 25, похоже, подтверждают, что мегастены в самом деле являются концентрическими оболочками, в центре которых находится Земля. По всей видимости, свидетель­ства в пользу центрального положения Земли во Вселенной явля­ются, скорее, правилом, чем исключением.

Квазары представляют собой тайну. Никто не знает, что это такое, но ученые провели большую работу по их изучению. Было обнаружено, что различные классы квазаров лежат на концентрических оболочках, центром которых является Земля. В одном из самых престижных журналов по астрономии Варшни сказал: "Кос­мологическое истолкование красного сдвига в спектре квазаров приводит к еще одному парадоксальному результату, а именно, что Земля — центр Вселенной" 26.

Будучи хорошим ученым, Варшни не был готов принять дан­ные, которые показывали, что Земля находится в центре чего бы то ни было. Он предложил adhoc,чтобы найти оправдание этим данным.

Но мы можем спросить: зачем ученым нужно всегда изобретать отговорки, чтобы найти оправдания данным? Разве не может Земля быть на самом деле неподвижной и находиться в центре Вселенной? Откуда это нежелание рассмотреть такую вероят­ность?

Рутенфорд, вероятно, подошел близко к ответу на этот вопрос, сказав: "Даже если признают, что различные системы координат математически возможны, система координат, приемлемая для одного, может подразумевать ФИЛОСОФСКИЕ ДОПУЩЕНИЯ, не­приемлемые для другого"27. Не кажется ли это знакомым? По­чему Коперник все же лишил Землю центрального положения? Из-за философских допущений своих греческих наставников.

Берджесс в "Шовинизме Земли", по-видимому, подошел еще ближе к истине: "История христианства рассказывает о плане спасения, сосредоточенном на определенном народе и определенном человеке. Если мыслить с точки зрения геоцентрической Вселенной, эта история обладает некоторым правдоподобием. Одна­ко, как только астрономия меняет теории, вся история христианства теряет то исключительное положение, при котором она имела бы смысл. Если Солнечная система больше не центр чего бы то ни было, то думать, что происходящие здесь события образуютцентрвселенской драмы, становится просто глупым".

Светский гуманист не очень стремится признавать правдопо­добие христианской истории. Как указал профессор Дж. Генри в работе "Геоцентризм и гелиоцентризм": "...вероятность того, что мы занимаем особое место во Вселенной, действует на гума­ниста угнетающе, и эту вероятность следует полностью исклю­чить".

Также следует отметить, что ученые боятся за свою репута­цию. Они знают, что если они будут противостоять убеждениям мощных научных кругов, то навлекут на себя насмешки и непри­ятие. Известный физик Александр фон Гумбольдт осознал это, сказав: "Я давно знаю, что у нас нет аргументов в пользу теории Коперника, но я никогда не осмелюсь атаковать ее первым. Не трогайте осиноегнездо. Вы навлечете на себя презрение бездум­ного большинства. Если когда-нибудь известный астроном высту­пит против существующего представления, я тоже сообщу о своих наблюдениях; но выступить первым против мнений, которые по­любились всему миру, — у меня нет на это мужества" 28.

Итак, какова же действительная ситуация? Где мы во Вселен­ной? Правда ли, что мы затеряны в некоем забытом уголке Все­ленной, как песчинка в пустыне Сахаре? Светские гуманисты любят говорить: "Даже если бы Бог и существовал, то Он никогда не смог бы найти нас". Но есть ли на самом деле какое-нибудь неопровержимое доказательство?

Возможно ли, что мы находимся в центре какой-то великой вселенской драмы? Естьли какое-нибудь неоспоримое опровержение? И вообще, важно ли это? Имеетли это в действительности какое-либо значение?

С точки зрения астрономии оказывается, это имеет огромное значение. Если Земля вращается вокруг Солнца, то у нее есть орбита диаметром около 300 миллионов километров. Эту орбиту можно использовать, чтобы рассчитать расстояние до ближайших звезд, которые тогда оказываются удаленными от нас на рассто­яние около 4,5 световых лет. Начиная отсюда, используя дополни­тельные допущения, догадки и дополнительные непроверенные теории, мы приходим к заключению, что диаметр Вселенной по меньшей мере 20 миллиардов световых лет.

Если же Земля неподвижна, у нас нет этой базисной линии в 300 миллионов километров. Те же самые наблюдения приведут к совершенно иному заключению. Используя некоторые довольно обоснованные допущения, можно прийти к выводу, что наиболее удаленные объекты во Вселенной могут находиться на расстоянии всего лишь 60 световых дней. Что означает, что весь диаметр Вселенной составит 120 световых дней. Иные допущения о том, как движутся звезды, и о том, как ведет себя эфир, привели бы к иным расстояниям, давая в результате больший или, возможно, даже меньший размер.

Это очень существенно, поскольку расстояния влияют на наши понятия о том, чем на самом деле являются астрономические тела. Астроном видит на своей фотографии пятно света. Он истолковы­вает его как отражение галактики и оценивает ее удаленность Он предполагает, что эта галактика является группой звезд и что эти звезды очень похожи на наше Солнце. Затем он приходит к вы­воду, что для того чтобы казаться такой яркой на таком огромном расстоянии, галактика должна состоять из миллиардов звезд. Если расстояния неверны, тогда и выводы такого астронома будут ошибочными. В действительности будет неверно большинство общепринятых идей астрономии. С точки зрения науки это имеет огромное значение. Совершенно очевидно, что этот вопрос весь­ма существен.

Так где же мы во Вселенной?

Существенная часть фактов, похоже, свидетельствует о том, что мы неподвижны и находимся в центре.

До тех пор пока некоторые ученые не начали заявлять, что они доказали иное, все изучавшие Писание были убеждены, что имен­но о таком нашем положении говорит Библия.

Hosted by uCoz

Источник: http://antonluba.narod.ru/articles/science/where.html


Где мы во вселенной находимся

Где мы во вселенной находимся

Где мы во вселенной находимся

Где мы во вселенной находимся

Где мы во вселенной находимся

Где мы во вселенной находимся

Где мы во вселенной находимся

Где мы во вселенной находимся