Тайны Вселенной - Валерий Демин

Профессор. Современных научных фактов вполне достаточно, чтобы подойти к решению данной проблемы весьма убедительно и в наглядной форме. Однако логические доказательства, приводимые ниже, требуют философского обобщения и соответствующих принципиальных оценок.

Автор. Двойные звезды оказались тем камнем преткновения, о который якобы разбились все корпускулярные теории света (Ньютон, Ритц), предполагавшие изменение скорости света в относительном движении тел. Исследователи (Ритц, Де Ситтер, Эйнштейн и др.), анализируя характер прохождения света от двойных звезд, с учетом переменной скорости света, обнаружили, по их мнению, несоответствие расчетных траекторий с кеплеровскими. Несмотря на многие загадочные явления, наблюдаемые у двойных звезд (периодическое изменение яркости, температуры и т. п.), эти исследователи не заметили связи загадочных явлений с вышеназванными особенностями прохождения света. Не здесь ли кроется разгадка?

Профессор. Двойные звезды обращаются около их общего центра масс под действием взаимного тяготения. Периоды обращения двойных звезд, различимых в телескопы как две светящиеся звезды, составляют тысячи лет. Самый короткий из них около года. Имеются двойные звезды, расположенные так близко друг от друга, что при наблюдении в телескопы они сливаются в одну светящуюся точку. Периоды таких спектрально-двойных звезд более короткие — от 2 часов до 15 лет. Скорости движения двойных звезд по их орбитам достигают десятков км/сек.

Рассмотрим прохождение света от двойных звезд, движущихся по круговой орбите (рис. 74-а) вокруг центра. Расстояние от центра орбиты до наблюдателя равно L. Полагаем, что радиус орбиты намного меньше этого расстояния, благодаря чему лучи света можно принять параллельными (все эти допущения ни в коей мере не снижают общности задачи, но упрощают ее решение). Плоскость орбиты совпадает с лучом зрения.

Составляющие скорости света от звезд S1 и S2 в сторону приемника 1 соответственно C1 и С2 определяются суммой скоростей света относительно излучателей и составляющими скоростей движения звезд по орбитам. Зная расстояния звезд S1 и S2 относительно приемника и скорости распространения света C1 и C2, можно определить время прихода лучей t1 и t2. Наблюдатель, находящийся на расстоянии L от пары звезд, будет видеть движение звезд не по круговой орбите, а по орбите эллиптической формы. На рис. 74-б показана эволюция видимой формы орбиты по мере удаления наблюдателя на расстояния L1, L2… Ln от звезд. Видимые орбиты постепенно вытягиваются, а эксцентриситет их увеличивается. Если принять за единицу времени период обращения Т звезд по орбите и изобразить формы наблюдаемых орбит через единичные интервалы времени, то смещение к 11 относительно 1 будет равно VT, точек 21 относительно 2 — равно 2 VT, а точек n1 относительно n — nVT. Из рисунка видно, что при удалении более некоторого критического расстояния Lкр, орбиты начинают накладываться друг на друга (заштрихованные области на рисунке). Это означает, что наблюдатель будет видеть двойные звезды одновременно в различных местах, причем «звездные привидения» будут появляться и исчезать в согласии с их периодическим движением.

Автор. Возможно ли такое удивительное явление в природе? Ведь, по мнению Эйнштейна и его последователей, никаких следов таких явлений не было обнаружено, что дало им основание исключить из рассмотрения альтернативные объяснения загадочного феномена.

Профессор. Однако именно в этом и состоит их ошибка. В звездном мире имеются многочисленные примеры двойных звезд, у которых наблюдаются как раз такие удивительные физические явления. Особенно это относится к двойным закритическим звездам, расстояние которых до наблюдателя превосходит критические (LКР.), и видимые орбиты накладываются друг на друга (если расстояние менее LКР., ТО Такие звезды называются докритическими. Период закритических спектрально-двойных звезд невелик — от 2 часов до 15 лет, а вследствие большого расстояния до Земли они сливаются в одну светящуюся точку, которая периодически меняет свой блеск и спектральный состав. В качестве примера таких «дьявольских» звезд уместно привести и уже упомянутый Алголь — звезду β Персея с периодом 68 часов 49 минут (из них 59 часов блеск звезды сохраняется на одном уровне, затем он в течение 5 часов уменьшается на 2/3), и звезду b Лиры, которая периодически изменяет свой блеск от 3,4 до 4,4 звездной величины за период около 13 суток.

Автор. Существует еще один удивительный тип переменных звезд. Это — цефеиды, или пульсирующие звезды-гиганты.

Профессор. На таких звездах бывают неоднородные по яркости, температуре и химическому составу участки поверхности, напоминающие пятна на Солнце. При вращении такой звезды движение участков поверхности будет происходить по различным орбитам, причем половину периода они будут находиться на невидимой стороне. Поскольку период обращения цефеид невелик (от 1,5 часа до 45 суток), а периферическая скорость значительная (до 100 км/сек), то создаются благоприятные условия для возникновения явлений, аналогичных двойным закритическим звездам с учетом обязательных затмений.

Суммирование световых потоков от неоднородных участков, происходящее за счет перекрытия кажущихся орбит, значительно усиливает эффект пульсации блеска и температуры звезды. Если звезда прецессирует, то интенсивность пульсаций блеска и температуры может происходить с некоторым изменением периодичности. Одновременно может изменяться и спектр звезды. Примером подобных звездных объектов могут как раз и служить физически переменные звезды.

Автор. Можно ли обнаружить с помощью телескопа или каких-либо приборов искажения орбит звезд, возникающие вследствие переменной скорости света?

Профессор. Так как расстояния до далеких звезд определяются со значительными ошибками (до 20 % от расстояния), а искажение орбиты происходит только в направлении луча зрения, то заметить искажение весьма сложно. Зато при наблюдении планет Солнечной системы искажения орбит становятся заметными. Более того, неучет таких искажений может привести к серьезным негативным последствиям. Так, ошибки, допущенные при радиолокационном измерении расстояний до Луны, Венеры, Марса, привели к неудачным запускам космических автоматических аппаратов, в разное время направляемых к этим планетам.

Автор. Думается, читателям небезынтересно более подробно познакомиться с этими поучительными фактами.

Профессор. Напомню, что измерение расстояния и скорости относительного движения между Землей и Венерой осуществлялось путем посылки мощных радиолокационных сигналов в сторону Венеры наземными станциями, при этом определялось время прихода на Землю отраженных сигналов от венерианской поверхности. Учитывая характер орбитального движения этих планет, локацию начинали в период, когда расстояние до Венеры достигало около r1 = 80 млн. км (положение планет 1–1 на рис. 75), затем оно сокращалось до r2 = 40 млн. км (положение 2–2 противостояния планет) и потом опять увеличивалось до r3. Длительность всего процесса измерений достигала трех месяцев.

На первом участке движения от 1–1 до 2–2 Земля и Венера сближаются, а на втором участке, от 2–2 до 3–3, удаляются друг от друга. Следовательно, результирующая скорость С1 прохождения радиосигналов от Земли до Венеры и обратно на первом участке больше, чем С, а на втором — меньше, и это должно отразиться на продолжительности интервала времени от момента посылки сигналов до их приема. Поскольку эти особенности распространения радиосигналов не учитывались и скорость их распространения принималась постоянной и равной скорости света, расчетные данные не совпали с фактическими: на первом участке расчетные расстояния ri* оказались короче (ri*<ri, i = 1; 2; 3), а на втором участке длиннее (ri*>ri).

Чтобы подогнать расчетно-экспериментальные данные к истинным, исследователи приняли «оригинальное» решение — условно переместить Венеру вперед по орбите примерно на 700 км (положения Венеры 11, 21, 31 на рисунке). Только в этом случае оказалось возможным «свести концы с концами» и якобы подтвердить справедливость специальной теории относительности.

Однако если отбросить какие-либо подгонки и учесть действительные скорости распространения радиосигналов между планетами, то проведенный эксперимент является убедительным подтверждением справедливости классического закона сложения скоростей для световых излучений и радиоизлучений. Нельзя пренебрегать законами распространения сигналов в относительном движении, поскольку это может оказаться особенно опасным, например, при навигации в условиях космического полета.

Автор. У нас радиолокационные измерения расстояний до Венеры проводились в 1962–1975 годах. Нет ли других данных, свидетельствующих о трудностях, к которым приводят релятивистские расчеты, и ошибках навигации в современной космонавтике?