В первой части мы говорили об общей теории относительности, теперь попробуем немного упорядочить «матчасть», касающуюся преобразований Лоренца.
Преобразования Лоренца появились, как все знают, после неудачного опыта Майкельсона Морли. На самом деле, эксперимент вполне удачен, если от него не хотеть так много, как хотелось Майкельсону и Морли.
Напомним, что пока речь не идет о двух разных системах, только о двух плечах одного интерферометра, на которые «дует» эфирный ветер. Свет предполагается волной, его скорость относительна, из-за разницы хода в продольном и поперечном плечах предполагалось смещение интерференционных полос. Далее весь тарарам начинается вокруг продольного плеча. А мы давайте посмотрим на поперечное плечо. В учебниках на нем сильно не заостряются, вскользь упоминают про аналогию с лодкой, и «угол опережения».
Собственно, на этом плече и можно было закончить эксперимент, со вполне определенным выводом о том, что свет не волна.
«Рассмотрим теперь пучок 1, идущий поперек «эфирного ветра». Аналогия с лодкой (рис. 39.2, б) в этом случае особенно полезна. Лодка должна пересечь реку напрямик от причала А к причалу В. Если лодка, отойдя от причала А, возьмет курс на причал В, то ее снесет течением. Чтобы достичь причала В, лодка должна держать курс на какую-то точку, расположенную вверх по течению от причала В, т. е. под некоторым углом к прямо АВ. Точное значение угла зависит от скоростей с и v, но само по себе не представляет сейчас для нас особого интереса.» (Д. Джанколи, «Физика», «Мир», 1989г, II том.)
А вот для нас это, как раз, очень даже представляет интерес.
Во-первых, значение этого угла зависит не только от скорости эфирного ветра и скорости света, оно еще зависит от длины плеча интерферометра. Чем длиннее плечо, тем больше «угол опережения».
Таким образом, по рассуждениям Майкельсона и Морли, свет заранее знает длину плеча, и в соответствии с этой длиной формирует угол опережения.
А теперь давайте выясним, что в аналогии с лодками самое главное. Самое главное в этой аналогии – Лодочник. Волна, будучи лишенной глазомера, и думательно-вычислительной части, присущей лодочникам, никакой угол опережения формировать не будет принципиально. Поскольку волна никак не зависит от скорости источника, и скорость приемника ее тоже мало волнует. Грубо говоря, волну эфирный ветер снес бы как лодку без лодочника. Вернее, пока световой сигнал дошел бы до зеркала поперечного плеча, это зеркало ушло бы далеко вперед. Поперечный пучок света просто бы «потерялся».
Утверждения: "значение угла зависит от скоростей с и v," и "волна не зависит от скорости источника" противоречат друг другу. Какая разница какая там у кого v, если от нее ничего не зависит. А вот для частицы это имеет значение.
Тем не менее, в эксперименте не произошло ни смещение полос, ни потери поперечного пучка. Вероятно, как и предполагали Майкельсон и Морли, свет обладает интеллектом Лодочника, и веслом. То есть, имеет некий механизм, позволяющий создавать нужный угол опережения.
Естественным образом, то есть, без лодочника, не промахнуться мимо мишени может только свет-частица, поскольку зависит от источника.
Если бы Майкельсон и Морли задумывали свой опыт как подтверждение природы света (волна или частица), то однозначно бы получили ответ – частица. Например, Боте в своем эксперименте тоже волну не получил, но так сильно не расстраивался.
Но собственные предпосылки для света-лодочника Майкельсона и Морли вполне устроили, а вот результат – разочаровал. И тогда на помощь свету-лодочнику пришел Лоренц. Свет-лодочник и его устроил, а вот продольное плечо его как-то беспокоило. Кстати, он вполне мог не продольное плечо сокращать, а увеличивать поперечное, даже на результате не сильно бы сказалось, но было бы проблематично использовать преобразования Галилея.
Собственно говоря, физика на этом закончилась, начались математические импровизации на тему: как заставить частицу быть волной.
