Во второй половине ХIХ века Максвелл, в результате изучения экспериментальных работ Фарадея, создал единую теорию электромагнитного поля, которая неожиданно привела к выводу, что волны света распространяются с постоянной – никогда не изменяющейся – скоростью 300 тыс. км/с. По мнению учёных, распространение волн света с постоянной скоростью происходило относительно некой среды – эфира, который и являлся носителем этих волн. Но опыты, начатые Майкельсоном в 1881 году, показали, что эфира не существует.
При отсутствии эфира объяснить постоянство скорости света в рамках представления о трёхмерности пространства (как выяснится, ошибочного – см. работу «Разгадка постоянства скорости света, часть 2») оставалось лишь независимостью скорости света как от скорости источника света, так и от скорости приёмника света (наблюдателя), что и отразил Эйнштейн в постулате о постоянстве скорости света.
При этом постулат о постоянстве скорости света явно противоречил классическому закону сложения скоростей и здравому смыслу. Ведь признание независимости скорости света от скорости источника и приёмника света, в частности, означало, что если две ракеты будут лететь со скоростью, близкой к скорости света, – хоть навстречу друг другу, хоть друг от друга – и одна из них пошлёт к другой луч света, то в обоих случаях этот луч достигнет ракеты – приёмника света – со скоростью 300 тыс. км/с. Тогда как, по здравому рассуждению и в соответствии с законом сложения скоростей классической механики, в первом случае луч света должен достичь ракеты – приёмника света – со скоростью, почти втрое превышающей скорость света, а во втором случае ракета – приёмник света – должна удаляться от луча света со скоростью, близкой к скорости света.
Загадочное постоянство скорости света поставило перед физикой три вопроса, на которые она не знает ответа: почему скорость света не зависит от скорости источника света и скорости приёмника света (наблюдателя), относительно чего свет распространяется с постоянной скоростью (иначе говоря, относительно чего отсчитывается постоянная скорость света), и каким образом свет распространяется с постоянной скоростью. К тому же физика не может раскрыть секрет корпускулярно-волнового дуализма света, который заключается в том, что свет состоит из корпускул (частиц, именуемых фотонами), но распространяется как волны. А распространение волн света при отсутствии их носителя – в межзвёздном вакууме – стало ещё одной загадкой, не разгаданной физикой.
Выявить причины постоянства скорости света, корпускулярно-волнового дуализма света и распространения волн света в вакууме не позволяло отождествление видимого света с видимым излучением: в литературе и фильмах по физике, в том числе во всех примерах и иллюстрациях постоянства скорости света, видимый свет – это прямые лучи и сферические волны.
Однако свет как излучение увидеть невозможно. Ведь мы видим Солнце и звёзды – источники света, Луну и планеты – отражатели света, не видя при этом никаких лучей и волн света. А всё, принимаемое за видимые в темноте и полумраке лучи света, является мириадами отражающих свет пылинок либо мельчайших капелек влаги. Если бы лучи и волны, исходящие от источников и отражателей света, были видны, то они заслоняли бы эти источники и отражатели света. Сплошная же масса слепящих лучей и волн солнечного света не позволяла бы открыть глаза.
Видимый свет – не абстрактное излучение источников и отражателей света, состоящее из абстрактных частиц света. Видимым светом являются сами источники и отражатели света, то есть все видимые объекты. Точнее, видимый свет представляет собой запечатлённые частицами света последовательные изображения видимых объектов, преобразуемые зрением в реальные объекты.
Но, чтобы запечатлённые частицами света последовательные изображения видимых объектов встретились с глазами наблюдателя, должно пройти некоторое время. В результате каждый объект видится таким, каким он был в прошлом: от миллиардной доли секунды (если объект – в 30 см от глаз) до миллиардов лет (далёкая галактика).
Характеристика видимого света исключительно как последовательных изображений прошлого объектов является ключом к разгадке постоянства скорости света.
Вкратце разгадка постоянства скорости света сводится к следующему.
Распространение света с постоянной скоростью – типичная иллюзия, при которой нулевая скорость следа от движущегося с постоянной скоростью объекта кажется постоянной скоростью самого́ следа (как в известной песне: «А волны бегут от винта за кормой, и след их вдали пропадает»). Соответственно сам движущийся с постоянной скоростью объект кажется покоящимся.
В действительности не волны из частиц света со скоростью света «бегут» от покоящегося объекта, а сам объект движется со скоростью света, оставляя неподвижный след, запечатлённый частицами света.
Свет – это неподвижный след из последовательных изображений прошлого объекта, который оставляет объект, перемещаясь в будущее с постоянной скоростью (принимаемой за скорость света) в четвёртом пространственном измерении – времени.
Подробно о разгадке постоянства скорости света и о том, каким образом разгадка постоянства скорости света обнаруживает пространственность времени, см. работу «Разгадка постоянства скорости света, часть 2».
Владимир Поваров,
e-mail: vladimpovar@yandex.ru, povarovva08@rambler.ru
Разгадка постоянства скорости света, часть 2