Ефір або фізичний вакуум?
Юрій Обухів, Ігор Захарченко
Поняття про ефір виходить з глибокої давнини - в давньоарійське епоху воно відносилося до особливого стану матерії, що зветься «акаша» (п'ятий елемент матеріальної природи). Ось як поняття «акаша» висвітлено в трактаті С.Вівекананди «Раджа-йога»: «Це всюди знаходиться і все проникаюче щось. Все, що має форму, все, що представляє собою результат з'єднань, все розвинулося з цієї акаші. Акаша це те, що стало повітрям, рідинами, твердими тілами. Вона сама не може бути замечаема, так як настільки тонка, що знаходиться поза всіма звичайних сприймань і може бути видима тільки тоді, коли стане грубою, прийме форму. При творіння існує тільки ця Акаша; при кінці циклу тверді тіла, рідини і гази, все разложатся знову в акаші ».
Дві з половиною тисячі років тому стародавні греки підхопили і розвинули це поняття під ім'ям # 945; # 953; # 965; # 951; # 961; (Ефір, небо). У 1618г. французький філософ, фізик і математик Рене Декарт запропонував розглянути ефір в якості матеріального переносника світла. За його уявленням, світло є стисненням, що поширюється в ідеально пружною середовищі (ефірі), яка заповнює весь простір. З тих пір ідея ефіру міцно увійшла в науковий обіг, особливо в працях Ньтона, Френеля, Максвелла, Лоренца. Ефірна концепція досягла кульмінації в XIX столітті, коли Максвелл, спираючись на створену ним модель ефіру, отримав фундаментальні рівняння електродинаміки.
фізичний вакуум
Вакуум (латинською vacuum) - порожнеча, тобто простір без матерії і енергії. Фізичний вакуум - простір, що не містить реальних частинок і енергії, піддається безпосередньому виміру. Відповідно до сучасних фізичних уявлень, це найбільш низьке енергетичний стан будь-яких квантованих полів, що характеризується відсутністю реальних частинок. Можливість віртуальних процесів у фізичному вакуумі призводить до ряду ефектів взаємодії реальних частинок з вакуумом, що реєструються експериментально. Фізичний вакуум являє собою безліч всіляких віртуальних частинок і античастинок, які у відсутності зовнішніх полів не можуть перетворитися в реальні. За сучасними уявленнями в вакуумі безперервно утворюються і зникають пари частинок-античастинок: електрон-позитрон, нуклон-антінуклонов. Вакуум наповнений такими «не цілком народженими», що з'являються і зникають частинками. Вони не піддаються реєстрації і називаються віртуальними. Однак при певних обставинах віртуальні частинки стають реальними. Так, наприклад, зіткнення частинок високих енергій або сильні поля народжують з вакууму снопи різних частинок і античастинок. Тобто вакуум може бути представлений, як особливий, віртуальний тип середовища. Віртуальність середовища проявляється, зокрема, в неможливості виявити факт руху щодо неї ніякими експериментальними методами, що рівносильно прояву принципу відносності. Концепція рівноправності інерційних систем, звана принципом відносності, є фундаментом теорій породили поняття про фізичному вакуумі. Тобто уявлення про фізичному вакуумі були логічно отримані з принципу відносності. Згідно з даними уявленнями, світ не потребує матеріальної середовищі-носії, а сукупність фотонів утворює вільне електромагнітне поле. Найнижче енергетичний стан цього поля називають «вакуумом електромагнітного поля» [4].
Причини, які спонукають повернутися до концепції ефіру
На основі принципу відносності була створена спеціальна теорія відносності. Ця теорія пояснила накопичилися на той час експериментальні дані і стала фундаментом сучасної фізики високих енергій. Її з успіхом застосовують при проектуванні прискорювачів елементарних частинок і в експериментах з релятивістськими частинками. Тим не менш, є серйозні підстави для того, щоб відмовитися від принципу відносності, що лежить в основі СТО:
Спеціальна теорія відносності містить внутрішнє протиріччя, відоме як парадокс двох близнюків. Були спроби вирішити цей парадокс залученням загальної теорії відносності (ЗТВ), але це мало успіх лише для малих швидкостей руху [5]. У загальному випадку релятивістських швидкостей парадокс залишається непереборним. Найбільш виразно порушення причинно наслідкових зв'язків між подіями виявляються в «парадоксі трьох близнюків» (розглянутому в [3]), що є розвитком уявного експерименту з близнюками.
Існують сучасні експерименти, що встановлюють залежність швидкості світла від напрямку поширення хвилі. Серія таких експериментів була виконана Стефаном Мариновим, в дослідах було виявлено напрямок поширення світлової хвилі, в якому має місце перевищення швидкості світла с на величину 360 ± 40 км / с. Результати експериментів Маринова вступають в протиріччя з постулатом СТО про інваріантності швидкості світла.
Викладені причини стали підставою для відмови від принципу відносності, що природним чином призводить до ідеї відродження концепції ефіру, для якої характерні нерівноправність інерційних систем, з одного боку, і залежність швидкості світла від напрямку поширення хвилі з іншого. Концепція ефіру змушує по іншому поглянути на взаємодію реальних частинок з віртуальними (що представляється в рамках концепції фізичного вакууму). Зазначене взаємодія є не що інше, як взаємодія реальних частинок з реальним ефіром, що виключає необхідність введення штучних посередників, якими є віртуальні частинки.
Теоретичне обґрунтування концепції ефіру
Чи не торкаючись конкретних моделей ефіру, виділимо два його властивості, необхідні для подальшого викладу: властивість середовища-носія взаємодій і його неувлекаемость рухомими тілами (нерухомість). Таким чином, електромагнітна хвиля являє собою поширення збудження нерухомою середовища-ефіру.
Теорія світлоносного ефіру (СЕТ)
Про існування середовища поширення взаємодій (ефіру, що не увлекаемого рухомими тілами) ісвязанной з нею абсолютної системи відліку; світло в вказаному середовищі поширюється прямолінійно і изотропно зі швидкістю з = 299792458 ± 1,2 / с.
Про інваріантності швидкості двостороннього поширення світла в інерційних системах відліку. З постулатів випливають перетворення координат і часу для двох систем відліку (OX1Y1Z1) і (OX2Y2Z2), що рухаються щодо абсолютної системи з різними швидкостями v1 і v2 (званими надалі абсолютними) (див. [3]):
x2 = (x1 - u01t1) / # 947 ;; y2 = y1; z2 = z1;