ХРОНОМЕТР НА КОСМИЧЕСКОЙ ОРБИТЕ

Не разобранное
Administrator
859
15-04-2017, 21:10
0

В июне 2002 г. многие газеты сообщили, что одна из ближайших экспедиций на Международную космическую станцию (МКС) захватит с собой на орбиту атомные часы. Это сложное устройство даже в облегченном космическом исполнении весит 50 кг. На орбите оно послужит для проверки правильности утверждения теории относительности А. Эйнштейна об изменении скорости хода времени в зависимости от величины потенциала гравитационного поля и от скорости движения часов относительно земного наблюдателя. Не исключено, что эксперимент может оказаться сенсационным и в корне изменить нынешние воззрения физиков на структуру пространства и времени.

К этому могу добавить, что, как мне сообщили из Центра управления космическими полетами (ЦУП), атомные часы уже увезла на орбиту МКС французская экспедиция посещения.

А началось все с того, что год назад в Черкассах была издана моя книга [1], в которой и был поднят вопрос о необходимости отправки на космическую станцию атомных часов. Книгу с интересом прочли и в Российской академии наук, и в Комитете космонавтики, и в ЦУ- Пе, и вот вам результат - экспедиция на МКС. Но не украинская и даже не российская, а, увы, французская. Ныне, как известно, в космос летают те, у кого есть деньги.

Напомню, что специальная теория относительности (СТО) А. Эйнштейна утверждает, что часы на физическом теле, движущемся со скоростью V (его собственные часы, показывающие так называемое "собственное время" т), должны идти медленнее, чем такие же часы неподвижного наблюдателя, относительно которого движется данное тело. А именно: т = t(1 - V²/C²)⁰⁵,(1)

где t - время, отсчитываемое часами неподвижного наблюдателя, С - скорость света в вакууме.

Это замедление хода собственного времени т на быстро движущихся телах было доказано еще в 40-е годы XX века наблюдениями за временем "жизни" быстрых нестабильных мезонов, рождаемых в земной атмосфере космическими лучами. Время "жизни" быстрых мезонов возрастало по сравнению с такими же медленными мезонами в полном соответствии с формулой (1).

А вот общая теория относительности (ОТО), созданная тем же А. Эйнштейном чуть позже СТО, показала, что скорость хода времени должна зависеть еще и от величины гравитационного потенциала ф в данной точке пространства. Чем ближе к массивному телу, создающему гравитационное поле, находится точка, тем медленнее в ней должны идти часы по сравнению с такими же часами далекого наблюдателя, находящегося в более слабом гравитационном поле. Эйнштейн доказывал, что у поверхности Солнца часы должны показывать время т = t(1 - |Дф|/С²), (2)

где |Дф| - абсолютная величина разности гравитационных потенциалов у поверхности Солнца и у поверхности Земли, t - показания часов на Земле.

Правильность такого предсказания Эйнштейна, вроде бы, доказывали знаменитые эксперименты американских физиков Р. Паунса и Г. Реб- ке [2]. Они в 1960 г. измерили с помощью эффекта Мессбауэра смещение спектральных линий у-излучения, идущего вниз к Земле от изотопа размещенного на башне, имеющей высоту 21 м. Измерения дали относительное смещение линий 5,13-10^-15, что близко к предсказывавшейся формулой (2) величине 4,32-10^-15.

Авторам этого эксперимента чуть не дали Нобелевскую премию, однако они сами сознались, что из-за зависимости точности измерений приборов от температуры воздуха тот же эффект получается при разности температур между вершиной и основанием башни всего 1 °С. А приборы при эксперименте, конечно же, не термостатировали. Учет перепада температур окружающего воздуха производился лишь введением в расчеты поправок на температуру, которые в 5 раз (!) превышали измеряемую величину.

