Прогнозы, связанные со свойствами фотона

Прежде чем приступить к описанию свойств термодинамической пары, целесообразно экспериментально подтвердить правильность рассмотренных выше главных законов и их следствий, лежащих в основе теории пары и ее приложений. Убедительнее всего это можно сделать путем опытной проверки предсказанных общей теорией явлений, существование которых запрещается известными теориями. Начнем с анализа свойств фотона.

Фундаментальное значение имеют прогнозы, касающиеся предельной скорости движения материального объекта, в том числе фотона. Согласно общей теории, предельная скорость определяется не величиной (210), а соотношениями (269) - (271) [14].

Обратимся теперь к опытным данным. По сообщению болгарского журнала [40], в 1971 г. три группы американских астрономов независимо друг от друга зафиксировали в районе квазара 3С-279 два объекта, которые удаляются друг от друга со скоростью, равной 10 с. Эти результаты были доложены на симпозиуме в Американской академии искусства м науки в г. Бостоне (США). Незадолго перед тем астрономами была обнаружена другая скорость, равная 2 с. Объяснения этому явлению дано не было. Найденный экспериментальный факт подтверждает прогноз (269) – (271).

Заметим, кстати, что экспериментальное подтверждение факта существования скорости, близкой к 2 с, можно получить в земных условиях с ускорителями, которые работают по принципу сталкивания встречных пучков элементарных частиц. Если скорость каждого пучка близка к с, тогда при их столкновении возникнут эффекты, соответствующие энергиям, которые присущи относительным скоростям элементарных частиц порядка 2 с.

Следующим принципиальным предсказанием общей теории является формула (415), определяющая суммарную скорость фотона с учетом скорости источника [14].

В 1969 г. этот прогноз общей теории был подтвержден Уоллесом [77] в опытах с радиолокацией Венеры. Опыты проводились с 1961 г., расстояние между Землей и Венерой определялось с точностью ±1,5 км Автор установил, что относительная скорость распространения излучений между Землей и Венерой равна не с, как того требует равенство (210), а w + с, как это вытекает из формулы (415). При этом величина w соответствует скорости движения Земли на орбите вокруг Солнца.

Интересно отметить, что автора статьи [77] настолько обескуражил полученный им неожиданный экспериментальный результат, что он сделал оговорку о необходимости дальнейшего исследования вопроса. Разумеется, никаких объяснений опытных данных статья не содержит.

Прогноз общей теории о необходимости диссипативного уменьшения скорости с и частоты n фотона публиковался мною многократно [13, 14, 75 и т.д.]. Опыты, специально предназначенные для определения потерь скорости фотоном, не ставились, но имеется достаточно обширный экспериментальный материал, из которого можно сделать необходимые заключения.

Например, в работе Пристера, Роумера и Шмидта-Калера [66] приводятся опытные данные. Показывающие влияние состояния космического вакуума на величину астрономической единицы х (среднее расстояние между центрами Земли и Солнца). Расстояние х определялось путем радиолокации Венеры с помощью радиоволн длиной 68 см. Одновременно было зафиксировано радиоизлучение Солнца на длине волны 20 см, которое является хорошим показателем солнечной активности. Непосредственно измерялась длительность прохождения сигнала от Земли до Венеры и обратно. Затем по скорости (210) вычислялся путь х.

Оказалось, что величина х не постоянна, она пульсирует в точном соответствии с радиоизлучением Солнца. На рис. 13 кривая 1 отвечает интенсивности потока солнечных лучей, кривая 2 – расстоянию х, причем за нуль принята величина [16]

х = 149 598 000 км. (451)

Совершенно очевидно, что в условиях опыта астрономическая единица х представляет собой константу. Поэтому ее наблюдаемое изменение есть результат непостоянства времени t, а следовательно, и скорости с. Кривая 3 рассчитана нами по кривой 2 при постоянном х, определяемом формулой (451). За нуль принята величина (210). Из хода кривой 3 видно, что скорость фотона заметно изменяется, причем это изменение согласуется с характером

изменения солнечной активности, т.е. состояния космического вакуума [16].

Рис. 13. Влияние диссипации на скорость и частоту фотона.

Второй пример также связан с определением астрономической единицы t - длительность прохождения сигналом расстояния х со скоростью (210). Эту единицу находили путем измерения расстояния между Землей и Венерой с помощью радиолокации. Были использованы различные частоты излучений – от нескольких десятков до нескольких тысяч мегагерц. Найдено, что время прохождения сигнала от Земли до Венеры и обратно, а следовательно, и величина t астрономической единицы зависят от частоты. Соответствующие данные, взятые из работы Шапиро [54], приведены в табл. 4. Необходимо подчеркнуть, что во всех случаях (рис. 13 и табл. 4) наблюдаемые изменения величины t, а значит, и скорости с заметно превышают погрешности экспериментов. При оценке данных табл. 4 надо не упускать из виду, что на интенсивность диссипации влияли не только частота, но и состояние космического вакуума, а также относительная скорость планет.

Наконец, изучение сигналов, доходящих к нам от пульсаров, показывает, что низкочастотные фотоны приходят с опозданием по сравнению с высокочастотными. В частности, от пульсара СР-1919 фотоны низкой частоты прилетают на Землю с отставанием примерно на 8 сек по сравнению с фотонами высокой. Это означает, что скорость излучений с расстоянием уменьшается, причем диссипативное уменьшение скорости высокочастотных фотонов меньше, чем низкочастотных. Если бы диссипация действовала одинаково на скорость фотонов разной частоты, то весь сигнал принимался бы одновременно, и нельзя было бы сделать вывода об уменьшении его скорости с расстоянием.

Таблица 4. Влияние частоты фотона на величину астрономической единицы.

