Кризис физики: вчера, сегодня, завтра

Замечание к рис. 2.

1. Расстояние R0 это реальное расстояние (сущность), которое прошел световой импульс от источника к наблюдателю. Оно измеряется в момент приема наблюдателем светового сигнала при t = tприема.

2. Расстояние R это кажущееся расстояние (явление), т.е. расстояние, которое прошел бы световой сигнал, если бы скорость относительного движения V = 0 (неподвижный источник). Оно измеряется в момент излучения при t = tизлучения.

Реклама ТВ справедливо советует: «Почувствуйте разницу!».

Здесь обычно возникает соблазн применить законы механики к свету. Действительно, вектор скорости света должен складываться с вектором скорости источника и, благодаря суммарной скорости, свет проходит расстояние R. Например, если заменить световой импульс камнем, то последний может «повредить» наблюдателя, врезавшись с суммарной скоростью.

Но свет это не материальное тело. Корпускулярно-волновой дуализм - логически противоречивый «суррогат». Об этом мы позже поговорим специально. Свет же это волны колебаний «реального эфира», которые имеют всегда постоянную скорость по отношению к источнику и по отношению к приемнику излучения. Парадокс? И да (непривычно), и нет (таковы свойства). В результате возникает эффект Доплера и искажение фронта световой волны. Но скорость света та же. Продолжая лучи перпендикулярно воспринимаемому фронту, мы видим мнимое изображение источника, удаленное от нас на расстояние R.

Однако самое важное в том, что нам удалось «втиснуть» объяснение явления аберрации в рамки классических представлений о пространстве и времени, как того требовало отсутствие «кривизны пространства».

Система отсчёта светового источника. Перейдем теперь в систему отсчета источника света. Здесь возникает интереснейшая ситуация. Для описания качественной картины мы можем воспользоваться преобразованием Галилея или же Лоренца.

При преобразовании Галилея величины, обозначенные на рис. 3 (R, R0, T0, V и углы), сохраняются неизменными. Факт хорошо известный. Меняется лишь направление вектора скорости V. При преобразовании Лоренца те же величины (R, R0, T0, V ) сохраняются также, поскольку являются истинными скалярами! По этой причине качественные объяснения будут подобными.

Рассмотрим явление аберрации подробнее. Пусть наблюдатель N движется относительно источника света S со скоростью V, как показано на рис. 3. В момент излучения светового импульса источником S наблюдатель будет находиться в точке N*.

В точке N световой импульс и наблюдатель встречаются. Воспринимаемый наблюдателем фронт (рис. 3) не будет перпендикулярен направлению SN (относительное движение наблюдателя). Наблюдаемый фронт будет перпендикулярен линии SN*. Видимое положение S* строится на продолжении лучей из точки N перпендикулярно наблюдаемому фронту волны (мнимое изображение!).