Понятно, что уверенности в правильности полученных результатов не было даже у авторов эксперимента. И странно, что до сих пор этот нашумевший в свое время эксперимент не был воспроизведен на более высоком техническом уровне. А может и был воспроизведен, да результаты не афишировались в силу того, что очень уж они не совпадали с предсказаниями теории Эйнштейна? Ведь в науке тоже существует свое лобби. Догматики-эйнштейнианцы, захватившие ключевые посты в физике, уже давно пресекают малейшую критику Эйнштейна.

Известен и другой эксперимент по измерению скорости хода атомных часов на самолете, долго летевшим с ними, осуществленный в 1971 г. Дж. Хайфелем и Р. Китингом [3] тоже в США. Тут часы уже не покоились, а летали над Землей со скоростью самолета на высоте 10 км. Поэтому кроме гравитационного ускорения хода часов, предсказываемого формулой (2), должно было сказываться еще и релятивистское замедление хода времени на быстро летящем самолете, предсказываемое формулой (1).

Авторы работы [3] утверждали, что результаты измерений с точностью до 10^-9 с в час отклонения хода атомных часов от хода таких же часов на земле полностью соответствовали теории Эйнштейна.

Но вот другие американские физики - Д. Спенсер и У. Шама из университета штата Кентукки в 1998 г. делают доклад [4] в Санкт- Петербурге на международном конгрессе “Фундаментальные проблемы естествознания". В докладе они на основании первичных протоколов экспериментов, описанных в [3], убедительно показывают, что работа [3] - это фактически подтасовка под Эйнштейна. Авторы работы [3] ничего возразить не смогли.

А к этому добавились еще и проскользнувшие в прессу засекреченные данные о ходе хронометров на космических кораблях. Они летают на высоте намного большей, чем самолеты, а скорости космических кораблей составляют 8 км/с, что тоже много больше самолетных скоростей. Поэтому все обсуждаемые эффекты на ходе хронометров космических кораблей должны были сказываться гораздо сильнее, чем на хронометрах самолетов.

Так, еще 30 лет назад специалисты, готовившие запуски первых спутников связи - ретрансляторов, рассчитали, что при высоте геостационарной орбиты этих спутников 36000 км над поверхностью Земли (это 6 радиусов Земли), гравитационное опережение скорости хода хронометров на таких спутниках (за вычетом много меньшего по абсолютной величине релятивистского замедления их хода) должно составить 44 микросекунды за сутки полета [5]. При этом за год полета орбитальный хронометр должен был уходить вперед по сравнению с земным на 0,016 с.

Каково же было удивление сотрудников службы точного времени ЦУПа, когда обнаружилось, что и через два года полета спутника связи не потребовалось никакой корректировки орбитальных хронометров. Их показания с точностью до микросекунд совпадали с земными хронометрами!

Все это оказалось настолько обескураживающим для специалистов по теории относительности, настолько било по авторитету Эйнштейна, что эти результаты, вместо того, чтобы опубликовать их в открытой печати и широко обсуждать, как в свое время в конце 19-го века обсуждали отрицательные результаты экспериментов Майкельсона, руководители космонавтики (как советской, так и американской), подверженные сильному влиянию эйнштейнианцев, предпочли засекретить. Ссылались на то, что космические корабли и спутники связи предназначались не только для мирных целей.

Но слухи об этом все же просочились в прессу. Так в статье [6], опубликованной в 2000 г. в московском еженедельнике "Мегаполис-экспресс", рассказывается: "Том ван Флен- дерн, бывший сотрудник обсерватории НАСА, признался, что в ходе космических исследований на практике выяснилось: часы на спутниках работают в том же ритме, что и на Земле. При составлении программы управления (полетом спутника - Л.Ф.) от положений Эйнштейна пришлось отказаться, однако от общественности это держалось в строгом секрете".

С другой стороны, ученые и не понимали, почему наблюдается столь разительное расхождение с теорией.

Все объяснила моя теория движения, о которой я уже упоминал в публикациях в Э 1, 7/2001, подробнее которая изложена в книгах [1, 7].

