Необычные размышления о…
Шрифт:
По таким измеренным проекциям можно рассчитать величину вектора V, используя формулу векторной математики:
V = (Vx2 + Vy2 + Vz2)1/2. (9.1)
Ориентацию суммарного вектора скорости движения галактики, Солнца и Земли относительно осей нашей декартовой системы координат можно установить с помощью, так называемых, направляющих косинусов по формулам векторной математики:
COS X = Vx/V; COSY = Vy/V; COSZ = Vz/V. (9.2).
Напомним
В целом, процедура измерения вектора скорости V не превысит долей миллисекунды. Так что, процесс измерения – почти мгновенен. Если измерения приводить каждый час, то в течение суток получим 24 точки замеров, в течение года получим – 8760 точек замеров. Такие замеры можно использовать для построения графика изменения суммарного вектора скорости в течение определенного календарного срока времени, например, в течение года. Возможный вид такого графика может быть представлен на рис. 9.1. Если бы мы знали все о взаимном расположении в пространстве составных частей суммарного вектора скорости движения галактики, Солнца и Земли, то мы бы представили читателю более точную картину изображения такого вектора скорости. Поэтому приходится говорить о возможном виде такого графика. На рис. 9.1. по оси ординат отображена величина суммарного вектора скорости движения галактики, Солнца и Земли. Ось абсцисс – временная шкала.
Рис. 9.1
где:
Vгс – суммарный вектор скорости, который образован путем векторного сложения скорости галактики и вектора линейной скорости перемещения Солнца, при его вращении вокруг центра галактики (постоянная, в течение 10 лет, составляющая вектора V);
1 – проекция траектории годового движения Земли вокруг Солнца на линию в пространстве – на вектор Vгс;
2 – проекция траектории суточного движения Земли вокруг земной оси вращения, на траекторию годового движения Земли. Такая проекция отображена не в масштабе, поскольку количество циклов суточных колебаний на годовой синусоиде должно быть 365. Такое количество суточных циклов не уместить на представленном рисунке;
3 – траектория суммарного перемещения в пространстве галактики и Солнца вокруг центра галактики. В течение 10 лет наблюдений за такой траекторией, ее имеет смысл рассматривать в качестве прямой линии. После 10 лет таких наблюдений, необходимо учитывать вращательное движение Солнца вокруг центра галактики.
Зададим вопрос: что будет, если мы станем испускать фотон в сторону, строго противоположную вектору скорости движения нашего объекта? В этом случае, до встречи с часами, фотон пролетит меньшее расстояние: L-m. Время, за которое фотон преодолевает такое расстояние, будет меньше, в сравнении с расстоянием: L+m.
Если, с помощью зеркала, заставить фотон перемещаться из точки испускания в точку приема и обратно – в точку испускания, то, в этом случае, фотон преодолеет расстояние: (L-m)+(L+m)=2L. Время преодоления такого двойного расстояния – соответствующее. При этом, мы видим, что реализация схемы измерения по принципу: перемещение фотона туда и обратно, ведет к потере параметра m. А это означает невозможность измерить скорость перемещения объекта, реализуя принцип измерения: туда и обратно. Так что, мы вынуждены измерять скорость движения объекта, путем перемещения фотона только в одну сторону, которая совпадает с направлением перемещения объекта. И это принципиально.
Реализация такого принципа позволяет нам понять, почему Альберт Майкельсон и его коллега Морли, не заявили об обнаружении светоносного эфира. Такое заявление они могли бы произнести, если бы сумели измерить скорость перемещения галактики и объяснить (интерпретировать) такое перемещение движением светоносного эфира. Но для этого, они должны были бы располагать соответствующим инструментарием. Например, цезиевыми часами, у которых высочайшая чувствительность
В те далекие времена всего этого добра не было, и быть не могло. Цивилизации потребовались столетия, чтобы разработать и создать такое добро. Поэтому Майкельсон и его коллега воспользовались интерферометром, изобретенным Майкельсоном.
