Сергей Семиков - Баллистическая теория Ритца и картина мироздания

Рис. 54. Аристарх Аполлонович Белопольский (1854–1934) и основная тема его исследований: спектральный анализ движения звёзд.

Два рассмотренных приложения общей теории относительности к Космосу — это ничто в сравнении с тем, что она сотворила с нашим представлением о Вселенной. Именно теория относительности привела учёных к мысли, что наша Вселенная нестационарна, непостоянна, а, однажды лопнув, взорвавшись, — раздувается, словно мыльный пузырь, что, якобы, подтверждают и красные смещения в спектрах галактик. Именно раздуванием Вселенной Эйнштейн, Фридман, Де Ситтер и другие сторонники теории относительности объясняли открытые Хабблом красные смещения в спектрах галактик, растущие с их удалённостью. Напомним, что в XX веке астрономы выявили у света далёких галактик, разложенного в спектр, странную особенность: все спектральные линии были сдвинуты к красному концу спектра: длина волны λ испущенного света получалась увеличенной до λ'. Причём, этот сдвиг z =(λ'-λ)/λ, названный "красным смещением", был тем больше, чем дальше от нас находилась соответствующая галактика. "Покраснение" света, то есть, — уменьшение его видимой частоты f΄=c /λ' в сравнении с действительной f=c /λ, даётся законом Хаббла f΄/f =1– LH / c , или λ'/λ=1+ LH / c , то есть z=LH / c , где L — расстояние до галактики, H — постоянная Хаббла, равная примерно 55 (км/с)/Мпк, а c — скорость света [142]. К этому времени нашим замечательным астрофизиком А. Белопольским (Рис. 54) была уже экспериментально доказана применимость эффекта Доплера к свету, в том числе к звёздному. Как показал Белопольский, движение звёзд с лучевой скоростью v смещает их спектральные линии, снижая частоту f их излучения до значения f΄ , в согласии с формулой Доплера f΄/f =1– v / c (Рис. 55). Поэтому некоторые сочли, что красное смещение является доплеровским и вызвано разлётом галактик со скоростью v = LH . По их мнению, значение H показывает, что скорость удаления галактик растёт на 55 км/с на каждый мегапарсек (Мпк).

Рис. 55. Изучение спектров звёзд с помощью спектрографа, разлагающего свет в радужную полоску с тёмными линиями поглощения. По смещению спектральных линий находят скорости объектов.

Правда, многие не согласились с таким объяснением смещения. Кстати, и сам Хаббл, как замечательный астроном-наблюдатель, открыв одноимённый закон, говорил в нём исходно не о разбегании галактик со скоростью, нарастающей по мере удаления, а лишь о пропорциональности красного смещения расстоянию до галактик z=LH / c . Но потом, без всякого основания и вопреки мнению самого Хаббла, его закон стали формулировать в виде v = LH [151]. Однако, из такой доплеровской трактовки красного смещения было неясно, чем вызван разлёт галактик и пропорциональность их скоростей расстоянию. Поэтому, возникло и альтернативное объяснение красного смещения, предложенное в 1929 г. всё тем же Аристархом Аполлоновичем Белопольским. Он предположил, что сдвиг частоты (красное смещение) вызван не доплер-эффектом от гипотетического разбегания галактик (расширения Вселенной), а — предполагаемым эффектом постепенного старения света, теряющего по мере движения энергию [87]. Тогда, чем дальше находится галактика, и чем дольше до нас добирался её свет, тем меньше его энергия и частота f (или ν), и — больше красное смещение [17]. Эту гипотезу в 1929 г. поддержал и сам Хаббл (за что подвергся критике и, несмотря на свои выдающиеся открытия, был лишён Нобелевской премии), который был коллегой Белопольского и тоже отрицал Большой взрыв с разбеганием галактик.

Так же считал и Циолковский: "Если они [галактики] и двигаются, то неправильно, в самых разнообразных направлениях и с обыкновенными астрономическими скоростями — в десятки и сотни километров. Как же это примирить с несомненным указанием спектральных линий? Их перемещение указывает на увеличение длины световых волн, идущих от далёких, почти невидимых солнц. Но отчего может происходить это увеличение? Оно может происходить не только от движения небесных тел, но также и от других причин". В качестве вероятной причины этого эффекта Циолковский видел непостоянство скорости света [159, с. 286]. Однако вскоре эта теория, поначалу встретившая активную поддержку со стороны многих учёных (включая самого Хаббла), была забыта, частью под давлением физиков-релятивистов, отрицавших переменность скорости света и веривших в расширение Вселенной и Большого Взрыва, а частью из-за скорой смерти главных защитников теории старения света. Так, Белопольский умер в 1934 г., а Циолковский — в 1935 г., сразу после издания в том же году его работы "Библия и научные тенденции запада", где отец космонавтики и ракетостроения критиковал теорию расширения Вселенной, Большого Взрыва и отстаивал гипотезу старения света — удлинения световых волн за счёт изменения скорости света.

Рис. 56. Красное смещение в спектрах галактик как результат вращения их ядер и старения света.

И, хотя поборники теории относительности с этой гипотезой расправились, вынудив её уйти в подполье, благодаря БТР, она снова обретает мощную огневую поддержку и вступает в строй. Действительно, а что, если красное смещение связано не с эффектом Доплера, а с упоминавшимся эффектом Ритца (§ 1.10)? Ведь ритц-эффект f΄/f= 1- La r / c 2, в отличие от доплеровского, как раз даёт зависимость от расстояния L , как в законе Хаббла f΄/f= 1- LH / c и в гипотезе старения света. То есть, при одном и том же ускорении a r галактик их красное смещение получалось бы тем больше, чем они дальше. Причём, очевидно, это ускорение должно быть направленно от нас (лучевое ускорение положительно) и иметь значение a r=cH . Тогда формула Ритца автоматически перейдёт в закон Хаббла (Рис. 56). Точно так же и для длины волны света, если скорость света c не постоянна, а, вопреки Эйнштейну, зависит от скорости источника света — по классическому закону сложения скоростей, то вращение галактик приведёт к постепенному нарастанию длины волны λ света, пропорционально пройденному светом пути L . Ведь ускорение a r звёзд постепенно меняет их лучевую скорость. Соответственно, скорость испущенного ими света будет в каждый последующий момент времени меньше, чем в предыдущий, на величину убавки скорости звёзд. Поэтому, волновые фронты, испущенные в разные моменты и имеющие разные скорости, будут всё более расходиться, наращивая, по эффекту Ритца, длину волны λ'=λ(1+ La r/c 2), что при условии a r=cH опять же переходит в хаббловский закон красного смещения λ'=λ(1+ LH/c ).