Эффект Доплера

18-05-2022

Аннотация

Суть двух предлагаемых способов заключается в следующем.

1. В современной трактовке сути эффекта Доплера не учитывается тот факт, что одинаковая скорость движения источника и приемника волн относительно волн или относительно волновой среды в разных

случаях по-разному влияют на длину наблюдаемой волны. Устранив это "белое пятно" в эффекте Доплера, мы сможем при помощи формул, описывающих этот эффект, вычислить скорость движения Земли в эфире.

Теперь подробнее о сути этого "белого пятна".

Так как скорость движения источника и приемника волн по разному влияют на длину наблюдаемой волны, то эти влияния нужно вычислять отдельно и затем их надо суммировать. А для этого из известных четырех формул , описывающих эффект Доплера, нужно вывести еще две формулы. Зная длину наблюдаемой волны и зная скорость движения источника и приемника относительно друг друга, по двум новым формулам мы сможем вычислить скорость движения источника и приемника относительно волновой среды.

В науке данное место в эффекте Доплера до сих пор не разработано и потому показанным выше способом пока никто не пытался измерить скорость движения приемника или источника волн относительно среды в случае звука, и тем более в случае света.

2. Все галактики равноправны между собой во Вселенной. А это означает, что каждая из них удаляется от нас с той же скоростью, что и мы от нее. При этом наблюдаемая и наша Галактики с одинаковой скоростью удаляются от волн, которые летят к нам от наблюдаемой галактики. В современной космологии при вычислении скорости удаляющейся галактики пока не учитывается скорость нашего "убегания" от волн, идущих к нам от наблюдаемой галактики. Если учитывать эту скорость, то при помощи формул эффекта Доплера мы не сможем построить симметричной картины космологического красного смещения, которую сейчас наблюдаем. А это означает, что нам придется объяснять красное смещение в космологии не эффектом Доплера, а эффектом удлинения или "покраснения" световой волны за счет ее распространения в расширяющемся эфире Вселенной. С победой в науке предлагаемой трактовки красного смещения в космологии изменятся наши представления о скоростях "разбегания" галактик и наши представления о размерах наблюдаемой нами части Вселенной. К тому же мы придем к выводу, что эфир есть в

природе и Земля движется в нем со скоростью, которая намного меньше скорости света. Так мы получим второй способ по вычислению скорости движения Земли в эфире.

Эффект Доплера не разработан для следующих двух ситуаций в случае света:

1. Первую ситуацию рассмотрим, применив ее в случае звука.

Два наблюдателя в двух разных машинах едут в одном направлении с разными скоростями. Расстояние между ними увеличивается. Наблюдатели знают о скорости, с которой увеличивается это расстояние. Они хотят по величине красного смещения звуковых волн, идущих от другой машины, определить скорость движения своих машин относительно дороги и воздуха. Формулу для этого случая можно вывести из формул эффекта Доплера. Но из-за веры физиков в справедливость СТО считается, что эту формулу нельзя применять в случае света, где роль машин будут играть Земля и, например, Юпитер или Венера. Данное убеждение сложилось в науке под влиянием веры в справедливость второго постулата СТО, который не подтвержден экспериментом: никто не смог и не сможет измерить скорость света в одном из направлений от точки А до точки Б в своей системе отсчета. Справедливость этого утверждения доказывается при помощи трех данных ниже доказательств:

1.1. Предположим, что время и пространство в системах отсчета являются свойствами полных электромагнитных колебаний. Тогда они будут протекать анизотропно в тех инерциальных системах отсчета (ИСО), которые движутся в эфире. И при их помощи мы не сможем обнаружить анизотропное распространение света в этих ИСО.

1.2. Наблюдатель не может опытным путем сверить синхронный ход двух часов, разделенных расстоянием в его ИСО. Если в точке А он синхронизирует ход двух часов, затем одни перенесет в точку Б, а сам вернется в точку А, то появится парадокс часов. Из-за этого парадокса наблюдатель не может синхронизировать ход данных двух часов. А без этих часов он не может измерить скорость света в одном из направлений от точки А до точки Б в своей ИСО.

Эйнштейн догадывался об этих недостатках своего постулата. Поэтому в определении понятия одновременности двух событий он дважды подчеркнул слова: "вводя определение". (см. А. Эйнштейн "Собрание научных трудов. т.1, стр. 9). То есть второй постулат СТО это неподтвержденная экспериментом гипотеза.