Она показывала, что Эйнштейн допустил ошибку, когда на основании сформулированного им принципа эквивалентности (ПЭ) рассматривал часы, покоящиеся в гравитационном поле, как условно взлетающие в нем вверх с ускорением, равным ускорению силы тяжести в данной точке гравитационного поля. Скорость этого мнимого взлета часов в выкладках Эйнштейна считалась тем большей, чем сильнее было гравитационное поле. А чем больше скорость полета часов, рассуждал Эйнштейн, тем медленнее, согласно СТО, должен быть их ход. Вот и получилось, что в сильном гравитационном поле часы должны идти медленнее, чем в слабом.

Увы, Эйнштейн не учел, что этот взлет часов - мнимый, а рассматриваемые им эквивалентные ускорения и достигаемые скорости взлета - мнимые величины. А перед всякой мнимой величиной, учит математика, в расчетах надо ставить маленькую буковку i = (-1)^0,5, означающую мнимую единицу.

- Не слишком ли смелое заявление? - спросит читатель, привыкший со школьной скамьи чуть ли не обожествлять Эйнштейна.

Но именно это преклонение сыграло злую шутку с несколькими поколениями физиков, которые долго переписывали из учебника в учебник эйнштейновскую формулу (2) и не разглядели в ней один парадокс, который трезвому человеку должен был сразу броситься в глаза.

Карманные часы с балансиром, об обладании которыми Эйнштейн мечтал даже когда стал профессором, тоже, как показано нами в [1], должны в соответствии с законами механики в сильном гравитационном поле идти быстрее, чем в слабом.

А других часов в те времена, когда Эйнштейн впервые написал свою формулу (2), и не существовало. Ни электронных, ни тем более атомных. Так о каких часах вел речь Эйнштейн, когда вопреки широко известной практике уверял, что они должны отставать, а не спешить в гравитационном поле?

А ведь “закомпостировал мозги" не одному поколению физиков! Вот к каким злым шуткам может приводить бездумное преклонение перед авторитетами.

Но вернемся к нашей формуле (3). Расчеты по ней показывают, что гравитационное отставание хода часов на спутнике связи, находящемся на геостационарной орбите, должно составлять всего лишь 6,36-10^-16 с за год полета. Увы, даже атомные часы не в состоянии уловить столь малую величину. Так что, если наша теория верна, то следует оставить до лучших времен разговоры об измерении гравитационного изменения хода времени в пределах нашей планеты и на ее искусственных спутниках.

Значит, поспешит сделать вывод читатель, остается только релятивистское замедление хода орбитальных часов, обусловленное тем, что эти часы на спутнике летят относительно нас со скоростью до 8 км/с, но почему тогда это замедление не сказалось на показаниях хронометров, летавших на космических станциях долгие годы?

Дело в том, что та же наша теория движения указывает еще и на то, что всякое вращательное или обращательное движение должно рассматриваться как мнимое. Действительно, когда Вы смотрите, например, на два одинаковых отполированных диска, один из которых вращается, а другой нет, то по их внешнему виду Вы не сможете определить, какой из них вращается. Вы только можете знать (мнить), что один диск вращается.

Ну, а если говорить серьезно, то следует учесть, что при вращении физического тела его центр вращения не перемещается в пространстве. Вот и получается, что вращательное движение - мнимое в отличие от поступательного, которое мы назвали действительным.

Вращательное движение характеризуется, как известно, угловой скоростью вращения ш и тангенциальной скоростью V, движения точек вращающегося тела по окружности. Эту скорость мы должны считать мнимой величиной. А перед символом мнимой величины следует ставить маленькую буковку к Поставив эту букву перед символом V, в формуле (1), описывающей релятивистское изменение хода времени на быстро движущемся спутнике, обращающемся вокруг планеты, мы получим выражение: т = 1 + С²)⁰⁵. (6)

Из этого следует, что время на вращающемся или обращающемся физическом теле должно идти быстрее, чем на не вращающемся.

