Файл: Бриллюэн, Л. Новый взгляд на теорию относительности.pdf

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.10.2024

Просмотров: 79

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

123Глава 7

модель, наиболее близкую к экспериментальным фи­ зическим условиям.

Фоковская преимущественная система отсчета [формулы (4.7) и (4.8)] не согласуется с нашим фи­ зическим рассмотрением.

Литература

 

 

1.

Brillouin L . , Lucas R.t Journ.

Phys.

Radium, 27, 229 (1966).

2.

Mannheimer M., Ann. de Phys.,

I, 189

(1966),

е

З А М Е Ч А Н ИЯ И П Р Е Д Л О Ж Е Н И Я

§ 1. Смысл

спектральной

линии

Вопрос о

сущности

спектральной линии ставился

часто, и на него д а в а л и

различные ответы. Спектраль ­

ная линия определяет длину волны в оптике, и на про­ тяжении многих лет все методы ее наблюдения были основаны на использовании явления интерференции. В учебниках оптики говорили о «частоте» и приводили рисунки в обратных сантиметрах (ввиду неопределен­ ности скорости света с ) . Как мы видели в гл. 3, в на­ стоящее время спектральные линии используются так­ ж е для определения фактической частоты в обратных секундах; во введении мы подчеркнули, что это приво­ дит к весьма неопределенной ситуации. Официальная единица длины основана на использовании спектраль­ ной линии криптона-86, а единицу времени опреде­ ляют, используя спектральную линию цезия. Следова­

тельно, если

мы захотим измерить

скорость света с,

мы д о л ж н ы

вычислить отношение

частот (или длин

волн) спектральных линий криптона и цезия! С науч­

ной точки зрения

это странно и нелогично.

Р а с с м а т р и в а я

гравитационное красное смещение

(гл. 6), мы считали h и с константами. Однако многие авторы полагают, следуя Эйнштейну, что в любом ста­ тическом гравитационном поле, д л я которого можно ввести гравитационный потенциал, скорость света с

зависит о т п о т е н ц и а л а . Уместно з а д а т ь

вопрос:

связа­

но ли

красное""см'ещёние

с

увеличением

длины

волны

(при

постоянной частоте),

 

или его следует истолковы­

вать как уменьшение частоты?

В гл. 6 полученные нами результаты мы интерпре­ тировали с точки зрения действительного изменения

130 Глава 8

' частоты и нашли, что эту точку зрения трудно объяс­

 

нить

физически.

Значительно

легче

было

бы

понять

1

изменение

скорости

света

с,

вызванное

изменением

I

длины

волны

К при

постоянной частоте

 

ѵ.

 

 

 

 

В

настоящее

время

это

утверждение

 

доказано

 

экспериментально Шапиро [1] в ряде блестящих

на­

 

блюдений, где использовался узконаправленный ла­

 

зерный

пучок

света,

который

о т р а ж а л с я

от

Меркурия

 

и на

обратном пути

к

Земле

проходил

 

очень

близко

 

к Солнцу. Скорость

луча около Солнца

была

меньше;

г

отчетливо

можно было

наблюдать

з а д е р ж к у

луча

на

 

125 микросекунд. Этот эксперимент с полной

ясностью

 

указывает на то, что скорость света

в

окрестности

 

Солнца

меньше,

чем

вдали

от

него.

 

 

 

 

 

 

 

 

В

связи

с

этими

проблемами

следует

вспомнить

 

очень

интересную работу Л ю к а [2], в которой

рассмат­

 

ривается, какие физические эффекты могут наблю ­

 

даться

при изменении

гравитационного

потенциала.

 

Л ю к а

высказывает очень интересную

гипотезу, что

от­

 

ношение

h/c2

остается постоянным,

и это

влечет

за

со­

 

бой постоянство отношения массы к частоте. Эта ги­

 

потеза имеет то важное достоинство, что в случае ее

 

принятия

наш

анализ

экспериментов

 

Па-унда

(см.

 

гл. 6,

§

2)

остается

без

изменений.

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 2. Общая

теория гравитации и опыт

З а в е р ш и в

создание своей общей теории относи­

тельности,

Эйнштейн предсказал ряд эффектов, ко­

торые

можно было надеяться проверить

на

опыте.

С тех

пор

было затрачено

мгного труда

и получено

очень

мало

практических

результатов. П р е ж д е

всего

следует указать со всей ясностью на то, что такого ро­

да

эффекты

не являются

специфическими только

д л я

теории

Эйнштейна;

используя

соотношение

между

массой

и энергией,

можно

получить

аналогичные

ре­

зультаты

приблизительно

того ж е

порядка

величины.