1.3. Классический принцип причинности накладывает свое вето на справедливость второго постулата СТО или на данную гипотезу. Суть этого вето вытекает из следующего опыта. Предположим, что мы покоимся в эфире. Тогда скорость света в нашей ИСО будет одинаковой по всем направлениям. Она будет равна C. А относительно движущихся ИСО она должна быть неодинаковой по всем направлениям: в направлении движения этих ИСО она должна быть меньше, чем в обратном направлении. Если мы от своей ИСО перейдем к любой движущейся в эфире ИСО, то скорость света в этой ИСО должна остаться по-прежнему неодинаковой по всем направлениям, потому что наш переход от ИСО к ИСО не является причиной для изменения скорости света относительно этих ИСО. Отсюда следует, что одинаковый результат скорости света, наблюдаемый нами в любой ИСО, нужно объяснять не вторым постулатом СТО, а другой причиной.

Чтобы объяснить постоянство скорости света в любой ИСО, заменим гипотезу Эйнштейна следующей гипотезой №1: "наблюдатели, находящиеся в различных ИСО, измеряют скорость света не относительно своих ИСО, а относительно вакуума или эфира. Скорость движения тела они измеряют относительно своих систем отсчета".

Благодаря такому способу измерения скоростей света и тела эти наблюдатели равноправны между собой в данном вопросе.

Есть следующее доказательство справедливости данной гипотезы или постулата.

Гипотеза №1 согласуется с принципом постоянства скорости света в вакууме или в эфире. Главное достоинство этой гипотезы в том, что ее можно подтвердить многими экспериментами. Идеи двух таких экспериментов мы рассмотрим здесь. А еще идеи шести экспериментов рассмотрим в других статьях.

Гипотеза №1 согласуется с принципом запаздывания потенциала.

Этот принцип на модели выглядит так. Проведем аналогию между парусником, "убегающим" от ветра, и электроном, "убегающим" от электрического поля ускорителя. Чем быстрее плывет парусник по ветру, тем меньше сила ветра, действующая на парус. В связи с чем ускорение парусника убывает, стремясь к нулю.

Парусник не может достичь скорости ветра не потому, что его масса растет, стремясь к бесконечности, а потому, что сила ветра, действующая на парус, убывает, стремясь к нулю.

Подобные явления должны наблюдаться в ускорителе, когда электрон ускоренно "убегает" от электрического поля ускорителя. Отсюда следует, что уравнение движения электрона в ускорителе должно иметь такой вид:

m*a = F*sqrt(1 - v^2 / c^2)

То есть сила в ИСО убывает в направлении ее движения, стремясь к нулю. А масса электрона остается неизменной на всем пути его разгона в ускорителе.

Благодаря согласованности гипотезы №1 с принципом постоянства скорости света в эфире и с принципом запаздывания потенциала, пока будем считать, что эфир есть в природе. В связи с чем по аналогии в показанном выше примере с машинами мы можем вычислить скорость движения Земли в эфире при помощи формул эффекта Доплера. Это можно сделать потому, что одинаковые скорости движения источника и приемника относительно волновой среды по-разному влияют на частоту и длину наблюдаемых волн.

Это видно из данных ниже формул, описывающих эффект Доплера в разных случаях (формула взята из учебника физики для 9 класса):

f(1) = f / (1 + v / c) (1)

f - исходная частота волн,

f(1) - наблюдаемая частота волн,

c - скорость распространения волн,

v - скорость движения удаляющегося источника волн.

Эта формула описывает суть следующих явлений. Источник волн, удаляясь от приемника, излучает волны в волновую среду. Отделившись от источника, волны распространяются в среде с одинаковой скоростью по всем направлениям. Так как в данном случае источник "убегает" от своих волн, то с ростом скорости его движения будет увеличиваться расстояние между волнами, которые излучаются данным источником. Приемник, покоясь относительно среды, сможет зарегистрировать эти волны и убывающую их частоту при любой скорости движения источника относительно звуковой среды.

Если же источник будет приближаться к покоящемуся в газе приемнику волн, то частота наблюдаемых волн будет изменяться по формуле:

f(2) = f / (1 - v / c) (2)

Формулы №№ 3 и 4 соответственно описывают те случаи изменения наблюдаемой частоты волн, когда приемник удаляется от покоящегося в газе источника волн или приближается к нему.

f(3) = f*(1 - v / c) (3)

f(4) = f*(1 + v / c) (4)

Если в формулу №1 вместо v подставить c, то частота наблюдаемых волн сократится вдвое или вдвое увеличится длина наблюдаемых волн.

Такой эффект наблюдается потому, что источник "убегает" от своих волн. Поэтому покоящийся в газе приемник всегда их обнаружит.

Если же v = c подставим в формулу №3, то увидим, что частота наблюдаемых волн станет равной нулю или длина наблюдаемой волны станет равной бесконечности.

Это происходит в данном случае потому, что волна идет следом за приемником и не взаимодействует с ним. А без этого взаимодействия она не регистрируется приемником или не наблюдается им. Она равна не нулю, а бесконечности. Вот почему, - чем быстрее "убегает" приемник от волн, тем больше времени ему нужно для регистрации их частоты и длины. При v = c время наблюдения волны замедляется до бесконечности и потому длина наблюдаемой волны становится бесконечной. Это следует из формулы №3, описывающей данный случай.