В правильности такого подхода мы убедились при разработке теории, описывающей работу вихревого теплогенератора Потапова (Э 1, 7/2001). Тогда такой подход сразу приводил к давно известной теореме вириала, которая и объясняла, почему в этом теплогенераторе рождается избыточное тепло.

Кроме того, такой подход позволил нам в [1, 8] легко вывести всего на одной странице всю теорию загадочных торсионных полей, по поводу которой в последние годы было столько споров и непонимания из-за того, что предшествующая теория Г.А. Шипова была слишком уж сложна.

И вот теперь теория движения дала нам еще и формулу (6). Эта формула отнюдь не отрицает релятивистского замедления хода часов на искусственном спутнике Земли (ИСЗ), описываемого формулой (1) и обусловленного тем, что он все же быстро движется по орбите. Нет, оба эффекта (релятивистское замедление и вращательное ускорение хода орбитальных часов) действуют одновременно, суммируясь.

Это и отражено на рисунке. Кривая 1 на нем - график зависимости относительного релятивистского замедления хода времени часов на ИСЗ от тангенциальной скорости их орбитального полета, построенной по формуле (1). Кривая 2 - график зависимости относительного вращательного ускорения хода часов на ИСЗ от той же тангенциальной скорости их орбитального полета V,. А график 3 - результирующая кривая от сложения двух эффектов.

Довольно красивые получились графики. Кривая 1 - дуга единичной окружности, а кривая 2, нелинейная при малых (<0,5) величинах, становится почти прямой линией при величинах в_т > 0,5. А физики давно подметили, что красивые формулы и красивые графики обычно свидетельствуют о правильности теории. Природа всегда стремится к красоте.

Если при V, С относительная разность стремится к отрицательной величине 2^0,5 - 2, то при малых значениях в_т < 0,3 она стремится к нулю. Орбитальные скорости ИСЗ весьма малы по сравнению со скоростью света С. Поэтому величина в_т в полученных выражениях при таких орбитальных скоростях мало отличается от нуля. При скоростях V, до 30 км/с (это орбитальная скорость движения Земли вокруг Солнца) величина ДД остается меньшей, чем 10^-16. Теперь понятно, почему попытки измерить разность хода земных и орбитальных часов неизменно давали обескураживающий нуль. Отныне, благодаря теории движения, мы понимаем не только это, но и многое другое.

Остается только сказать, что подтверждения или опровержения выводов данной статьи ждать уже недолго: атомные часы уже на космической станции. Пожелаем успеха космонавтам-экс- периментаторам, которым за эту работу наверняка "светит“ Нобелевская премия.

В заключение отметим, что в соответствии с кривой 3 должно возрастать время “жизни" мюонов и п-мезонов в циклических ускорителях при их движении по круговой орбите, в то время как при прямолинейном их движении оно возрастает в соответствии с кривой 1. Это обстоятельство может позволить уже в земных условиях и с большой точностью экспериментально подтвердить правильность нашей теории.

Подробнее обо всем этом и многом другом изложено в книге [1].

Литература

Фоминский Л.П. Чудо падения. - Черкассы: Сіяч, 2001, 264с.
Pound R.V., Rebka G.A Phys. Rev. Letters, I960, 4, 337.
Hafele J.C., Keating R.E. Science, 1972, 177, p.166.
Spencer D.E., Shama U. Фундаментальные проблемы естествознания//Труды Конгресса-98. - СПб: 1999. - Т.1. - С.250-258.
Хотеев В.Х. О пострелятивистских экспериментах. - СПб: БМП НТБ, 1995, 58с.
Ткачева А. Великий ученый был жуликом? Американские физики скрывают от человечества тлавную ошибку Эйнштейна//Метапо- лис-экспресс. - 2000. - №34. - 23 авт.
Фоминский Л.П. Тайны мальтийското икса или к теории движения. - Черкассы: Відлуння, 1998, 112с.
Фоминский Л.П. Как работает вихревой теплотенератор Потапова. - Черкассы: ОКО- Плюс, 2001, 112с