Текст книги "Этот «цифровой» физический мир"

Автор книги: Андрей Гришаев

сообщить о нарушении

Текущая страница: 4 (всего у книги 31 страниц)

1.10. Почему пропадала радиосвязь с АМС на первых подлётах к Венере и Марсу?

Пока космические аппараты совершали полёты в пределах области земного тяготения, их траектории и манёвры рассчитывались, с приемлемой точностью, в геоцентрической системе отсчёта, а для допплеровских сдвигов несущей, при радиосвязи с ними, неплохо работала формула (1.8.1). Но это идиллическое согласие между традиционным теоретическим подходом и практикой рухнуло при первых же межпланетных полётах.

Как уже отмечалось выше (1.6), для корректного управления полётом, при расчётах тяги и расхода топлива требуется знать «истинную» скорость космического аппарата. Достоверно известно, что, в околоземном пространстве, этой скоростью является ГЕОцентрическая скорость. Не менее достоверно известно, что, в межпланетном пространстве, этой скоростью является ГЕЛИОцентрическая скорость – попробуйте иначе рассчитывать корректирующие манёвры, и аппарат улетит не туда, куда хотелось бы. Совершенно ясно, что на некотором удалении от Земли существует буферный слой, при переходе сквозь который ГЕОцентрическая скорость аппарата заменяется на ГЕЛИОцентрическую. О подробностях того, что происходит в этом слое, официальная наука говорить избегает. Видите ли: согласно закону всемирного тяготения, земное и солнечное тяготения действуют везде, складываясь друг с другом, но задача о движении пробного тела под действием притяжения всего-то к двум силовым центрам уже не имеет аналитического решения. Ой, неспроста это! Но математики выкрутились: изобрели способ рассчитывать траекторию аппарата методом численного интегрирования. Берут они исходное положение и исходный вектор скорости аппарата, учитывают ускорение, которое сообщают ему «силовые центры», и получают приращения положения и вектора скорости, приобретаемые в течение короткого промежутка времени – шага численного интегрирования. Таким образом рассчитывают малый отрезочек траектории, затем – следующий, и так далее. Здесь-то и кроется момент истины – с текущим вектором истинной скорости. Если вот тут он – ещё геоцентрический, а вон там – уже гелиоцентрический, то каков он в буферном слое? Не может ведь он быть на 70% геоцентрическим, а на 30% – гелиоцентрическим! Теоретики и тут выкрутились. Вместо того, чтобы честно сказать, что существует довольно резко выраженная граница, при переходе которой «истинная» скорость аппарата скачком изменяет систему для своего отсчёта, они ввели в обиход понятие сферы действия. Так, «сфера действия Земли относительно Солнца» – это область околоземного пространства, в которой, при расчёте свободного движения пробного тела, следует учитывать только земное тяготение, а солнечным тяготением следует полностью пренебречь; за пределами же этой области, наоборот, следует пренебрегать земным тяготением, ибо там полностью доминирует солнечное тяготение... Да разве это не принцип унитарного действия тяготения (1.5,1.6) в чистом виде? «Нет-нет, – пытаются уверить нас, – это всего лишь формальный приём, ради удобства вычисления траектории». Так, читаем у Левантовского: «При переходе космического аппарата через границу сферы действия приходится переходить от одного центрального поля тяготения к другому. В каждом поле тяготения движение рассматривается, естественно, как кеплерово, т.е. как происходящее по какому-либо из конических сечений – эллипсу, параболе или гиперболе, причём на границе сферы действия траектории по определённым правилам сопрягаются, «склеиваются»… [Л1]. Специалистам отлично известны эти нехитрые «правила сопряжения», по которым одна кеплерова траектория в первой системе отсчёта скачкообразно переходит в другую кеплерову траекторию во второй системе отсчёта. Так, читаем дальше: «Единственный смысл понятия сферы действия заключается именно в границе разделения двух кеплеровых траекторий» [Л1]. Тут, впрочем, не сказано о двух системах отсчёта. Но это и так ясно: если в одной системе отсчёта движение аппарата – кеплерово, то в другой системе отсчёта, движущейся относительно первой с космической скоростью, то же самое движение аппарата – совсем не кеплерово. Значит, две различные кеплеровы траектории сшиваются лишь через скачкообразный физический переход из одной системы отсчёта в другую. Самое интересное, что именно через этот ломаный скачок, т.е. в вопиющем противоречии с законом всемирного тяготения, полёт аппарата рассчитывается ПРАВИЛЬНО!

