Максим Филипповский - Генезис. Небо и Земля. Том 1. История

В 1919 году Артур Стэнли Эддингтон возглавил экспедицию на остров Принсипи в Гвинейском заливе, в экваториальной Африке. 29 мая должно было произойти полное солнечное затмение. Королевский астроном Великобритании сэр Фрэнк Дайсон указал, что именно это полное затмение Солнца произойдет перед очень плотным скоплением звезд, называемым Гиадами. Во время полного солнечного затмения команда Эддингтона сфотографировала затмеваемое Солнце и звезды рядом с ним. Он хотел увидеть, насколько сила тяжести Солнца искривляет свет этих звезд. Сделав снимок Солнца, он также запечатлел расположение звезд в Гиадах, в то время как свет от этих звезд проходил близко к огромной гравитации Солнца. Преимущество фотографирования во время полного затмения состояло в том, что яркость Солнца не размывала слабое изображение звезд. Шесть месяцев спустя, ночью, когда Солнце не гнуло свет от звезд, Эддингтон снова сфотографировал Гиады. И он обнаружил, с плохой точностью, которая была доступна в те дни, что свет далеких звезд на Гиадах был слегка согнут гравитацией Солнца. Когда он сравнил две фотографии звезд в Гиадах (с солнечным затмением и без него), была небольшая разница в их положении. Эддингтон пытался измерить сдвиг в положении этих звезд, эквивалентный диаметру лампочки на расстоянии около 12 километров. Они пытались измерить расстояние на фотопластинках размером в сотую миллиметра. Но ученые того времени говорили, что они могут измерить какое-то изменение видимого положения звезд, и после этого мир провозгласил Эйнштейна гением.

Квантовое туннелирование – это способность частиц проникать за энергетический барьер, величина которого превышает энергию этих частиц. Туннельный эффект – явление исключительно квантовой природы, невозможное в классической механике и даже полностью противоречащее ей. Аналогом туннельного эффекта в волновой оптике может служить проникновение световой волны внутрь отражающей среды (на расстояния порядка длины световой волны) в условиях, когда, с точки зрения геометрической оптики, происходит полное внутреннее отражение. Явление туннелирования лежит в основе многих важных процессов в атомной и молекулярной физике, в физике атомного ядра, твёрдого тела и т. д.

Теория эфира Лоренца (ТЭЛ) уходит своими корнями в «теорию электронов» Лоренца, которая была последней точкой в разработке теорий классического эфира в конце XIX – начале XX века. Изначально теория Лоренца была создана между 1892 и 1895 одами и базировалась на гипотезе о полностью неподвижном эфире. Она объясняла неудачи попыток обнаружения движения относительно эфира в первом порядке v/c, введя вспомогательную переменную «локальное время» для объединения покоящихся и движущихся в эфире систем. Дополнительно отрицательный результат опыта Майкельсона в 1892 года привел к гипотезе сокращения Лоренца. Однако остальные эксперименты также дали отрицательный результат, и (под руководством принципа относительности Пуанкаре) в 1899, 1904 годах Лоренц пытался расширить свою теорию до всех порядков v/c, введя Преобразования Лоренца. Он также полагал, что неэлектромагнитные силы (если они существуют) преобразуются так же, как электромагнитные. Лоренц ошибся в формуле для плотности заряда и тока, поэтому его теория не исключала в полной мере возможность обнаружения эфира. В итоге в 1905 году Пуанкаре исправил ошибки Лоренца и включил в теорию неэлектромагнитные силы, в том числе гравитацию. Многие аспекты теории Лоренца вошли в специальную теорию относительности (СТО) в работах Эйнштейна и Минковского. Сегодня ТЭЛ часто трактуется как некий вид «лоренц» -интерпретации специальной теории относительности. Введение сокращения длин и замедления времени в «привилегированной» системе отсчета, которая играет роль неподвижного эфира Лоренца, ведет к полным преобразованиям Лоренца (например, теория Робертсона-Мансури-Секла). Так как в обеих теориях присутствует одинаковый математический формализм, то нет возможности экспериментально различить ТЭЛ и СТО. Но так как в ТЭЛ предполагается существование необнаружимого эфира, а справедливость принципа относительности представляется лишь совпадением, то в целом предпочтение отдается СТО.

Рассуждение Лафлина, лауреата Нобелевской премии по физике об эфире в современной теоретической физике: «Парадоксально, что самая творческая работа Эйнштейна, общая теория относительности, должна была сводиться к концептуализации пространства как среды, когда его первоначальная предпосылка [в специальной теории относительности] состояла в том, что такой среды не существует [..] Слово «эфир» имеет крайне отрицательные коннотации в теоретической физике из-за его прошлой ассоциации с оппозицией теории относительности. Это печально, потому что, лишенный этих коннотаций, он довольно хорошо отражает то, как большинство физиков на самом деле думают о вакууме… Теория относительности фактически ничего не говорит о существовании или несуществовании материи, пронизывающей вселенную, только то, что любая такая материя должна иметь релятивистскую симметрию.] Оказывается, такая материя существует. Примерно в то время, когда теория относительности была принята, исследования радиоактивности начали показывать, что пустой вакуум пространства имеет спектроскопическую структуру, подобную структуре обычных квантовых твердых тел и жидкостей. Последующие исследования на больших ускорителях частиц привели нас к пониманию того, что пространство больше похоже на кусок оконного стекла, чем на идеальную ньютоновскую пустоту. Он заполнен «веществом», которое обычно прозрачно, но может быть сделано видимым, ударив его достаточно сильно, чтобы выбить часть…». На самом деле пустое пространство не имеет координат и измеряется лишь объектами в нем пребывающими от проточастиц, к примеру, до структуры видимой Вселенной. Поэтому аспект материализации смысла состоит в наборе непротиворечивых компонентов описания мира.

Эта теория была одной из первых успешных теорий, положивших начало геометрической интерпретации калибровочных полей, а именно единственного хорошо известного на момент её создания, кроме гравитации, электромагнитного поля. Также считается первой успешной теорией объединения, которая, хотя и не привела к экспериментально подтверждённым открытиям, но была внутренне непротиворечивой и идейно содержательной теорией, не противоречащей эксперименту. Применение и определённое развитие теория Калуцы – Клейна получила позже, в частности, в теории струн.