سرعة الضوء: حل بسيط لجدل قديم

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

مقال عن التناقض المذهل للفيزياء الحديثة: لأكثر من مائة عام ، استمرت المواجهة بين مؤيدي ومعارضي الأطروحة حول ثبات سرعة الضوء. في خضم النزاع ، أخطأ الطرفان "تافه" واحدة.

تاريخ هذا النزاع مثير للفضول من نواح كثيرة. ألبرت أينشتاين ، الذي أثبت صحة فرضية ثبات سرعة الضوء ، ووالتر ريتز ، الذي يدحض هذا الافتراض في نظريته "الباليستية" ، درسوا معًا في زيورخ بوليتكنيك. لتلخيص جوهر القضية ، جادل أينشتاين بأن سرعة الضوء لا تعتمد على سرعة حركة مصدره ، وريتز - أن هذه السرعات تتلخص ، مما يعني أن سرعة الضوء في الفراغ يمكن أن تتغير. يبدو أن وجهة نظر أينشتاين قد انتصرت أخيرًا ، لكنها تراكمت تدريجيًا البيانات من عمليات رصد الفضاء ورادار الفضاء ، والتي دحضها الافتراض الرئيسي لـ SRT بشكل حاسم ، ويكتسب معسكر مؤيدي وجهة نظر والتر ريتز زخمًا.

إذا كان هناك دليل مقنع للغاية من جانبين متعارضين ، فإن الشك ينشأ بوجود خطأ منهجي. أصبحت مهتمًا بهذا الموقف المتناقض ولاحظت نمطًا واحدًا بسيطًا. ولكن قبل الخوض في صلب الموضوع ، دعنا نحدد مفهومين بسيطين. أولاً ، يمكننا أن نلاحظ الضوء مباشرة من مصدر الإشعاع ، على سبيل المثال ، عندما ننظر إلى اللولب المتوهج للمصباح الكهربائي. ثانيًا: يمكننا أن نرى التدفق الضوئي الذي غير اتجاهه في الطريق من المصدر إلى المستقبل. إن ظواهر الانعكاس والانكسار والتشتت معروفة ؛ شائعة في هذه الظواهر - تلتقي الفوتونات بعائق معين وتغير اتجاهها. دعونا نوحد هذه العقبات بشكل مشروط بالمفهوم العام - REFLECTOR.

هناك فرق جوهري بين المصدر المباشر للإشعاع والعاكس. الأول يخلق مرحلتين متماثلتين ومعاكستين للموجة ، والثاني يؤثر بشكل غير متماثل على الموجة الموجودة بالفعل.

لذلك ، فإن جميع البيانات التجريبية التي تثبت ثبات سرعة الضوء تعتمد على حركة مصادر الإشعاع مباشرة. بشكل مطلق ، تستند جميع بيانات المراقبة التي تثبت عدم ثبات سرعة الضوء إلى حركة العاكسات.

هذا يعني أنه إذا تحرك المصدر نفسه ، فإن سرعة إشعاعه لا تعتمد على حركة الأخير وفي الفراغ دائمًا تتوافق مع ثابت ، ولكن إذا تحرك العاكس ، تضاف سرعته إلى سرعة الموجة المنعكسة.

يمكن رؤية بعض التشابه مع هذا الموقف في المثال التالي. يمكن للاعب التنس الذي يتدرب بمدفع تنس ، أن يرتد الكرة ، إما أن يوقفها أو ، على العكس من ذلك ، يزيد من سرعتها أكثر. في الوقت نفسه ، يظل معدل تغذية البندقية دون تغيير.

لكي لا تكون بلا أساس ، سأستشهد بإيجاز بحجج كلا الطرفين المتحاربين. إذا اعتبرناهم جميعًا بالتفصيل ، فسيتضح أن المقالة طويلة جدًا ، لكن هذا ليس ضروريًا. هذه المشكلة واسعة للغاية ومتعددة الاستخدامات مقدمة على موقع سيرجي سيميكوف "نظرية ريتز البالستية (APC)"

المواد المعروضة أدناه مأخوذة من هذا الموقع.

