Его величество Свет

20 November 2019

Зрение обеспечивает человеческому мозгу более 80% информации. Носителем зрительной информации является свет. Но есть Свет с большой буквы, так как оптический диапазон, воспринимаемый человеческим глазом, является лишь небольшой частью всего спектра электромагнитных излучений, от радио- до гамма-излучения. Причём границы диапазонов настолько условны, что даже перекрывают друг друга, то есть могут быть получены разными способами генерирования. Посредством различных приборов, от радиоинтерферометров со сверхдлинной базой и гамма-телескопов, до электронных микроскопов и ускорителей, человек значительно расширил диапазон наблюдаемых излучений. Средства наблюдательной астрономии и лабораторных исследований постоянно совершенствуются и несут всё более разнообразную информацию из глубин микромира и самых далёких областей вселенной. Чего стоят красочные снимки космического телескопа имени Хаббла!
Но, всегда ли мы правильно воспринимаем полученную информацию?
Как это ни парадоксально, но учение о свете является самой тёмной историей в Естествознании. Что такое Свет? Если это волны, что же тогда колеблется? Если частицы, как их распознать и идентифицировать?
Существует целый пласт теорий эфира, якобы переносящего электромагнитные колебания, и теории эти весьма противоречивы. Для каждого конкретного явления электромагнитного излучения требуются свои особенности этой загадочной субстанции. То это кристалл, то сверхтекучая жидкость, то газ, и всё это с фантастическими способностями и параметрами, подобающими фокуснику-иллюзионисту. Всё это не может не настораживать. В конце девятнадцатого века безраздельно господствовала волновая теория света. Оставалось найти ту самую сущность - светоносный эфир, являющийся посредником между источником света и наблюдателем. В 1887 году (Эйнштейну всего 8 лет) Майкельсон и Морли (ММ) провели блестящий опыт, который должен был выявить влияние эфира на скорость распространения света на Земле, движущейся в «кристалле» эфира вселенной. В опыте эфир должен был проявить себя подобно ветру, дующему на открытой движущейся платформе. Но, ветра не оказалось! Далее произошло необъяснимое: непонятно, кто, как и почему решил, а все остальные уверовали, что опыт ММ показал, что для света классический закон сложения скоростей неприменим. Конечным итогом этого нелепого заключения явилось рождение и всемерное распространение Специальной теории относительности (СТО) Эйнштейна.
Мы же поведём речь о баллистическом принципе распространения света, что позволит самым простым и доступным для воображения способом объяснить всё разнообразие наблюдательных данных астрономии и физических явлений вокруг нас. Баллистический механизм распространения излучений может осуществляться только частицами. Это позволяет отказаться от «светоносного» эфира и вернуться к идеям корпускулярности света. Баллистический принцип распространения света самым естественным образом объясняет результат опыта ММ, так как здесь мы можем представить колебания, которые распространяются строго концентрически относительно источника света, независимо от того покоится источник, или движется равномерно (что эквивалентно покою). Подобно тому, как у летящего самолёта, стреляющего вперёд, назад, вправо и влево, скорость пуль будет одинаковой во все стороны, относительно самого самолёта. В этом случае наблюдатель (опыт ММ), покоящийся относительно источника света, не найдёт каких-либо отклонений. Теперь давайте представим себя на месте подвижного наблюдателя, находящегося, например, на катере: снявшись с якоря и устремившись навстречу волнам, мы заметим, что частота колебаний будет увеличиваться пропорционально скорости катера. А если мы устремимся вслед волнам, то сможем достигнуть такой скорости, когда сядем на одну волну, подобно серфингисту. Если мы не остановимся на этом и ещё увеличим скорость, то заметим, что волны накатывают на катер с противоположной, от истинного направления распространения волн, стороны. Это явление известно как эффект Доплера и наглядно, что он подчиняется классическому закону сложения скоростей.
Эффект Доплера для света является экспериментальным фактом, с той разницей, что в рамках СТО преподносится нам не как результат классического закона сложения скоростей, а как эффект искривления пространства и времени в движущейся системе отсчёта. Если бы в 1887 году было достаточно много прозорливых сторонников корпускулярной теории света, то по принципу «бритвы Оккама», согласно которому должно брать самое простое объяснение, не была бы принята СТО, приняв которую, мы поступили с точностью до «наоборот», поправ все законы логики и разума. Наука без хорошей теории – слепа, вооружённая ложной теорией – безумна. Парадоксы СТО, эффектно завораживающие, как взгляд удава; вызывающие у большинства простых людей комплекс неполноценности и отвращение к науке; искажающие картину мироздания в умах учёных, принявших постулаты на веру, пожирают в огромном количестве финансовые ресурсы государств и интеллектуальный потенциал научного сообщества, давая на выходе мизерный коэффициент полезного действия.
Как это ни парадоксально, но самой эфирной из всех эфирных теорий является СТО, так как использует математический аппарат, который был разработан Лоренцем, Фитцджеральдом и Пуанкаре для эфира. Эти господа завели нас, а следом и скромного служащего швейцарского патентного бюро, в дремучее болото релятивизма, когда путём введения известных парадоксов, полностью унаследованных и развитых в СТО, доказывали ненаблюдаемость эфира, какими бы то ни было, опытами. Как может быть СТО не эфирной, если переняла, до последней запятой, математический аппарат эфирной модели?
Но вернёмся к свету. Необходимо рассмотреть ряд принципиальных различий баллистического механизма распространения света, с эфирными моделями. В принципе, всё разнообразие физических явлений и химических преобразований, вызываемых электромагнитными излучениями, определяется энергией их носителя. Излучение антенны радиолокатора, тепло батарей отопления, свет горящей свечи, излучение рентгеновской трубки в рентгеновском аппарате, гамма-излучение радиоактивного вещества – всё это суть одно и то же. Простому обывателю это покажется парадоксальным, но это именно так. Сбросив с себя оковы релятивизма, в виде константы скорости света, мы можем предположить, что все фотоны, как говорится, одного «калибра», а энергия фотона является функцией его скорости относительно источника, или наблюдателя. Для иллюстрации этого представим себе трёх наблюдателей, один из которых покоится относительно источника монохроматического зелёного света. Другой наблюдатель летит с большой скоростью навстречу источнику, а третий летит от источника. В определённый момент времени они оказались в одной точке пространства и пронаблюдали, фактически, один и тот же фотон. Первый увидел его зелёным, так как покоился относительно источника света. Второй, в соответствии с эффектом Доплера, фиолетовым (ультрафиолетовым, рентгеновским, гамма). А третий красным (инфракрасным, радиоволновым).