Автор	Год	Место наблюдения	Частота n, мгц	Астрономическая единица t, сек
Шапиро	1959 и 1961	Милстоун		499,0052±0,001
Томсон и др.		Джодрел Бэнк		499,010±0,02 499,0095±0,002*
Марон и др.		Мурстаун		498,998±0,003
Клемперер		Джика Марка	49,92	499,0017±0,001
Котельников и др.		СССР		499,010±0,300
Мюльман и др.		Голдстоун		499,0141±0,002* 499,0071±0,001 499,0058±0,001*

* - Пересчитано Шапиро по данным соответствующих авторов.

Перечень примеров можно продолжить. Однако сказанного вполне достаточно для того, чтобы подтвердить прогноз общей теории о диссипативном уменьшении скорости фотона в вакууме и о влиянии на скорость таких факторов, как частота и т.д. – формулы (339), (378) и (379). Интересные соображения о непостоянстве величины с содержатся в работах Джулио Палациоса [64] и [65].

Согласно релятивистским представлениям, частота n электромагнитных излучений не зависит от свойств среды, в которой они распространяются, а целиком определяется условиями – гравитационными полями и скоростями – в пунктах излучения и приема. Общая теория утверждает, что частота фотона может неограниченно уменьшаться вследствие диссипации – формулы (378) и (379).

В 1968 г. предсказания общей теории были подтверждены в экспериментах группой американских ученых во главе с Садехом [67]. В первом – космическом – опыте Садех изучал уменьшение частоты излучений, идущих от звезды Телец А, когда луч зрения проходил вблизи Солнца, на расстоянии 1,25°, или 5 солнечных радиусов, от его поверхности. В момент наибольшего приближения луча зрения к Солнцу наблюдалось уменьшение частоты излучений – рис. 13, кривая 4. Речь идет о красном смещении, которое почти на 2 порядка превышает дозволенное релятивистскими представлениями. Садех высказал гипотезу, что вновь открытое красное смещение объясняется действием гравитационной массы Солнца.

В работе [68] Садех и сотрудники повторили первый опыт со звездой Телец А и подтвердили полученный ими ранее результат, а также осуществили второй – земной – эксперимент. Они сравнивали по радио частоту атомных цезиевых часов с частотой аналогичных часов, расположенных на различных расстояниях от первых, и установили, что частота фотонов уменьшается пропорционально расстоянию – рис. 13, прямая 5 [16]. При этом учитывались только излучения, распространяющиеся вдоль поверхности Земли, на уровне моря. Найденная экспериментальная закономерность в точности соответствует формуле (379) общей теории.

Многие ученые пытались проверить гравитационную гипотезу Садеха и получили нулевой результат. Прежде всего сам Садех [69] поставил новый – космический – опыт с определением периода пульсара СР-0950 в условиях приближения лучей зрения к Солнцу. Расстояние луча от поверхности было равно 5°, или 19 солнечным радиусам. Эффект обнаружен не был. Аналогичный результат был получен Шапиро и другими [71], которые предприняли радиолокацию Венеры и Меркурия с целью проверки общей теории относительности. В их опытах луч проходил на расстоянии 80 радиусов от поверхности Солнца.

В земных условиях опыты Садеха с цезиевыми часами были повторены с нулевым результатом Марковичем [59] и Мунголлом [61, 62]. В отличие от Садеха Маркович и Мунголл употребляли не поверхностные, а отраженные от ионосферы радиоволны, распространяющиеся на высоте до 100 км.

Полученные в работах [59, 61, 62, 69, 71] результаты говорят о том, что гравитационная гипотеза Садеха не подтверждается опытом, так как не соблюдается обратная пропорциональность величины эффекта красного смещения и квадрата расстояния от гравитационной массы. Вместе с тем эти результаты нельзя рассматривать как опровержение экспериментального открытия Садеха [67, 68], ибо они получены в условиях, отличных от тех, в которых проводились опыты Садеха. В первых опытах Садеха [67, 68] лучи проходили на расстоянии 5 солнечных радиусов от поверхности Солнца и вдоль поверхности Земли, на уровне моря. В последующих опытах расстояние до поверхности Солнца было равно 19 (Садех [69]) и 80 (Шапиро [71]) солнечным радиусам, а расстояние от поверхности Земли составляло 100 км (Маркович [59] и Мунголл [61, 62]), где плотность среды очень мала и диссипативное красное смещение не превышает погрешности экспериментов.

Особо стоит отметить дифференциальный опыт Марковича [59], который использовал кольцо радиостанций и пытался в течение 50 дней накопить эффект красного смещения. Маркович налагал на основные электромагнитные колебания с периодом 10 мксек колебания маркера с периодом 100 мксек и ожидал увидеть на экране осциллографа относительное смещение волн различной длины. Автор исходил из того, что затухание частоты пропорционально самой частоте, поэтому у основных волн маркера оно не будет одинаковым.

Однако ожидаемого эффекта Маркович не обнаружил, сделав из этого не соответствующий действительности вывод об отсутствии красного смещения. На самом деле красное смещение есть, но опыт Марковича спланирован неудачно. Все дело заключается в том, что диссипативному уменьшению подвергается не только частота n, но и скорость с, о чем достаточно говорилось выше. В результате длины волн основного датчика и маркера сохраняются практически неизменными, а сами волны на экране осциллографа одна относительно другой не смещаются. Дифференциальный опыт Марковича свидетельствует лишь о малой разнице между коэффициентами затухания частоты и скорости.

Аналогичное замечание можно сделать и по поводу опыта Шамира [70], который с помощью интерферометра, путем измерения длины волны, проверял теорию австралийского ученого Шекерса [72]. В теории Шекерса красное смещение Садеха объясняется не гравитационным, а электрическими и магнитными причинами.