Скорость света в одном направлении относительно поверхности Земли
Эйнштейновская синхронизация часов основывается на произвольном, как было отмечено Эйнштейном [1], допущении о равенстве скорости света в противоположных направлениях и на экспериментальных данных о постоянстве средней скорости света на пути «туда и обратно».
Все ранее проведенные эксперименты по измерению скорости света осуществлялись путем ее измерения с помощью одних-единственных часов по удвоенному расстоянию между приемопередающим устройством и отражающим зеркалом и по времени распространения сигнала на пути к зеркалу и обратно.
Пуанкаре, Рейхенбах, Тяпкин, Бриллюэн [2 .5] и многие другие отмечали, что только измерение скорости света путем использования пары предварительно синхронизированных в точках А и В пространства часов дало бы скорость света в одном направлении – из точки А в точку В. Все остальные методы, включая даже, как показал Карлов [4], метод астрономических наблюдений, использованный Ремером (см. статью «Олаф Ремер и скорость света»), дают среднее значение скорости света в противоположных направлениях.
Однако для синхронизации двух пространственно разнесенных часов необходимо знать ту самую скорость света в направлении от точки A к точке B, которую и необходимо измерить.
Рассматривая эйнштейновский метод синхронизации, Бриллюэн [5] писал: «Это правило является произвольным и даже метафизическим. Его нельзя доказать или опровергнуть экспериментально; оно утверждает, что сигналы, распространяющиеся с востока на запад и с запада на восток, имеют равные скорости, тогда как опыт Майкельсона (см. электронную версию книги Бернард Джеффа «Майкельсон и скорость света») позволяет измерить только среднее арифметическое этих двух скоростей. Очевидно, что мы имеем здесь дело с неожиданной и непроверяемой гипотезой».
То, что эта гипотеза непроверяемая в строго инерциальных системах отсчета, по-видимому, следует считать верным. Верно и то, что, разместив, к примеру, одни часы на западе Москвы, а другие на востоке этого города, нельзя измерить скорость света с запада на восток Москвы без предварительной синхронизации часов.
Но следует ли из этого, что скорость света с запада на восток (или наоборот) нельзя измерить вообще?
То, что такое измерение возможно, и оно не требует предварительной синхронизации двух пространственно разнесенных часов, показывают следующие рассуждения.
Представим себе, что вблизи города Кито на самом экваторе установлен коротковолновый радиолокатор, отправляющий узконаправленный сигнал в восточном направлении. Представим себе также, что по всей линии экватора установлено множество отражателей таким образом, что любые соседние отражатели находятся на расстоянии прямой видимости друг от друга. Пусть отражатели таким образом отклоняют излученный в Кито радиолокационный сигнал, что он, распространяясь по ломаной линии вблизи поверхности Земли, обходит Землю по экватору и возвращается к радиолокатору Кито с западной стороны.
Зная длину ломаной, по которой распространяется радиолокационный сигнал, и время, которое потребовалось сигналу для того, чтобы обойти Землю, оператор РЛС может рассчитать скорость распространения сигнала, огибающего Землю с востока на запад или в обратном направлении. То, что эти скорости будут разные и отличные от постоянной с, показывают следующие рассуждения.
Немного больше о технологиях >>>
Обобщенный принцип наименьшего действия
Введены
континуально многозначные функции, позволяющие адекватно описывать физические
задачи. Показано их отличие от разрывных функций. Сформулирована и решена
вариационная задача для функционалов с разрывным интегрантом, зависящих от
линейных интегральных операторов, действующ ...
Молекулы-русалки
Эта история начинается с
одного из многочисленных увлечений Бенджамина Франклина, выдающегося
американского ученого и респектабельного дипломата. Будучи в 1774 году в
Европе, где он улаживал очередной конфликт между Англией и Североамериканскими
Штатами, Франклин в свободное вр ...