У того же Левантовского [Л1] доходчиво изложено, как делать этот правильный расчёт скачка «истинной» скорости аппарата. Пусть аппарат выведен на т.н. гомановскую траекторию полёта к планете-цели – наиболее энергетически выгодную. Такая траектория представляет собой, упрощённо, половину околосолнечного эллипса, перигелий и афелий которого касаются орбит Земли и планеты-цели. Если планета-цель более удалёна от Солнца, чем Земля, то, при подлёте к планете, гелиоцентрическая скорость аппарата меньше орбитальной скорости планеты. В этом случае переход границы области планетарного тяготения возможен лишь через её переднюю полусферу: планета догоняет аппарат. Чтобы найти вектор начальной скорости аппарата в планетоцентрической системе сразу после его входа в область тяготения планеты, следует из вектора скорости аппарата в гелиоцентрической системе вычесть вектор скорости орбитального движения планеты. Например, если Марс, орбитальная скорость которого равна 24 км/с, догоняет аппарат, движущийся в том же направлении со скоростью 20 км/с, то начальная скорость аппарата внутри области тяготения Марса будет равна 4 км/с и направлена противоположно вектору орбитальной скорости Марса. Таким образом, скачок модуля локально-абсолютной скорости (1.6) аппарата составит 16 км/с. Всё происходит аналогично и при влёте в область тяготения более близкой к Солнцу планеты, чем Земля – с той лишь разницей, что в этом случае переход границы происходит через её заднюю полусферу, поскольку здесь гелиоцентрическая скорость аппарата больше, чем орбитальная скорость планеты.

Теперь заметим, что скачок локально-абсолютной скорости аппарата (на десятки километров в секунду!) должен, согласно (1.8.2), вызвать скачок допплеровского сдвига несущей при радиосвязи с аппаратом – а ведь при узкополосности трактов у систем дальней космической связи, такой скачок выведет несущую далеко за пределы текущей рабочей полосы, и связь прервётся. Факты свидетельствуют о том, что именно по такому сценарию терялась связь с советскими и американскими автоматическими межпланетными станциями на всех первых подлётах к Венере и Марсу.

Из открытых источников (см., например, [ВЕБ1-ВЕБ3]) известно, что история первых запусков космических аппаратов к Венере и Марсу – это почти сплошная череда неудач: взрывов, «не выходов» на расчётную траекторию, аварий, отказов различных бортовых систем… Поступали так: в очередное «окно» во времени, благоприятное для запуска, космические аппараты запускали пачками – в надежде, что хотя бы один из них выполнит запланированную программу. Но и это мало помогало. Открытые источники умалчивают о том, что, на подступах к планете-цели, аппарат подстерегала непонятная беда: радиосвязь с ним терялась, и он «пропадал без вести».

Вот несколько примеров. В 1965 г., 12 ноября к «утренней звезде» была запущена межпланетная автоматическая станция «Венера-2», а 16 ноября, вдогонку – «Венера-3». Перед сближением с планетой связь с «Венерой-2» была потеряна. По расчётам, станция прошла 27 февраля 1966 г. на расстоянии 24 тыс. км от Венеры. Что касается «Венеры-3», то 1 марта 1966 г. её спускаемый аппарат впервые достиг поверхности планеты. Однако, в сообщении ТАСС умолчали о том, что и с этой станцией связь была потеряна на подлёте к планете [ВЕБ2]. А вот каким было начало «марсианской гонки». Межпланетная автоматическая станция «Марс-1»: запуск 01 ноября 1962 г., связь потеряна 21 марта 1963 г. Межпланетная автоматическая станция «Зонд-2»: запуск 30 ноября 1964 г., связь потеряна 5 мая 1965 г. Аналогичные вещи происходили и с американскими космическими аппаратами, причём один случай заслуживает особого внимания: «В июле 1969 г., когда «Маринер-7» достиг злополучного района космоса, где предыдущие аппараты пропали без вести, связь с ним была потеряна на несколько часов. После восстановления связи, к недоумению руководителей полёта, …его скорость в полтора раза превышала расчётную» [ВЕБ3]. Ясно, что восстановление связи произошло не само собой, а в результате удачной компенсации изменившегося допплеровского сдвига – поскольку именно по допплеровскому сдвигу судили о скорости аппарата. Лишь после того как научились, таким образом, восстанавливать пропадающую радиосвязь, один за другим посыпались успехи в межпланетной космонавтике.