 

Например,

Эйнштейн

предсказывает

отклонение

луча

света,

проходящего

около

поверхности

Солнца;

однако тот

ж е

результат

можно

получить, рассматри­

вая

луч

света

как поток фотонов *с энергией

йѵ и

мае-

Замечания и предложения

131

сой /іѵ/с2 . Различие лишь в численном коэффициенте:

результат Эйнштейна в д в а р а з а превышает величину,

полученную путем рассмотрения фотонов.

Э к с п е р т

ментальные д а н н ы е в этой области очень

бедны и

имеют погрешность до 100%; подробный анализ ста­

рых результатов можно найти в книге Ш а з и

[3J; новые

эксперименты не л у ч ш е 1 ) . Беспристрастное

рассмот­

рение этих экспериментов показывает, что здесь суще­ ственную роль играют многочисленные причины, вызывающие искажение результатов; наиболее вероят­ ной известной нам причиной являются турбулентные

потоки в солнечной атмосфере.

Опыты Ш а п и р о [1], не­

сомненно,

более надежны, чем

наблюдение

отклоне­

ния лучей

света,

 

 

Подчеркнем такж^е- возможное влияние

солнечного

ветра, образующегося в результате превращения при­

мерно десяти

миллионов тонн

вещества в

секунду

в энергию

излучения!

 

 

 

 

Смещение

перигелия

Меркурия

(43"

за

столетие)

называли блестящим

подтверждением

предсказания

теории — 42",6;

однако

сошлемся

на Ш а з и

[3], кото­

рый нашел

ряд других

примеров

в солнечной

системе,

когда предсказания Эйнштейна противоречат опыту. Трудно поверить всерьез в совпадение с точностью до долей секунды в случае Меркурия, когда в других

случаях теория приводит к ошибочному или

д а ж е

имеющему противоположный знак результату.

Д а в а й ­

те будем объективными и признаем, что могут суще­ ствовать и другие неизвестные сложные причины это­ го явления. Вычисления Ш а з и относятся к смещению

перигелия

четырех планет

и нескольких

спутников,

о б р а щ а ю щ и х с я вокруг планет (например,

к Л у н е ) .

Вычисления

очень, трудны,,

поэтому ошибки по край­

ней мере в

Ъ" за. столетие,

по-видимому,

неизбежны.

Теория Эйнштейна предсказывает '/б от истинного

значения

смещения перигелия для Марса и

практиче­

ски нуль

для Венеры. Д о б а в и м

к этому,

что

сплющен­

ность Солнца, открытая Дикке,

вызывает

возмущения,

') Последние работы американских ученых, по-видимому, позволяют гарантировать точность около 4%. — Прим. род:

132Глава 8

которые наверняка сводят на нет согласие теории с экспериментом д л я Меркурия . Этот вопрос нельзя счи­

тать окончательно р е ш е н н ы м 1 ) .

§ 3. Переоценка

Бриджменом

 

теории

относительности

 

Н а

содержание

данной книги

сильно повлияли

идеи Б р и д ж м е н а и подчеркиваемая

им необходимость

постоянного соотнесения теории с опытом. Его точка

зрения совпадает с точкой зрения

автора настоящей

книги, а т а к ж е находится в полном

согласии с тради­

ционными

взглядами

большой

школы французских

естествоиспытателей,

особенно

Бертло [4], Кюри [5] и

М. Бриллюэна [6].

 

 

 

Н а м следует рассмотреть содержание и привести

некоторые

цитаты из

последней

книги Б р и д ж м е н а [7],

опубликованной после его безвременной смерти. В ней содержится подробный критический анализ теории от­ носительности с точки зрения, «азбучной д л я искушен­ ного человека». Мы неоднократно будем иметь воз­

можность убедиться,

что

анализ Б р и д ж м е н а

очень

близок к нашему; мы смеем думать, что данную

книгу

можно

рассматривать

как

развитие

идей

и методов

Б р и д ж м е н а .

 

 

 

 

 

Д л я

«удобства» Б р и д ж м е н начинает в первой

гла­

ве с уравнений Лоренца и с самого

начала

в ы р а ж а е т

убеждение в том, что формулы Лоренца представляют собой не более, чем «рабочий инструмент» теории от­ носительности. Мы согласны с такой характеристикой и пытались провести четкое различие м е ж д у нашей и общепринятой точками зрения, введя специальный по­

стулат

с целью

устранения

э ф ф е к т а

Д о п л е р а

в пер­

вом порядке и

сохранения

эффектов

только

второго

порядка

(см. гл.

5).

 

 

 

 

') Наблюдения

Дшже [Phys. Rev. Lett.,

18, № 9,

13

(1967)j,

к результату которых он сам относился достаточно осторожно, могут объяснить самое большее 8—20% смещения перигелия Мер­ курия. — Прим. ред.

Смотрите также файлы