В обсуждениях к статьям постоянно пишутся комментарии, что опыт Майкельсона–Морли (ММ) был неправильно понят, интерпретирован, проведен и так далее. И что, вообще, это косвенный эксперимент.
[mwm-aal-display]Но, вообще говоря, может иметь место быть то, что проблема уравнений электродинамики – это одна проблема, а постоянство или непостоянство скорости света – это другая проблема.
Есть эффекты, которые, якобы, следуют из СТО например замедление времени, которое учитывается и при вычислениях координат по сигналам спутников GPS и замедление времени при облете Земли на самолета.
Но ведь эти эффекты есть следствие постоянства скорости света. Хотя кажется, что СТО для ускоренного движения применять формально нельзя. Но полученный результат хорошо согласуется с экспериментальными данными и их во всю используют. Почему так происходит можно понять, если перейти в систему центра масс близнецов.
Классический опыт опыт ММ измерял не постоянство скорости света, а разницу “продольных” и “поперечных” скоростей. Во времена Майкельсона и Морли других возможностей и не было. Сейчас же техника ушла значительно вперед и есть возможность измерить скорость света прямым способом, причем для этого даже не требуются уникальные, технически сложные и финансово очень дорогие научные установки.
Как измерить скорость света по разным направлениям
Для того, чтобы измерить скорость света надо разместить излучатель и приемник как можно дольше друг от друга и мерить время прохождения сигнала туда и обратно.
Если предположить, что свет распространяется в некой среде (эфир), то в идеальном случае, когда направление луча совпадает с направлением движения относительно этого эфира будет время движения излучения будет L/( c ± v ) .
Но так как есть систематическая ошибка, надо не просто изменять время в одном вправлении, смотреть на разнице времен “туда и обратно”, которая будет равна dt=2*L*v/c^2. Причем эта разница знакопеременна! То есть сначала одно направление дает большее время, через пол суток или полгода – противоположное.
v = dt*c^2 / 2*L
Движение эфира поперек вектора скорости излучения не будет сказываться на этой разнице.
Раз в сутки, за счет суточного вращения Земли должен достигаться суточный минимум и максимум этой разницы.
За счет вращения Земли вокруг Солнца раз в год должен достигаться годовой минимум и максимум в этой разнице.
Причем, так как вектора угловых скоростей суточного и годового вращения не совпадают по направлению, в течение года обязательно найдется момент, когда проекция вектора движения относительно эфира будет ненулевой.
Линия радиосвязи длиной 100 км
В земных условиях максимальная длина плеча L между излучателем и приемником составляет порядка 100 километров (прямая видимость).
Оценим возможную точность определения скорости относительно эфира.
Точность измерения времени примем равную 10^(-15). Тогда чувствительность такого эксперимента будет равна будет равна… 0,5 миллиметров в секунду!
Школьный эксперимент
Эксперимент настолько получается точный, что с ухудшением чувствительности эксперимента его можно попытаться осуществить в обычной школе, понятно, что с потерей чувствительности.
Излучатель и приемник размещается на школьной крыше, то есть то есть L=100 метров.
Чтобы “поймать” проекцию скорости относительно эфира на ось излучения, скажем хотя бы 100 м/с надо иметь точность измерения времени порядка 10^(-12). Наверное, это все же лежит за пределами стандартного школьного оборудования.
Но вот какому-нибудь специализированному ВУЗу, например НГУ, вполне под силу!
Чем не тема курсовой работы за 1 курс? Как раз когда изучают СТО! )) Дипломной работой я бы не стал рисковать – результат-то очевиден, а диплом должен содержать некую новизну или практический результат!))
Можно разместить промежуточный приемник-передатчик, например, на крыше ИЯФа, что позволит выиграть еще один порядок. (Плечо увеличивается в 15 раз)
40 лет назад для студентов было доступно измерение времени с точностью порядка 6*10^(-9) секунды на стандартной стойке КАМАК, на которой выполняли лабораторные работы даже первокурсники. Определялось просто частотой счетчика – 150 Мгц, при частоте процессора – 40 Мгц.
Теперь частоты процессов поднялись на порядок, а то и два!))
Таким образом, на плече НГУ-ИЯФ можно, проверить постоянство скорости света с точностью до 1000 м/с используя приборы с частотой домашнего компьютера. Изменение скорости света из-за суточного вращения таким образом не поймаешь, но вот годовое вполне… если конечно оно есть!))
Геостационарные спутники
Многие из геостационарных спутников работают как ретрансляторы. Часть этих спутников используется для организации спутникового интернета.
А вот тут плечо просто огромно – 36 000 километров.
Совсем было бы “красиво”, если бы хватило точности определения времени 10^(-3) секунды. Эту точность обеспечивает стандартный протокол TCP IP.
Тогда можно было бы использовать стандартные команды ping или tracert для того, чтобы смотреть время прохождения пакетов до спутника и обратно спутника. Я понимаю, что это не совсем что нужно. Это для грубого описании идеи, так как все равно не заработает.
Понятно, что на спутнике должен стоять не просто приемник-передатчик (ретранслятор), а активное оборудование с маршрутизацией и со своим IP адресом и возможности фиксации время прохождения пакета.
Но такой точности хватит, чтобы поймать эффект, если знакопеременные скорости будут порядка 1000 км/с. В нашем же распоряжении есть только знакопеременная скорость вращения Земли порядка 500 метров в секунду и знакопеременная скорость вращение Земли вокруг Солнца порядка 30 км/с. Эти параметры на 2 порядка меньше, чем можно обнаружить с помощью такой точности определения времени.
Но, если бы это было не так, то любой желающий мог бы, просто используя спутниковый интернет, проверить постоянство скорости света! Жалко, однако!((
Но используя частоты домашних компьютеров, можно будет проверить постоянство скорости света до 1 м/с!
Как видно, желающие могут проверить постоянство скорости света “купив все необходимое в хозяйственном магазине”!))