Поскольку феномен скачков допплеровского сдвига, при пересечении аппаратом границы планетарного тяготения, совершенно не вписался в официальную теоретическую доктрину, представители официальной науки пытались замолчать этот феномен. Но – тщетно! Слишком широко известно, что на первых подлётах к Венере и Марсу пропадала связь с аппаратами. Мне лично доводилось беседовать со специалистами, которые, будучи верны научному долгу, до последнего отбрёхивались насчёт того, что связь, мол, пропадала вовсе не из-за каких-то там «скачков», а из-за того, что у аппаратов «сдыхало оборудование». Тогда спрашивается: почему различное оборудование у всех первых аппаратов «сдыхало» на одном и том же удалении от планеты? И почему впоследствии, как по мановению волшебной палочки, оно перестало «сдыхать» вовсе? Ответов на эти простые вопросы специалисты до сих пор не выработали.

А посему примем к сведению эти убийственные для релятивизма опытные факты – скачок «истинной» скорости космического аппарата при переходе через границу области планетарного тяготения, а также результирующее пропадание радиосвязи с аппаратом, которую можно восстановить с помощью вполне определённого сдвига несущей.

Кстати, у нас поначалу вызывал недоумение вопрос о том, почему же связь с аппаратами не терялась ещё на их вылете за границу земного тяготения. А разгадка, по-видимому, проста. Чтобы отправить аппарат по гомановской траектории (см. выше), нужно вывести его из области земного тяготения таким образом, чтобы его гелиоцентрическая скорость оказалась на требуемую величину больше, чем 30 км/с – для полёта к внешней планете, или, соответственно, меньше – для полёта к внутренней планете. Причём, пересечение границы земного тяготения желательно производить – опять же, из энергетических соображений – под острым углом, почти по касательной к этой границе. Совмещая эти требования, пересечение границы производили на одном из двух её участков – либо на ближайшем к Солнцу, либо на наиболее удалённом. При этом, несмотря на значительный (около 30 км/с) скачок локально-абсолютной скорости аппарата при пересечении границы, было совсем незначительно изменение проекции этой скорости на прямую «Земля-станция» – а, значит, согласно (1.8.2), было незначительно и соответствующее изменение допплеровского сдвига. Конечно, при влёте аппарата в область тяготения планеты-цели, ситуация была совершенно иная.

В продолжение этой сюжетной линии можно упомянуть ещё про т.н. гравитационные манёвры, с помощью которых изменяют параметры гелиоцентрической траектории космического аппарата – при пролёте его сквозь область действия тяготения той или иной планеты. Подобные гравитационные манёвры преподносят публике как высший космический пилотаж. Мы этого не отрицаем; мы только добавляем, что такой пилотаж стал возможен после того, как специалисты научились правильно отрабатывать вышеописанные пограничные эффекты.

1.11. Ещё один пограничный эффект: годичная аберрация света от звёзд.

Аберрационные смещения видимых положений звёзд были открыты Брэдли в 18 веке. Обнаружилось, что, с периодом в один год, звёзды выписывают на небесной сфере эллипсы, вытянутые тем больше, чем меньше угол между направлением на звезду и плоскостью земной орбиты. Было ясно, что это явление как-то связано с орбитальным движением Земли, причём, по двум главным причинам, это явление не сводилось к годичному параллаксу. Во-первых, параллактический сдвиг далёких объектов происходит в сторону, противоположную смещению наблюдателя – тогда как годичные аберрационные сдвиги сонаправлены с вектором орбитальной скорости Земли. Во-вторых, параллактические сдвиги тем меньше, чем больше расстояние до объекта – тогда как большая полуось эллипсов годичной аберрации одинакова для всех звёзд: в угловой мере, она примерно равна отношению орбитальной скорости Земли к скорости света.

