СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Вход или Регистрация

ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Научно-техническая библиотекаНаучно-техническая библиотека SciTecLibrary
 
Cтатьи и Публикации    Гипотезы о процессах, происходящих в космосе О ВОЗМОЖНОМ СПОСОБЕ ИЗМЕРЕНИЯ АБСОЛЮТНОЙ СКОРОСТИ ЗЕМЛИ С ПОМОЩЬЮ СВЕТА И ЧАСОВ

 

О ВОЗМОЖНОМ СПОСОБЕ ИЗМЕРЕНИЯ АБСОЛЮТНОЙ СКОРОСТИ ЗЕМЛИ С ПОМОЩЬЮ СВЕТА И ЧАСОВ.

 

© Н.В. Купряев

Контакт с автором: kuprjaev@front.ru

 

Показана возможность измерения абсолютной скорости Земли относительно абсолютного пространства с помощью света и часов, расположенных на земной поверхности на некотором расстоянии друг от друга.

_________________________________________________________________

Согласно современным представлениям Солнечная система движется относительно микроволнового фонового излучения Вселенной со скоростью около 370 км/с по направлению к созвездию Льва. Принимая во внимание этот факт и постулировав существование абсолютного пространства была создана теория абсолютного пространства [1-4], в которой координаты событий и в системах отсчета (покоящейся относительно абсолютного пространства) и (движущейся относительно абсолютного пространства (в данном случае системы отсчета ) со скоростью вдоль положительной оси ) связаны преобразованием:

и

,

где – скорость системы отсчета относительно , , также удовлетворяющем (см. [3]) уравнениям Максвелла и экспериментам типа Майкельсона-Морли, но без постулирования инвариантности скорости света.

В теории абсолютного пространства в отличие от специальной теории относительности (СТО) скорость света в движущейся системе отсчета анизотропна

,

где - угол между вектором и положительной осью (вектором ). Но, тем не менее, в полном соответствии с опытами типа Майкельсона-Морли суммарное время распространения света в прямом и обратном направлении на отрезке стержня длиной , расположенном, например, в начале координат под углом к оси , как и в СТО, от угла не зависит

.

Таким образом, никакие опыты типа Майкельсона-Морли, основанные на замкнутой траектории света, не могут определить абсолютное состояние движения системы отсчета .

Однако, тем не менее, оказывается, существует возможность определить абсолютное состояние движения движущейся системы отсчета, если она вращается. В этом случае суммарное время распространения света в прямом и обратном направлении на отрезке стержня длиной может не сохраняться.

Это связано с тем, что часы в процессе вращения Земли периодически подвергаются воздействию непрерывно меняющихся условий из-за постепенно меняющейся скорости часов в пространстве. А так как накопление и сохранение времени в часах будет проистекать в разные моменты времени с разной скоростью, то и показания часов за время распространения света туда и обратно также будут постепенно меняться. Поэтому такие эксперименты могут давать положительные результаты. Однако, эти эффекты очень незначительны и их вряд ли в ближайшем будущем можно будет обнаружить.

Однако, оказывается, существует возможность измерить абсолютную скорость Земли по изменению разности показаний часов (не путать с временем распространения света, для этого часы нужно синхронизировать) на некотором участке пути при одностороннем распространении света. Эффект этот весьма значительный (первого порядка малости) и связан с анизотропией скорости света.

Как показывает расчет, в этом случае, если, например, свет распространяется вдоль линии широты Земли, то амплитуда колебания разности показаний часов зависит (при фиксированном расстоянии между часами) только от абсолютной скорости Земли и расстояния между часами и может использоваться, таким образом, как спидометр Земли. Например, если расстояние между часами будет равно 500 м, то амплитуда колебания разности показаний часов при = 370 км/с будет равна около 2 нс.

Действительно, пусть центр Земли находится в начале координат движущейся системы отсчета (ось направлена вправо, ось вверх, ось от читателя) и вращается в плоскости (в плоскости страницы) с угловой скоростью (штрихи для сокращения записи будут опущены) вокруг оси против часовой стрелки. Радиус Земли в системе отсчета , предположим, равен .

Предположим (пока без обоснования), что Земля, точнее, земная кора состоит из огромного числа составных частей: камней, гальки, воды, почвы, земли, пыли, грязи, песка, глины, горных пород и т.д. и т.п., скрепленных между собой силами гравитационного притяжения, которые вращаются вокруг оси Земли (направленной вдоль оси ) с одинаковой угловой скоростью и расстояния между ними (например, между точками и ) не меняются.

Конечно, здесь возможна ситуация, когда, например, в верхней части составные части земной поверхности будут двигаться быстрее и расстояние между ними увеличиваться, а в нижней части медленнее и расстояния между ними будут уменьшаться. Но в любом случае, эти эффекты много меньше ожидаемого эффекта и на результатах расчета не сказываются.