Свойством любого интерферометра является то, что у всех у них – один источник света. Если в интерферометр поместить два и более источника света, то становится невозможным получить когерентность циркулирующих в интерферометре лучей света. А, без когерентности лучей света, не получить интерференционную картину. Поэтому создатели интерферометров вынуждены встраивать в интерферометр зеркала, между которыми циркулируют лучи света, реализуя перемещение таких лучей по принципу: “туда и обратно”. А, это в принципе не позволяет измерить скорость объекта (галактики, Земли), с помощью, установленного в таком объекте интерферометра.
И, это – очень хорошо. Майкельсон и его коллега, 7 лет что-то там измеряли во всех пространственных направлениях, а также, в любые времена года и суток. И, слава богу, ничего не намерили. А, ведь, могли что-то намерить и объявить измеренное движением светоносного эфира. Настрой у них был такой: во чтобы-то не стало, найти светоносный эфир. Правда, они нашли нечто, на много более важное: установили независимость скорости перемещения света от скорости движения материального объекта.
Конечно, было бы не плохо, найти такого настойчивого Майкельсона и его коллегу, которые смогли бы на практике реализовать нашу идею измерения скорости галактики, Солнца и Земли. Только практика, а, не умствования, являются критерием истины. К сожалению, нам самим, не осилить такого рода практику. Одни, только цезиевые часы стоят столько, что даже подумать страшно. А, потому, продолжим наши умствования. И постараемся воспользоваться уже известными объектами. Например, лазерной интерферометрической обсерваторией (LIGO). Но об этом чуть позже. А пока, давайте попробуем определить пользу от всех наших возможных изысков.
10. Практическая польза от определения суммарного вектора скорости
В плане решения навигационной задачи и фундаментальной науки, просматриваются следующие возможные полезные достижения:
Как утверждалось выше, чтобы решить задачу навигации, необходимо втиснуть канал измерения суммарного вектора скорости внутрь подлодки или внутрь космического спутника.
То есть уменьшить канал измерения, хотя бы, до одного метра. Но, при этом, величина параметра m, в котором заключена вся полезная информация о скорости галактики, уменьшается до – 3,333 миллиметров. Свет пробегает такое расстояние так быстро, что цезиевые часы не успевают произвести хотя бы один цикл колебаний излучения цезия, соответствующий 3,333 миллиметрам.
Чтобы устранить такой недостаток, необходим дополнительный комплекс мероприятий. Во-первых, удлинить канал измерений, например, за счет применения оптоволоконных материалов. Скорость распространения света в оптическом волокне составляет – 160–180 тысяч км/сек., что уже хорошо, так как параметр m увеличивается (на одинаковой дистанции, которую пробегает свет) при уменьшении скорости света.
Правда, появляется дополнительная трудность: надо заранее знать длину оптоволокна и скорость прохождения света в нем. Потребуются дополнительные мероприятия, которые можно назвать заблаговременной калибровкой оптоволоконного канала. Суть такой калибровки состоит в том, чтобы измерить время прохождения света по оптоволоконному каналу, опираясь на принцип “туда и обратно” (чтобы исключить влияние скорости перемещения галактики). Зная время прохождения света по такому каналу, а также длину канала, можно определить скорость света в таком конкретном канале. Диаметр оптоволокна (или его толщина) принимает значения в диапазоне: 0,1–0,3 миллиметра. Если такой оптоволоконный провод, длиной в 1000 метров, намотать на барабан или на катушку диаметром – 30 сантиметров, то длина однослойной намотки оптоволоконного провода на такой катушке, составит 10–30 сантиметров. Что позволит втиснуть канал измерения длиной в 1000 и более метров в подводную лодку и в космический аппарат. При этом, достаточно будет одних часов, с помощью которых можно будет снимать показания, соответствующие моменту испускания фотона и моменту его фиксации приемником.