البيانات التجريبية لداعمي STO

تكونت تجربة ماجورانا في قياس تحول هامش التداخل في مقياس تداخل ميكلسون بأذرع غير متوازنة عند استبدال مصدر ضوء ثابت بمصدر متحرك - يتحرك مصدر الإشعاع مباشرة ، بينما كانت العواكس ثابتة.

في تجربة Bonch-Bruevich ، كانت مصادر الضوء هي الحواف المعاكسة للقرص الشمسي ، والفرق في سرعتها ، بسبب دوران الشمس ، حوالي 3.5 كم / ثانية. أخذ الفرق بين الأوقات المقاسة قيمًا موجبة وسالبة وكان أعلى بعدة مرات من القيمة الموضحة أعلاه ، والتي كانت بسبب التقلبات في الغلاف الجوي ، واهتزاز المرايا ، وما إلى ذلك. أعطت المعالجة الإحصائية لقياسات 1727 فرقًا متوسطًا (1، 4 ± 3، 5) · 10-12 ثانية ، والتي تؤكد ، ضمن الخطأ التجريبي ، استقلالية سرعة الضوء عن سرعة المصدر. يتشتت الضوء في الطبقات العليا من الشمس بواسطة جسيمات مشحونة ذات طاقات عالية ، وسرعتها لا يمكن مقارنتها بسرعة دوران النجم - هذه التجربة ببساطة "غارقة" في الخطأ الإحصائي.

تجربة بابكوك وبيرجمان - بقيت العاكسات والمصدر ثابتًا ، ولم يكن للنوافذ الزجاجية الرقيقة أي تأثير عمليًا على الموجة الضوئية.

تجربة نيلسون - قياس زمن طيران γ-quanta المنبعثة من نوى متحركة وثابتة - انتقلت مباشرة إلى مصدر الشفاء.

تم نقل تجربة Sade - إنتاج γ-quanta عن طريق إبادة البوزيترون مع إلكترون أثناء الطيران - مباشرة بواسطة مصدر الإشعاع.

تجربة Leway and Weil - الإلكترونات التي تنبعث منها أشعة الشمس كانت لها سرعة مماثلة لسرعة الضوء - انتقل مصدر الإشعاع مباشرة.

بيانات المراقبة الخاصة بمعارضين STO

بادئ ذي بدء ، أود أن أشير إلى أنه عند مراقبة الأجسام الفضائية ، فإننا محرومون عمليًا من فرصة رؤية الضوء مباشرة من مصادر الإشعاع. قبل الوصول إلينا ، مر كل فوتون بعملية طويلة من التشتت بواسطة الجسيمات المشحونة. لذا ، فإن الفوتون المولود في أحشاء نجمنا ، لكي يغادر حدوده ويطير إلى "الحرية" ، يستغرق حوالي مليون سنة. هذا هو السبب في أن تجربة Bonch-Bruyevich المذكورة أعلاه يصعب وصفها بأنها صحيحة.

من المعروف أن طريقة تحديد الموقع تتمثل في إرسال إشارة استقصاء واستقبالها المنعكس من الهدف. تم تسجيل حالات الشذوذ ضد SRT بشكل متكرر أثناء الرادار الفضائي لكوكب الزهرة ومدى الليزر على القمر.

يلاحظ علماء الفلك عكس كل النظريات حول المجرات الغريبة ذات الحواف الملتوية ، والتي لا يمكن أن توجد في الواقع.

نظرًا لأن الضوء يطير بسرعات مختلفة ، يتأخر من بعض المناطق ويصل مبكرًا من مناطق أخرى ، يبدو النجم أو المجرة ضبابية على طول مسار طيرانها. حالة مماثلة - يأتي الضوء في نفس الوقت من لحظات ونقاط مختلفة من المدار ، وفي نفس الوقت ، تظهر "أشباح" المجرة ، كما لو تم إعادة عرض الصورة.

تكشف التلسكوبات ومقاييس التداخل عالية الدقة عن استطالة شاذة للنجوم ، والتي لا يمكن تفسيرها حتى من خلال قوة طرد مركزي كبيرة. مثل هذا النجم ، وفقًا لحسابات علماء الفلك ، غير مستقر ويجب أن ينفجر على الفور.