Отдельные же составные части Земли, например, лежащий на поверхности Земли (между точками и ) вдоль экватора стержень с собственной длиной , состоящий из атомов и молекул, скрепленных между собой электромагнитными силами, будут периодически то сжиматься, то разжиматься (с точки зрения наблюдателя, находящегося на поверхности Земли, длина стержня, конечно, всегда будет равна , так как в той же пропорции будет меняться масштабная линейка) в зависимости от угловой координаты стержня в соответствии с формулой

.

Например, при = 500 м, изменение длины стержня составит около 0.9 мкм (с точки зрения наблюдателя на поверхности Земли это будет восприниматься как изменение расстояния Земли между точками и ). Однако эти эффекты много меньше ожидаемого эффекта и на результатах расчета не сказываются.

Дифференциалы собственного времени в точках и , очевидно, связаны с дифференциалом времени в системе отсчета (см. [3]) формулой:

. (1)

Пусть теперь перпендикулярно радиусу Земли и направлено по ходу вращения Земли. И пусть в точках и находятся часы (синхронизация часов здесь не требуется), а между ними находится среда (например, воздух) с показателем преломления .

Пусть в начальный момент времени , где - собственное время часов в точке , - время системы отсчета , точка пересекает ось и пусть в этот момент времени из точки в направлении точки посылается световой сигнал. Скорость сигнала (см., например, [2] или [5]) с точки зрения наблюдателя равна

,

а время распространения сигнала

.

Пусть этому моменту времени соответствует условно показание часов . Тогда собственное время часов в точке будет связано со временем системы отсчета интегралом:

, (2)

а собственное время часов в точке будет связано со временем системы отсчета интегралом:

. (3)

Так как момент времени прихода сигнала в точку связан с моментом времени отправки сигнала из точки формулой:

,

то разность показаний часов в точках и в зависимости от времени системы отсчета будет описываться интегралом

(4)

(как показывает численный расчет, выражение (4) приближенно можно записать как

).

Как видно, амплитуда разности показаний часов зависит только от расстояния и абсолютной скорости системы отсчета .

Предположим теперь, что экваториальный радиус Земли равен 6378,16 км, период вращения Земли (имеется в виду с точки зрения наблюдателя , находящегося на поверхности Земли на экваторе) равен 86164,1 с, а средняя (за период ) угловая скорость вращения Земли

.

Очевидно, угловая скорость вращения Земли в системе отсчета будет равна

,

а период вращения Земли

.

Тогда при равной 299792458 м/с для получаем рад/с, а для 86164,1000001037 с. Например, при = 500 м, и = 370 км/с получается следующая зависимость от :

Как видно, ожидаемая амплитуда колебания разности составляет около 2,06 нс (примерно то же самое наблюдалось в экспериментах Торра и Колина [6]) и, как показывает расчет, она не зависит ни от широты местности, где проводится эксперимент (эксперимент можно проводить, таким образом, не только на экваторе, но и на средних широтах), ни от показателя преломления среды, в которой распространяется свет, ни от угловой скорости вращения Земли, а зависит только от скорости Земли и может использоваться, таким образом, как спидометр Земли.

Так как в течении года будет меняться, примерно от 340 км/с до 400 км/с, то это будет восприниматься как годовое изменение амплитуды колебания разности показаний часов от 1,89 нс до 2,23 нс. Положительные результаты экспериментов [6] позволяют надеяться на существование этого эффекта.

Пусть теперь перпендикулярно экватору и направлено вдоль линии меридиана, предположим, от читателя. Пусть, как и в прошлый раз, точка пересекает ось в момент времени и пусть в этот момент времени из точки в точку посылается световой сигнал. Скорость сигнала

,

а время распространения сигнала

.

И пусть этому моменту времени, как и в прошлый раз, соответствует показание часов . Тогда собственное время часов в точке будет связано с временем интегралом (2), а собственное время часов в точке с временем интегралом (3). Так как, в общем случае момент времени прихода сигнала в точку будет связан с моментом времени отправки сигнала из точки формулой

,

то разность показаний часов и в зависимости от времени также будет описываться формулой (4). Однако в этом случае, как показывает расчет, разность показаний часов в точках и , по крайней мере, в пределах погрешности вычисления будет равна нулю.

Таким образом, мы видим, что по изменению запаздывания света при одностороннем распространении света можно измерить абсолютную скорость движения Земли в пространстве. А зная скорость движения Земли в пространстве и его направление можно синхронизировать часы.