В волновой механике эффект Доплера является линейным, то есть для того, чтобы частота, а соответственно и энергия, наблюдаемого излучения изменилась хотя бы в два раза, нужно достигнуть половины скорости света. Для корпускулярной теории всё совсем иначе. Корпускулярная теория предполагает существование, так называемой, массы покоя фотона. Поэтому, одной из составляющих энергии фотона является кинетическая энергия, в формулу которой входит квадрат скорости. То есть, например, при увеличении скорости в три раза, энергия увеличивается в девять раз; скорость в пять, энергия в двадцать пять; скорость в тридцать, энергия в девятьсот раз. Если другие составляющие энергии фотона имеют подобную же зависимость, то становится совсем просто трансформировать излучение, например, из оптического в рентгеновское, или радиоизлучение. Всё это требует тщательного экспериментального исследования. Даже в рамках чрезвычайно узкого оптического диапазона опыт должен показать заметную разницу скорости излучения монохроматических красного, зелёного, фиолетового излучений. В наблюдательной астрономии, в динамичной вселенной, мы можем рассматривать радиогалактики, квазары, другие аномальные источники излучения, как продукт данной трансформации, в зависимости от скорости и направления движения этих объектов относительно нас, наблюдателей. При этом истинные скорости много меньше, чем это следует из формул СТО для эффекта Доплера, что привносит ошибочные оценки в определении расстояний, светимостей, размеров наблюдаемых объектов и прочее.