Как видите, при одинаковой скорости удаления двух наблюдателей друг от друга они обнаруживают в системах отсчета друг друга неодинаковое по величине красное смещение наблюдаемых волн.

Данные формулы эффекта Доплера позволят измерить скорость движения Земли в эфире, если эта скорость намного меньше скорости света - такие скорости тел в эфире вызывают в явлениях макромира практически ненаблюдаемые релятивистские эффекты. Поэтому эти эффекты не будут влиять на результаты экспериментов.

Но сначала применим эти формулы для того, чтобы вычислить скорость движения наблюдателя относительно неподвижного газа в случае звука. Для этого возьмем две машины. В них есть по наблюдателю с источником и приемником звуковых волн. Обе машины стартовали и начали двигаться в одном направлении, но с разными скоростями. Расстояние между ними начало увеличиваться. То есть они удаляются друг от друга. В машинах нет спидометров. Поэтому наблюдатели не знают с какой скоростью движутся их машины относительно поверхности Земли или относительно неподвижного воздуха. Но они знают о скорости удаления обоих машин друг от друга. Эту информацию им сообщил по радио сторонний наблюдатель. Каждому наблюдателю также известна скорость звука в воздухе, известна исходная частота волн, испускаемых источником на удаляющейся машине. Еще каждому наблюдателю известна величина красного смещения волн, идущих от удаляющейся машины. Им также известны формулы, описывающие эффект Доплера.

При названных выше данных наблюдатели могут следующим образом измерить скорость движения своих машин относительно воздуха.

Скорость движения машины №1 пусть будет больше, чем машины №2. Обозначим ее через x. Скорость удаления машин друг от друга обозначим через v. Тогда скорость машины №2 будет равна x-v.

Значит, можно составить уравнение с одним неизвестным. Составляем его так. Обе машины покоятся. Расстояние между ними равно, скажем, 1 км. Сначала стартует машина №2. Она движется в направлении машины №1. Наблюдатель №1 обнаружил фиолетовое смещение волн, идущих от источника в машине №2. После этого он стартует. Скорость его машины больше, чем машины №2. Формулу, описывающую наблюдаемый им после его старта эффект, составляем в два этапа. Сначала применяем формулу №2, описывающую эффект для того случая, когда приемник волн покоится, а источник движется к нему. Полученный результат принимаем за исходный для того, чтобы применить формулу №3, описывающую эффект, который наблюдатель обнаруживает, удаляясь от покоящегося в газе источника.

Формулу запишем развернуто, обозначив скорости первого и второго наблюдателей соответственно через x и x-v:

f(5) = f / (1 - (x- v) / c)*(1 - x / c) (5)

Эффект, наблюдаемый с машины №2, будем вычислять по двум формулам: №№ 1 и 4. То есть сначала стартует машина №1. Наблюдатель №2 обнаруживает красное смещения волн, идущих от первой машины. Оно вычисляется по формуле №1. Затем стартует машина №2 в том же направлении. Фиолетовое смещение волн вычисляется в этом случае по формуле №4, где исходной будет частота, описанная формулой №1:

f(6) = f / (1 + x / c)*(1 + (x - v) / c) (6)

Подведем итог данным выше доказательствам. В современной астрономии не применяются формулы №№ 5 И 6 при измерении скоростей удаляющихся от нас источников света. Наша скорость "убегания" от волн, идущих к нам от наблюдаемых галактик, пока не учитывается в доказательствах.

Это происходит потому, что многие физики верят в справедливость второго постулата СТО. К тому же выдвинутая выше гипотеза №1, заменяющая этот постулат, пока еще никем не предлагалась в науке. Вероятно, многие ученые интуитивно считают, что Земля находится в центре Вселенной. Если отказаться от этих гипотез, то формулы №№ 5 и 6 позволяют вычислить скорость движения Земли в эфире.

2. Известно, что мы наблюдаем симметричную картину космологического красного смещения. Так как галактики равноправны между собой во Вселенной, то мы "убегаем" от наблюдаемых галактик с такой же скоростью, с какой они "убегают" от нас. Световые волны, идущие к нам от наблюдаемых галактик, движутся к нам с постоянной скоростью во Вселенной. Отсюда следует, что наблюдаемые галактики "убегают" от своих волн с такой же скоростью, как и мы "убегаем" от этих волн.