  1. Купряев Н.В. Изв. вузов. Физика №7 8 (1999)
  2. Обухов Ю.А., Захарченко И.И. Физическая мысль России №3 71 (2001)
  3. Купряев Н.В. Изв. вузов. Физика №10 8 (2006)
  4. Чепик А.М. Актуальные проблемы статистической радиофизики 6 111 (2007)
  5. Малыкин Г Б УФН 179 285 (2009)
  6. Torr D. G. and Kolen P. Precision Measurements and Fundamental Constants, ed. by Taylor B. N. and Phillips W. D. Nat. Bur. Stand. (U.S.), Spec. Pub., 1984, v. 617, 675.
Дата публикации: 18 января 2009
Источник: SciTecLibrary.ru

Вы можете оставить свой комментарий по этой статье или прочитать мнения других в следующих разделах ФОРУМА:
Свернуть Защита интеллектуальной собственности и авторских прав
Диспуты по темам изобретательства. Вопросы по изобретениям, проблемы на пути изобретателей и методы их решения.
Патентование. Все о патентовании изобретений, полезных моделей, промышленных образцов и товарных знаков.
Нерешенные задачи. Здесь идет обсуждение нерешенных задач: безопорный двигатель, вечный двигатель, преодоление гравитации и пр.
Свернуть Точные науки и дисциплины
Дебаты по Теории Относительности Эйнштейна. Все кому не лень хотят опровергнуть Теорию Относительности Эйнштейна. Вам предоставляется слово для аргументации.
Физика, астрономия, математические решения. Физико-математические вопросы, наблюдения, исследования, теории и их решение.
Физика альтернативная. Новые взгляды на физические законы, теории, эксперименты, не вписывающиеся в общепринятые законы физики.
Teхника, узлы, механизмы, электроника и аппаратура. Все про технику, приборы, детали, узлы и механизмы. Электроника, компьютеры, программное обеспечение. Новые технические решения в самых разных областях.
Биология, Генетика, Все о жизни. Генетика и другие вопросы биологии. Их развитие. Медицина. Биотехнологии, агротехника и сельское хозяйство. Эволюционные теории и альтернативные им.
Химия. Вопросы по химическим технологиям, разработкам и применению химических материалов. Химические элементы и их свойства.
Геология, все о Земле и ее обитателях. Геология, метеорология, антропология, сейсмология, атмосферные явления и непознанные эффекты природы.
Свернуть Мозговой штурм
Генератор решений. Здесь Вы можете заработать реальные деньги, помогая решать фирмам, предприятиям и частным лицам те или иные технические задачи, которые перед ними стоят. Те, кто ставят задачи перед участниками должны обозначить гонорар за ее решение и перевести указанную сумму на общий счет генератора.
Головоломки. Если у Вас есть желание поломать голову над интересными логическими задачами - Вам сюда.
Гипотезы. В этой теме идет обсуждение гипотез и предположений, основанных чисто на теории и логике.
Найди ляп! Этот раздел для тех, кто хочет мысленно расслабиться. Он посвящен задачам по поискам ляпов, которые встречаются в литературе, интернете, кино и на телевидении.
Свернуть Взгляд в будущее и настоящее
Глобальные темы. Вопросы касающиеся всех. Глобальные угрозы и злободневные темы современности.
Наука и ее развитие. Все о развитии науки, направлениях и перспективах движения научной мысли и знаний.
Новая Цивилизация. Принципы социального устройства новой цивилизации. Увеличение роли созидательного интеллекта... Отдалённые перспективы развития человечества...
Вопросы без ответов. Этот раздел посвящен вопросам и проблемам, которые до сих пор не решены. Предлагайте свои решения.
Военная стратегия и тактика современных боевых действий. Об особенностях современного военного искусства. Проблемные вопросы теории и практики подготовки вооруженных сил к войне, её планирование и ведение в различных конфликтах на планете.
Свернуть Гуманитарные науки и дисциплины
Философские дискуссии. Диспуты по вопросам жизни, сознания, бытия и иных философских понятий.
Экономика. Вопросы по экономике и о путях развития России и других стран.
Социология, Политология, Психология. В этом разделе обсуждаются вопросы, как отдельных частных исследований данных наук, так и проблема соотношения этих наук с остальными.
Образование. Все об образовании: как учить, кому учить, чему учить и кого учить.
Религия и атеизм. Вопросы религий и атеистические взгляды, религиозные споры.

Хотите разместить свою статью или публикацию, чтобы ее читали все?
Как это сделать - узнайте здесь.

Назад

 
О проекте Контакты Архив старого сайта

Copyright © SciTecLibrary © 2000-2017

Агентство научно-технической информации Научно-техническая библиотека SciTecLibrary. Свид. ФС77-20137 от 23.11.2004.