Годичная аберрация легко объяснялась на основе ньютоновых представлений о световых корпускулах. Объяснение же её с позиций представлений о свете, как о волнах в эфире, было довольно-таки проблематичным. В самом деле, наземные оптические опыты, например, опыт Майкельсона-Морли, показывали, что околоземный эфир вместе с Землёй участвует в её орбитальном движении. Как же тогда околоземный эфир без всяких турбулентностей продирается сквозь межпланетный эфир? Стокс показал, что эта проблема, по линии гидродинамики, устранялась бы, если плотность эфира у поверхности Земли была бы на несколько порядков больше, чем в межпланетном пространстве. Но известно, что скорость света у поверхности Земли и в межпланетном пространстве – практически одинакова, а ведь свет считался волнами упругих деформаций в эфире! Немыслимо, чтобы, при изменении плотности среды на несколько порядков, не изменялась бы скорость упругих волн в этой среде! Наконец, Эйнштейн упразднил эфир и, следуя логике относительных скоростей, заявил, что угол аберрации зависит от относительной тангенциальной скорости излучателя и наблюдателя [Э2].

Это заявление, как оказалось, отнюдь не согласуется с экспериментальными фактами. Так, визуально-двойные звёзды имеют заведомо различные тангенциальные скорости относительно земного наблюдателя – но они испытывают такие же аберрационные сдвиги, как и одинарные звёзды, причём эти сдвиги у двойных звёзд одинаковы не только по величине, но и по направлению. Концепция относительных скоростей, с очевидностью, не работает: годичная аберрация звезд зависит лишь от годичного движения наблюдателя! До сих пор релятивисты делают вид, что проблемы не существует – хотя, фактически, у них отсутствует понимание одного из ключевых явлений в оптике движущихся тел.

Между тем, это явление находит естественное объяснение на основе нашей модели, согласно которой частотные склоны играют роль той самой «небесной тверди», относительно которой локально фиксирована фазовая скорость света в вакууме. Т.е., эта скорость является фундаментальной константой лишь в локально-абсолютном смысле. Например, пока свет движется в пределах области планетарного тяготения, его скорость равна c только в планетоцентрической системе отсчёта. А в гелиоцентрической системе отсчёта она векторно складывается с гелиоцентрической скоростью планеты. Наоборот, по межпланетному простору свет движется со скоростью c только в гелиоцентрической системе отсчёта – для скорости же его относительно какой-либо планеты, следует, опять же, делать соответствующий векторный пересчёт. Заметим, что эти пересчёты следует делать не по релятивистскому закону сложения скоростей, а по классическому!

Согласно этой логике, свет от далёкой звезды, прошедший сквозь границу области земного тяготения, «игнорирует» тот факт, что эта область движется по межпланетному пространству. Свет движется по этой области со скоростью c – причём, направление движения определяется простым правилом: свет продолжает двигаться в том направлении, в котором он пересёк границу. А это направление, т.е. угол влёта, определяется классической комбинацией вектора орбитальной скорости области земного тяготения и вектора скорости света на подлёте к границе. В частном случае, когда эти векторы ортогональны, отношение их модулей даёт тангенс угла годичной аберрации – одной из фундаментальных констант в астрономии.

Таким образом, феномен годичной аберрации находит элементарное объяснение как пограничный эффект, происходящий при переходе светом от звёзд границы области земного тяготения – с переключением вектора скорости света на новую локально-абсолютную привязку. Единым махом объясняются особенности годичной аберрации, которые до сих пор не удалось объяснить на основе концепции относительных скоростей. Во-первых, это одинаковость больших полуосей эллипсов годичной аберрации для всех звёзд, независимо от их других собственных движений по небесной сфере. Во-вторых, это результат проверки того, не происходит ли аберрационный «излом» движения света на телескопе, с помощью которого ведутся наблюдения. Для этой проверки Эйри заполнил телескоп водой. Скорость света в воде примерно в полтора раза меньше, чем в воздухе. Если бы «излом» происходил на телескопе, то отношение скорости движения телескопа к скорости света в нём дало бы в полтора раза больший аберрационный эффект. Однако, эффект остался прежним – значит, в телескоп попадает свет, уже испытавший аберрационное отклонение где-то выше. Наконец, в-третьих, это своеобразная селективность действия феномена: годичная аберрация наблюдается для объектов, находящихся за пределами области земного тяготения – но не наблюдается для объектов, находящихся внутри этой области, например, для Луны и искусственных спутников Земли.

