Сергей Семиков - Баллистическая теория Ритца и картина мироздания

Рис. 27. Эффект Ритца — изменение частоты света от ускорения. Трогающийся автомобиль, набрав спустя время T скорость V, сообщает её пуле № 2. Та постепенно догоняет № 1. В итоге пули приходят с разрывом T'

Реально эффект этот обычно достаточно мал в сравнении с доплеровским и потому его до сих пор редко удавалось обнаружить и на него не обращали внимания. Действительно, в знаменателе выражения La / c 2стоит огромная величина c 2. А потому при достижимых в земных лабораториях ускорениях a и длинах L поправка частоты Δ f=f΄-f получается крайне малой и трудно уловимой. Зато, как увидим, эффект становится хорошо заметен на гигантских космических расстояниях L (Часть 2). Поскольку в космосе величина Δ f/f = La / c 2становится достаточно большой, то это приводит к гигантским сдвигам частоты и периода. Это позволяет объяснить не только сверхмощные вспышки сверхновых и других переменных звёзд, спектральные характеристики объектов, но и космологическое красное смещение, предсказав на основе БТР правильную его величину. Впрочем, и в земных масштабах, где величина ритц-эффекта Δ f/f = La / c 2сдвига частоты f , пропорциональная удалённости L и лучевому ускорению a источника, крайне мала, его всё же можно зафиксировать с помощью эффекта Мёссбауэра (§ 3.7). Именно он позволил выявить предсказанный Ритцем сдвиг частоты в опыте Бёммеля, где источнику гамма-лучей, расположенному на расстоянии L=d от поглотителя, придали лучевое ускорение a . Сдвиг частоты гамма-лучей составил Δ f/f = ad / c 2, что точно подтвердило формулу Ритца [153, с. 136].

Правда, и в теории относительности ускорение способно влиять на частоту. Однако, в ритц-эффекте, подобно доплеровскому, частота зависит не от самого ускорения a , как в теории относительности, а лишь от его проекции ar на луч зрения наблюдателя — от "лучевого ускорения". Проверить это можно с помощью того же эффекта Мёссбауэра. В астрономии и физике эффект изменения частоты принято характеризовать для определённости именно лучевыми проекциями. Так, формулу Доплера записывают в виде f΄/f= 1- V r / c , где V r — лучевая скорость источника (в системе наблюдателя), положительная при его удалении и отрицательная, если источник приближается к наблюдателю. Здесь f — частота световых волн, сигналов, импульсов, пускаемых источником, а f΄ — частота восприятия их приёмником. Аналогично и формулу эффекта Ритца удобно переписать через лучевое ускорение a r источника. Оно положительно, если направлено от приёмника или наблюдателя, и отрицательно в обратном случае (то есть, — противоположно по знаку ускорению a с Рис. 25). Таким образом, формула эффекта Ритца запишется в виде

f΄/f=1-La r/c 2

или

T΄/T=1+La r/c 2,

если учесть, что La r/c 2 <<1 (Рис. 28).

Рис. 28. Световые импульсы, пускаемые лазером через период t, приходят к цели с интервалом t': из-за ускорения скорость второго импульса снижена.

Хотя эффекты Доплера и Ритца заметно различаются, они всё же имеют общую природу, поскольку оба вызваны относительным движением источника и приёмника. Ритц очень чётко показал в своей работе [8], что причина изменения частоты принимаемого света в обоих эффектах состоит в изменении расстояния L между источником и приёмником — в их относительном движении, приводящем к накоплению или дефициту волн на пути между источником и приёмником. Накопление волн на дистанции, скажем от расхождения источника и приёмника, означает, что к приёмнику в единицу времени приходит меньше волн, чем испускается. А сближение, напротив, означает, что на пути помещается меньше волн и, следовательно, приёмник поглощает волн больше, чем испускается источником. Поэтому Ритц вывел соответствующую формулу

T ΄/ T =1+(1/ c ) dL / dt ,

где dL / dt — скорость изменения расстояния L между источником и приёмником на момент регистрации излучения [8]. Поскольку L=V rt+a rt 2/2, и скорость dL / dt=V r+a rt=V r+La r / c ( V r и a r — лучевая скорость и ускорение на момент испускания, t=L / c — время, за которое свет приходит от источника к приёмнику), то получим простую формулу

T΄/T=1+V r/c+La r/c 2,

найденную выше и учитывающую сразу и эффект Доплера, и эффект Ритца. В оригинальной записи Ритца [8] синтез этих законов выглядел следующим образом:

Здесь dt', dt — элементарные интервалы времени между испусканием двух сигналов (частиц-реонов) и их приёмом, u r — лучевая скорость приёмника, w' r — лучевое ускорение источника, r — расстояние между источником и приёмником. В этой красивой, лаконичной формуле сосредоточено очень многое, говорящее о природе электричества, магнетизма, света, массы, пространства, времени, явлений космоса и микромира. Например, сам Ритц использовал эту формулу, дабы показать, что электрическое воздействие одного заряда — на другой, зависит не только от их относительной скорости u r (§ 1.7), но и от лучевого ускорения источника w' r=a r (§ 1.8). Последнее приводит к тому, что концентрация n'=n(1-La r/c 2) реонов, вблизи второго заряда, отличается от концентрации n реонов, испущенных равномерно движущимся зарядом. Концентрация реонов меняется потому, что все реоны, испущенные в течение интервала времени T в направлении второго заряда, придут к нему в течение периода T΄=T(1+La r/c 2). А раз электрон во всех направлениях испускает в каждый промежуток времени T одно и то же число реонов, то при ускорении заряда концентрация и частота ударов реонов о другой заряд должна измениться, аналогично частоте света f΄=f(1-La r/c 2). По той же причине меняется и яркость света I от ускоренно движущегося источника: вся энергия, испущенная в течение времени T и переносимая реонами, приходит к наблюдателю за промежуток T΄=T(1+La r/c 2). То есть, возле приёмника концентрация света, плотность потока его энергии, называемая яркостью, должна измениться до значения I΄=I(1-La r/c 2). Это имеет ключевое значение для понимания природы переменности космических источников (§ 2.11).

Ритцева форма записи "трансформации временных интервалов" приводит к интересному выводу: и эффект Доплера, и эффект Ритца — это своего рода закон сохранения числа волн, сохранения времени, иначе говоря, — закон непрерывности потока времени (аналогичный законам сохранения заряда, массы и непрерывности их потоков). Если дистанция между источником и приёмником с течением времени не меняется dL / dt =0, то, независимо от того, как движутся источник и приёмник, частота не должна меняться, поскольку, в противном случае, на отрезке L с течением времени волны либо накапливались бы до бесконечности, либо совсем исчезали, что невозможно. Поэтому, если источник и приёмник установлены на одной и той же платформе, то, независимо от того, с какой скоростью или постоянным ускорением они движутся, приёмник будет регистрировать всегда частоту источника. Если же дистанция увеличивается dL / dt >0, то число волн на ней должно тоже пропорционально нарастать, что приводит к снижению частоты принимаемых сигналов. Таким образом, эффекты Ритца и Доплера составляют, по сути, одно целое. Имеет место как бы единый Эффект Доплера-Ритца (ЭДР) T ΄/ T =1+(1/ c ) dL / dt , частные проявления которого — это уже собственно эффект Доплера T ΄/ T =1+ V r / c или эффект Ритца T ΄/ T =1+ La r / c 2. При переходе из одной системы отсчёта в другую, один эффект переходит в другой.