Нужно следовать мудрости природы, которая как бы больше всего боится произвести что-нибудь лишнее или бесполезное, но зато часто одну вещь обогащает многими действиями.
Николай Коперник

Следующим принципиальным моментом является то, что вопреки релятивистскому закону сложения скоростей, согласно которому мы не можем ни прибавить, ни убавить от скорости света, в баллистической теории мы вполне можем догнать и всесторонне рассмотреть фотон. Многие моменты истории развития учения о свете; его взаимодействие с атомами; химические и физические явления с участием света; законы фотоэффекта; опыт Франка и Герца (Пономарев Л.И. Под знаком кванта - М.: Наука, 1989, стр. 82), указывают на то, что в роли фотона перед нами выступает одна из хорошо известных частиц. По совокупности фактов и улик, мы можем идентифицировать фотон как особое состояние простого и, казалось бы, не несущего новых неожиданностей электрона. Вот он – таинственный «мистер Х»! Привлекательной моделью электрона является тороидальная модель, придающая электрону свойства диполя. Представим тор, вращающийся по часовой стрелке и центральное отверстие тора, втягивающее окружающее пространство, как пылесос. Если мы посмотрим на электрон «со спины», то увидим тор имеющий вращение против часовой стрелки, а центральное отверстие будет фонтанирующим и, будет это уже не электрон, а позитрон! При движении по орбите в атоме вещества, электрон ориентирован всегда по касательной к орбите. То есть, в отличие от свободного, связанный электрон, находящийся на орбите атома вещества, имеет дополнительный импульс вращения, пропорциональный радиусу и скорости, соответствующие этой орбите. Естественно, что чем ближе орбита к ядру, тем больше скорость и частота вышеупомянутого импульса вращения. Фотон - сорванный с орбиты электрон, движущийся по лучевой прямой, но сохранивший дополнительное вращение. Этакое феерическое сальто-мортале электрона. При этом всегда надо помнить, что ничто в этом мире не происходит спонтанно, другое дело, что мы не всегда можем выявить причину рассматриваемого следствия.
Таким образом, электрон, позитрон и фотон являются тремя ипостасями одной частицы. Такая частица может быть элементарным кирпичиком нашего уровня Мироздания, из которого сложено всё многообразие окружающего нас мира (Семиков С.А. Баллистическая Теория Ритца и картина мироздания – Н.Новгород.: Пресс-Контур, 2009, часть 3). Фотон во вселенной является наиболее массовой и инертной частицей, когда взаимодействия с другими частицами происходят только в резонансных состояниях. Это объясняет чёткость спектральных линий, как излучения, так и поглощения; эффект Мёссбауэра, и другие особенности, связанные с электромагнитными излучениями. Для иллюстрации рассмотрим эффект камеры-обскуры: (dic.academic.ru/...iki/952749) "... Обскура характеризуется бесконечно большой глубиной резко изображаемого пространства..." В данном случае нас интересует сам принцип камеры-обскуры, когда через отверстие диаметром 1 мм, мы наблюдаем на экране очень четкую картину, практически, половины вселенной. Теперь представим множество камер-обскур, ориентированных во все возможные стороны, но входные отверстия камер находятся в одной точке пространства. Демонстрационным экраном такой гипотетической камеры-обскуры будет сферический экран диаметром, предположим, 5 метров, с входным отверстием диаметром 1 мм. в центре сферы. На этом экране мы видим картину окружающей вселенной во всех подробностях. Теперь давайте представим, что вся эта красочная картина вселенной, мгновение назад, необходимое фотонам для преодоления расстояния в 2,5 метра, умещалась в одном сферическом миллиметре пространства. Все эти рассуждения относятся не только к оптическому диапазону, а в равной степени ко всем диапазонам электромагнитных излучений. Представляете, какую голографическую информативность и энергетическую наполненность несёт каждый сферический миллиметр бесконечного пространства вселенной. Такое представление позволяет ввести в обиход физики, к известным: твёрдому, жидкому, газообразному, плазменному состояниям, ещё одно состояние вещества – лучистое. Это же состояние наиболее близко такому понятию как Хаос – ничто, из которого рождается всё. В свою очередь, необходимо предположить, что электроны являются «галактиками» другого уровня Мироздания, которые взаимодействуют между собой посредством частиц настолько меньших электрона, насколько электрон меньше галактики, что мы и воспринимаем как физические поля.
Здесь же кроется и механизм действия сил гравитации и инерции, и неисчерпаемый источник энергии для звёзд и галактик, и антиэнтропийный процесс, реализующий круговорот вещества вселенной, и бесконечность вселенной во времени и пространстве, когда становится ясным, что никакого «большого взрыва» не было и вселенная всегда выглядела примерно так же, как и сейчас.
Вот такую простую и гармоничную палитру Мироздания нам даёт правильное понимание сущности Света.