Как можно видеть, вновь выглядит предпочтительнее логика «цифрового» мира – в котором есть место для «эфира». Следует только не забывать, что «эфир», о котором говорим мы, это реальность не физическая, а надфизическая: это программные предписания. Поэтому, при движении планетарного «эфира» сквозь межпланетный «эфир», не возникает проблем ни по линии гидродинамики, ни по линии наложения этих «эфиров» друг на друга. Программные предписания таковы, что планетарный и межпланетный «эфиры», так сказать, не смешиваются, а граница между ними сохраняет первозданную резкость.

1.12. Квадратичный эффект Допплера в модели локально-абсолютных скоростей.

Согласно СТО, величина квадратичного эффекта Допплера есть

где f – частота излучения, V – скорость излучателя в системе отсчёта приёмника. Этот эффект ещё называют поперечным эффектом Допплера, поскольку он имеет место даже при движении излучателя, ортогональном к линии «излучатель-приёмник». Но термин «поперечный эффект Допплера», на наш взгляд, неудачен, поскольку эффект имеет место и при удалении-приближении излучателя.

Поскольку, согласно СТО, причиной квадратичного эффекта Допплера считается релятивистское замедление времени у движущегося объекта, то здесь со всей остротой возникает проблема: теория, построенная на относительных скоростях, оказывается бессильна ответить на вопрос о том, какой из двух рассматриваемых объектов движется, а какой покоится. Простейший пример: два космических аппарата обмениваются радиосигналами. В системе отсчёта первого аппарата, со скоростью V движется второй из них, значит, и «время замедляется» на втором – т.е. частота, принимаемая на первом аппарате, окажется уменьшена. Но в системе отсчёта второго аппарата, со скоростью V движется первый из них, значит, и «время замедляется» на первом – т.е. частота, принимаемая на нём, окажется увеличена. Это – пример внутреннего противоречия СТО, которое называется «парадоксом близнецов» (или «парадоксом часов»). Сей парадокс убил несколько поколений мыслителей, которым вдалбливали, что квадратичный эффект Допплера наблюдается на опыте в полном согласии с предсказаниями СТО. В действительности, этого согласия нет. Первые же эксперименты с транспортируемыми атомными часами (1.13) показали, что результаты их сличений, после действия «релятивистского замедления времени», принципиально однозначны – в полном согласии со здравым смыслом. Более того, эти результаты оказалось невозможно объяснить на основе концепции относительных скоростей. Для правильного расчёта, пришлось учитывать индивидуальные замедления хода у лабораторных и у транспортируемых часов, а затем брать соответствующую разность интервалов времени, отсчитанных теми и другими часами.

Такое положение дел легко и естественно следует из концепции локально-абсолютных скоростей (1.6). Согласно этой концепции, квадратичный эффект Допплера обусловлен отнюдь не «замедлением времени», а, по логике «цифрового мира», уменьшением частот квантовых пульсаций у движущихся частиц вещества – и, соответственно, сдвигами вниз квантовых уровней энергии в движущихся физических телах, только движение здесь следует понимать в локально-абсолютном смысле. Квадратично-допплеровские сдвиги квантовых уровней описываются формулой, аналогичной (1.12.1), а именно:

но роль V здесь играет локально-абсолютная скорость. Таким образом, квадратично-допплеровские сдвиги (1.12.2) квантовых уровней энергии в движущемся физическом теле являются объективным физическим признаком того, что тело движется с локально-абсолютной скоростью, равной V.

К вопросу о происхождении квадратично-допплеровских сдвигов (1.12.2), которые являются элементарным следствием закона сохранения энергии, мы вернёмся в 4.7. Сейчас же мы расскажем об экспериментах, в которых квадратичный эффект Допплера однозначно свидетельствует о несостоятельности концепции относительных скоростей и о справедливости концепции локально-абсолютных скоростей. Собственно, об одном из таких экспериментов – [Ч1], с использованием эффекта Мёссбауэра – мы уже рассказали в пункте 1.7; в этом эксперименте излучатель и приёмник двигались на лабораторном столе. Теперь расскажем об экспериментах, в которых использовались глобальные транспортировки атомных часов.