Рис. 14
Проекция напряженности электрического Е и магнитного Н полей в плоскости ху и xz соответственно потока фотонов
Во втором аналогичном центре находится в подобном же положении отрицательные заряды. Ансамбль из двух последовательных центров представляет собой фотон.
Такая структура фотона приводит к тому, что во время излучения происходит преимущественно коллективный выход фотонов, скоординированных между собою по длине и по сечению, они неподвижны относительно друг друга. Эта группа фотонов называется цугом. Цуг становится жесткой устойчивой во времени и пространстве структурой, напоминающей по форме кристаллическую. Размер и конфигурация определяется условиями излучающего тела. Деление цуга на части не изменяет свойства частей. При распространении света на космические расстояния в течение длительного времени, несмотря на значительное уменьшение количества фотонов в цуге, они сохраняют свои свойства неизменными. Неоднородная структура потока, состоящая из звеньев, при движении похожа на волны и может быть описана соответствующими математическими уравнениями.
Скорость распространения света относительно источника равна примерно 3·108 м/с. Если источник движется относительно приемника, то в системе приемника скорость света векторно складывается из скорости света и скорости излучателя.
Изученные свойства света дают основания считать его уже не простым потоком элементарных независимых друг от друга шариков — фотонов, а сложным объектом природы, существенной частью реального мира. Электромагнитное излучение занимает промежуточное положение в иерархии материи между элементарными частицами, такими как электроны, позитроны, и структурными элементами, составляющими поля, — электрическое, магнитное и гравитационное.
* * *Из наблюдений О. Рёмера однозначно следует, что скорость света подчиняется классическому закону сложения скоростей. Поэтому, например, рассматривать эксперименты с измерением скорости синхротронного излучения, как доказательство истинности постулата с = const, неправомочно. Авторы этих опытов необоснованно предполагают, что излучателем является электрон, находящийся на орбите ускорителя, а не сам ускоритель. Не рассматривается же в качестве излучателя электрон в атоме водорода, излучающим объектом является атом водорода, а для синхротронного излучения — ускоритель.
Приведенные примеры показывают, что второй постулат теории относительности — с = const противоречит опытным данным, а скорость света подчиняется классическому закону сложения скоростей. Хотя очевидно, что на таком постулате не может быть построена теория, адекватно описывающая реальный мир, тем не менее, для большей обоснованности, рассмотрим и первый постулат теории относительности — принцип относительности Эйнштейна.
5. Первый постулат теории относительности
Принято считать, что первый постулат теории относительности является развитием принципа относительности Галилея. Однако это не так.
Краткое содержание принципа относительности Галилея следующее: никакими опытами внутри изолированной системы невозможно определить, движется ли система равномерно и прямолинейно или покоится. Иными словами: механические, оптические, электромагнитные и другие явления природы во всех инерциальных системах протекают одинаково. Инерциальными называются те системы, которые движутся относительно друг друга равномерно и прямолинейно. Принцип относительности Галилея возник из обобщения наблюдений и опытов. Математическое описание пространственных и временных величин в инерциальных системах движущихся относительно друг друга, называется преобразованиями Галилея и имеет следующий вид в прямоугольной системе координат:
Эти уравнения описывают координаты и время одного и того же точечного тела в системе отсчета Oxyzt — условно неподвижной, и O1x1y1z1t1 — движущейся относительно первой вдоль оси Ох со скоростью v. Время отсчитывается от момента совпадения О и О1.
Согласуясь с принципом относительности Галилея, Ньютон ввел понятия абсолютного, истинного, пространства и абсолютного, истинного, времени, являющегося неизменными безотносительно к чему-либо. Меры этих величин — расстояние между двумя точками прямой и интервал времени между двумя событиями в инерциальных системах — неизменные, они носят название инвариантов преобразований Галилея.