Из формул эффекта Доплера следует, что одинаковые скорости движения источника и приемника волн относительно волн по-разному влияют на длину наблюдаемых вон. Значит, строя при помощи формул эффекта Доплера симметричную картину космологического красного смещения, мы должны в этих формулах учитывать влияние на эту картину двух скоростей: скорости "убегания" наблюдаемых галактик от их волн. И еще нашей скорости "убегания" от этих же волн. После чего сумма полученных красных смещений должна соответствовать наблюдаемому красному смещению в космологии.

В современной науке отдельно не учитывается влияние скоростей "убегания" источника и приемника от волн на наблюдаемую их длину. Это делается под влиянием веры в справедливость второго постулата СТО. Если мы для себя приостановим действие этой веры, то сделаем следующее открытие в науке.

Вычисляя отдельно влияние скорости движения нашей галактики и других галактик на величину наблюдаемого красного смещения в космологии, мы не сможем построить симметричной картины наблюдаемого космологического красного смещения.

Поэтому мы будем вынуждены отказаться от доплеровской интерпретации этого смещения в космологии. Отказавшись от доплеровской интерпретации, мы придем к выводу, что данное смещение надо объяснять расширением или удлинением световых волн за счет их распространения в расширяющейся светоносной среде или в эфире. Расширение электромагнитного поля по всему объему Вселенной было теоретически предсказано Фридманом в начале 20-ых годов XX века. А в 1929 году оно было подтверждено наблюдениями Хаббла.

Построим наглядную модель УСКОРЕHНОГО "разбегания" галактик и наглядную модель космологического красного смещения.

Для этого возьмем пустой резиновый шар. На его поверхности красителем проведем отрезок прямой линии. Вдоль этого отрезка разместим ряд точек с одинаковыми промежутками между соседними точками. Это будут "галактики". Вдоль того же отрезка прямой проведем волнистую линию. Это будет "пакет световых волн". Начнем шар наполнять газом. Поверхность шара начнет растягиваться и наши галактики начнут "разбегаться". Чем они дальше друг от друга на поверхности шара, тем быстрее "разбегаются". А световые волны начнут удлиняться или "краснеть". Удаляясь друг от друга, галактики будут покоиться относительно окружающей их поверхности шара. А световые волны будут "краснеть" все сильнее с течением времени. Все это видно на поверхности расширяющегося резинового шара.

Подобное происходит во Вселенной. Галактики увлекаются движением расширяющегося эфира, как "наши галактики" увлекаются движением поверхности расширяющегося шара. При этом они покоятся в окружающем их эфире. Световые волны, распространяясь в расширяющемся эфире, "краснеют" за счет его расширения. Чем больше времени они в пути, тем становятся "краснее". Самые удаленные из наблюдаемых галактик удаляются от нас, как и мы от них, со скоростями многократно превышающими скорость света. Данное явление не противоречит каким-либо законам природы. Hи одно тело не может перемещаться в эфире со скоростью света. А галактики, "разбегаясь" со сверхсветовыми скоростями, покоятся в эфире. Это видно на модели - на расширяющемся резиновом шаре.

Обратите внимание на тот факт, что галактики покоятся в эфире. Значит, наша Галактика тоже покоится в эфире. Отсюда следует, что мы движемся в эфире со скоростью, намного меньшей скорости света. То есть это второй способ по обнаружению движения Земли в эфире.

Показанным выше эффектом "покраснения" световой волны, в науке предлагалось объяснить красное смещение в космологии еще в 30-ые годы XX века.

Этот эффект можно наблюдать в случае звука, когда источник и приемник звуковых волн удаляются друг от друга в расширяющемся газе вместе с окружающим их газом. В случае звука этот эффект можно обнаружить экспериментально.

Результат эксперимента: волна "краснеет" за счет расширения газа. Это не эффект Доплера. Формула данного эффекта тождественна в записи формуле №1. Но она описывает иной по сути эффект, так как в данном случае источник и приемник волн покоятся относительно окружающих молекул газа. А если источник и приемник будут двигаться относительно этого газа, то будет возникать еще эффект Доплера. Тогда приемник будет регистрировать сумму двух данных эффектов.

Когда предлагаемый эксперимент мы проведем в случае звука и результат его будет положительным, то можно будет проводить аналогию между полученным эффектом в случае звука в расширяющемся газе и в случае света, распространяющегося в расширяющемся электромагнитном поле Вселенной. Благодаря чему мы докажем, что наша Галактика, как и все галактики, покоится в окружающем ее расширяющемся эфире.

Подведем итог. Замена гипотезы Эйнштейна предлагаемой гипотезой №1 позволяет сделать следующие открытия в науке.

Два предлагаемых способа по обнаружению движения Земли в эфире, будучи подтвержденные экспериментом, станут крупнейшим прорывом в физике. Благодаря им изменятся наши представления о скоростях "разбегания" галактик и наши представления о масштабах наблюдаемой части Вселенной.

Другие статьи по теме: