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 αιυηρ (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.
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.
Ефір і космологія
Результати дослідів Маринова дозволяють висунути гіпотезу про те, що т.зв. реліктове випромінювання Всесвіту є власним шумом ефіру, оскільки значення швидкості, виміряний в дослідах [7, 8], близько до швидкості Землі (Сонячної системи) по відношенню до фону реліктового випромінювання, отриманої з астрономічних спостережень. У цьому випадку «реліктове» випромінювання не є власне реліктовим, а значить, не є доказом походження Всесвіту з теорії Великого вибуху. Інший аргумент прихильників [9] теорії Великого вибуху полягає в поясненні червоного зсуву спектра далеких зірок ефектом Доплера, внаслідок розльоту галактик. Однак існують альтернативні пояснення. Наприклад, причинами зміщення спектра можуть бути: неоднорідність ефіру - зміна його властивостей від центру Всесвіту до периферії (в припущенні, що наша Галактика знаходиться в центральній області Всесвіту), або зменшення енергії електромагнітної хвилі внаслідок проходження гігантського відстані в середовищі-носії, при цьому поглинена ефіром частка енергії згодом може випромінюватися у вигляді шуму (передбачається, що відсоток поглиненої енергії залежить тільки від пройденої відстані і не залежить від частоти хвилі). Концепція ефіру дозволяє обґрунтувати більш природний погляд на Всесвіт. Всесвіт, як і ефір, є вічною, і, отже, не потребує пояснень свого походження. Складові її структурні елементи (галактики) у безперервний спосіб оновлюються, на зміну гинуть, старим народжуються нові, молоді. Іншого погляду на еволюцію Всесвіту дотримуються послідовники концепції фізичного вакууму, що пояснюють виникнення Всесвіту шляхом вибуху, пов'язаного з народженням елементарних частинок в результаті одного з фазових переходів у вакуумі. Всесвіт, відповідно до теорії Великого вибуху, не вічна, її очікує загибель або в результаті розльоту галактик ( «холодна смерть» - модель Всесвіту), або в результаті колапсу ( «гаряча смерть» - модель осциллирующей Всесвіту). Відповідно галактики гинуть або на самоті (перша модель), або колективно (друга модель). В історії науки ще не було теорії більш «оптимістичною», ніж теорія Великого вибуху.
Про те, що теорія Великого вибуху є вкрай суперечливою в сучасній науці, свідчать численні роботи вчених - фізиків і астрономів. Так шведський астрофізик, лауреат Нобелівської премії Х.Альфвен каже: «Ця космологічна теорія являє собою верх абсурду - вона стверджує, що вся Всесвіт виник в якийсь певний момент подібно вибухнула атомній бомбі, що має розміри з шпилькову головку. Схоже на те, що в теперішній інтелектуальній атмосфері величезною перевагою космології «Великого вибуху» служить те, що вона є образою здорового глузду: credo, quia absurdum ( «вірую, бо це абсурдно»)! Коли вчені б'ються проти астрологічних нісенітниць поза стінами «храмів науки», непогано було б пригадати, що в самих цих стінах часом культивується ще гірша нісенітниця. »[11].
висновок
Концепція ефіру, відроджена на основі СЕТ, і експериментально підтверджена в дослідах Маринова принципово відрізняється від концепції фізичного вакууму, уявлення про який розвинулися з принципу відносності. Основні відмінності двох концепцій полягають в наступному:
Згідно ефірної концепції електромагнітна хвиля являє собою поширення збудження нерухомою середовища-ефіру. У інерційних системах відліку має місце залежність швидкості світла від напрямку поширення хвилі. Альтернативний погляд склався в сучасній фізиці: світло не потребує середовищі носії і рухається як корпускула, а швидкість поширення світла изотропна і инвариантна в інерційних системах.
Все, що нас оточує, перебуває в ефірі. Структура і динаміка властивостей його елементів визначають такі фундаментальні фізичні поняття, як простір і час. Таким чином, ефір, з яким можна зв'язати абсолютну систему відліку координат і часу, це і є Абсолютна простір-час вічного Всесвіту. На відміну від ефіру, з фізичним вакуумом неможливо пов'язати систему відліку, а що виникає з вакууму Всесвіт має кінцевий час життя.
Ефірному середовищі притаманні всі атрибути матеріального об'єкта: вона шумить радіохвиль ( «реліктове» випромінювання), є переносником електромагнітних хвиль, щодо ефіру можна експериментально виявити швидкість тіл і частинок. Фізичний вакуум в цьому сенсі - об'єкт віртуальний (що не піддається безпосередній реєстрації).
Список літератури до статті
ЛоренцГ.А. в зб. Принцип відносності. - М. Атомиздат, 1973.
ЛандауЛ.Д. ЛіфшіцЕ.М. Квантова електродинаміка. - М. Наука, 1989.
ПаршінД.А. ЗегряГ.Г. Лекція 27.
ЛандауЛ.Д. ЛіфшіцЕ.М. Теорія поля. - М. Наука, 1988.
MarinovS. General Relativity and Gravitation. 12, p. 57, 1980.
НовіковІ.Д. Еволюція Всесвіту. М. Наука, 1983.