اكتشفوا مدارات مطولة مثيرة للجدل للكواكب الخارجية القريبة من نجمهم (الكوكب HD 80606b). لكن القطع الناقص الممدود ليس كل شيء: بالنسبة للعديد من الكواكب الخارجية ، لا يتوافق الرسم البياني للسرعة القطرية بدقة مع المدار الإهليلجي! تنبأ عالم الفلك إي.فروندليش بهذا من نظرية ريتز في عام 1913.

بالنسبة للكواكب مثل WASP-18b و WASP-33b و HAT-P-23b و HAT-P-33b و HAT-P-36b ، والتي تكون قريبة جدًا من نجومها بحيث يجب أن تكون مداراتها مستديرة تمامًا ، فقد تبين أنها ممدود نحو الأرض … أدرك علماء الفلك أن مخططات سرعة دوبلر المستخدمة لحساب المدارات مشوهة ببعض التأثيرات ، مثل المد والجزر. قبل قرن من الزمان ، تم التنبؤ بهذه التشوهات وغيرها في نظرية ريتز الباليستية ، مع الأخذ في الاعتبار تأثير سرعة النجوم على سرعة الضوء.

كما ترى ، يتحرك البعض في المصادر فقط ، بينما يتحرك البعض الآخر - العاكسات فقط. لكن أنصار ريتز تمكنوا أخيرًا من إثبات صوابهم ، وإن كان غير مكتمل ، من خلال إجراء تجربة بسيطة يمكن فيها استخدام مرآة دوارة منحنية على شكل لولب لوغاريتمي كعاكس متحرك.

من بين العقبات المهمة التي تمنع المجتمع العلمي من التعرف على نظرية "الباليستية" ، في رأيي ، هو معامل الانكسار الشاذ للفوتونات التي تدحض SRT ، والذي ، كما تعلم ، يرتبط ارتباطًا مباشرًا بسرعة الضوء في وسط كثيف بصريًا. ، في هذه الحالة من الزجاج.في التلسكوب العادي ، سنكون قادرين على رؤية الضوء ، الذي تختلف سرعته اختلافًا طفيفًا عن الثابت ، ولن تقع بقية الأشعة ببساطة في مجال الرؤية. لذلك ، من أجل سرعة أو أبطأ ، تحتاج إلى تلسكوبات خاصة - "لبُعد النظر" و "لقصر النظر".

لم يُظهر العالم الإيطالي روجيرو سانتيلي "قصر النظر" في البحث العلمي وصنع تلسكوبًا به عدسات مقعرة ، حيث من المستحيل من حيث المبدأ ، وفقًا لقوانين البصريات ، رؤية شيء محدد. ومع ذلك فقد كان قادرًا على اكتشاف الأجسام الغريبة غير المرئية من خلال تلسكوبات جاليليو العادية ذات العدسات المحدبة.

والأكثر إثارة للفضول ، أن الصور التي التقطتها سانتيلي لها أوجه تشابه مع بعض صور المجرات الملتقطة من خلال تلسكوب تقليدي. تحتوي هذه الصور على "أشباح" ، أي متداخلة عند نقاط مختلفة من صور نفس الكائن. نظرًا للاختلافات في سرعة الضوء ، يمكننا ملاحظة نفس الجسم في نفس الوقت في مواضع مختلفة. تشبه الصورة التي التقطها روجيرو سانتيلي أيضًا سلسلة من "الأشباح".

من خلال زاوية انكسار الضوء الشاذ ، من السهل حساب سرعة هذه الأجسام الغامضة. في علم الفلك الراديوي ، لسوء الحظ ، سيكون من الصعب فصل الإشارات الفائقة اللمعان. على العموم ، هناك أمل في ظهور اتجاه جديد في علم الفلك الرصدي في المستقبل المنظور.

لكن ماذا عن محطة الخدمة؟ تسليمها إلى القمامة؟ لا ، ولكن يجب على المنظرين أن يفهموا أن نطاق هذه النظرية أضيق بكثير مما تصوروا - يجب مراجعة العديد من الجوانب والتخلي عن الكثير. وإن كان في المستقبل المنظور؟