«Natura abhorret vacuum!»
(Природа не терпит пустоты!)
Начнём с того, что доказанной и работоспособной теории эфира пока нет.
Эфир есть, а теории нет! Наоборот было бы ещё хуже — если бы теории была, а эфира не было. Иногда и такое случается.
Дело не только в том, что физические свойства эфира оказываются слишком противоречивыми и трудно измеряемыми. Официальная наука по разным причинам не хочет признавать существования эфира как некоторой субстанции заполняющей всё пространство и работы по изучению эфира не финансируются государствами.
Однако в последнее время ученые всё чаще вспоминают про эфир. В разных физических теориях имеется необходимость в среде, заполняющей пространство и имеющей некоторые физические свойства.
«Природа не терпит пустоты!» - сказал древнегреческий философ Аристотель. Возможно так и появилось предположение о существовании некоторой физической среды, которая заполняет абсолютно всё.
Из дошедших до нас трудов древних философов таких как Платон, Анаксагор и Аристотель возникло и название эфир (от древнегреческого αιθηρ). Как они его себе представляли сказать трудно. У них ведь не спросишь.
Дальнейшее развитие концепция эфира получила много лет спустя. По аналогии с акустическими волнами в воздухе или в воде нужна была среда для распространения света, имеющего волновую природу. Концепция светоносного эфира была выдвинута ещё в XVII веке Декартом. Теория Декарта о свете было существенно развита Гюйгенсом в его «Трактате о свете» и получила подробное обоснование в XIX веке, как гипотетическая всепроникающая среда, колебания которой проявляют себя как свет.
Концепция светоносного эфира Декарта-Гюйгенса стала общепринятой в науке того времени. Предполагалось, что «эфир», заполняющий межпланетное пространство, является средой, передающей свет, тепло и гравитацию.
Сторонники волновой теория света Юнг и Френель также описывали свет как упругие колебания разрежённого, но чрезвычайно упругого эфира, подобные звуковым волнам в воздухе.
Развитие электродинамики к концу XIX века привело к созданию уравнений Максвелла, описывающих электромагнитное поле и его взаимодействие с зарядами и токами. Законы Максвелла указали на возможность распространение электромагнитных волн со скоростью приблизительно 3*108 м/с. Численное значение скорости распространения света дало Максвеллу основания для гипотезы об электромагнитной природе света. Волновая оптика превратилась в часть теории Максвелла
Кроме того, Максвелл считал, что именно эфир может поддерживать ток смещения , введённый им при построении теории электромагнитного поля. (Существование тока смещения также следует из закона сохранения электрического заряда.)
При этом научная общественность отказалась от понятия механического эфира, а стала рассматривать эфир электромагнитный.
Электромагнитный эфир стали считать проникающей во всё средой, в которой совершаются все электромагнитные процессы. Так, например, электронная теория Лоренца опиралась на гипотезу о существовании электромагнитного эфира.
Развитием гипотезы об электромагнитном эфире занимались Герц, Лоренц и другие.
К началу XX века большинство учёных поддерживали концепцию электромагнитной природы света и существования эфира как среды распространения световых волн.
По мнению создателя периодической системы элементов Д.И, Менделеева, группа инертных газов могла быть дополнена легчайшим, но пока неизвестным элементом, названным им ньютонием, который и составляет мировой эфир. Известно, что Менделеев включил эфир (ньютоний) в свою периодическую таблицу. Однако после смерти автора эфир удалили из его таблицы.
Были и другие идеи о возможной природе эфира. Возможно тогда даже была некоторая надежда построить физическую модель эфира. Но сначала требовалось экспериментально подтвердить существование данной субстанции.
Первой попыткой обнаружить существование светоносного эфира стала большая серия опытов проводимых американскими физиками Майкельсоном и Морли с 1902 по 1905 годы.
Вследствие вращения Земли вокруг Солнца с достаточно большой скоростью 30 км/с, скорость света должна была увеличиваться или уменьшаться в зависимости от направления источника света относительно направления движения Земли сквозь эфир. Этот предполагаемый эффект получил название «эфирный ветер».
При прямом измерении скорости света, как путь делённый на время, невозможно обеспечить достаточную точность ввиду очень малых временных интервалов. Поэтому физики вынуждены были придумывать различные способы измерения не самой скорости света, а измерения разности скоростей световых волн. Для этого был сконструирован специальный интерферометр Майкельсона, позволяющий сравнивать скорость света в перпендикулярных направлениях.
Эксперименты, проводимые Майкельсоном и Морли с 1902 по 1905 годы, показали отсутствие эфирного ветра. Точнее полученные результаты были значительно меньше по величине, что было истолковано как отрицательный результат.
Тот факт, что небольшое изменение скорости в экспериментах Майкельсоном – Морли всё-таки было зафиксировано, в расчёт не приняли. А зря!
Отрицательный результат экспериментов Майкельсона и Морли послужил основанием для отрицания существования эфира. И тут же в 1905 году как чёрт из табакерки появился никому не известный тогда Эйнштейн и опубликовал более чем сомнительную специальную теорию относительности (СТО).
Позднее, в 1921 — 1926 годах Дэйтон Миллер (США) проводил исследования по теме эфирного ветра в обсерватории Маунт Вилсон на высоте 1860 м. Аппаратура Миллера была в несколько раз более чувствительная, чем у Майкельсона и Морли. Миллер многократно изменял конструкции интерферометров и условия измерений, но всякий раз стабильно получал результаты наличия эфирного ветра со скоростью 8 — 10 км/с. Сейчас трудно определить причины погрешности измерений. Важнее то, что было надёжно подтверждено наличие эфирного ветра, а значит и эфира.
Следует также учесть, что направление абсолютного движения интерферометра относительно неподвижного эфира неизвестно. Оно может быть представлено как результат сложения нескольких независимых составляющих: вращения Земли вокруг своей оси, орбитального движения вокруг Солнца, орбитального движения вокруг центра Галактики и даже движения самой Галактики. Причём эта задача трёхмерная, а в опытах Майкельсона, Морли и Миллера положение интерферометра менялось только в одной плоскости. (А это значит, что направление абсолютного движения могло быть почти перпендикулярным плоскости интерферометра.)
Существуют и более современные эксперименты, устанавливающие зависимость скорости света от направления его распространения и тем самым подтверждающие существование эфира. Серия таких экспериментов была выполнена болгарским физиком Стефаном Мариновым в 1970 — 1980-х годах. Он измерял разность скорости света в двух противоположных направлениях. В качестве источника света он использовал разделённый на две части луч лазера. Маринов экспериментально доказал, что скорость света не постоянна, а зависит от направления относительно эфира.
Стефан Маринов был основателем и директором Института фундаментальной физики в г. Грац (Австрия). Но свои исследования он завершить не успел. Маринов трагически погиб. По одной из версий это было преднамеренное убийство, по другой, согласованной с местными властями — покончил жизнь самоубийством. Похоже, что кому-то очень мешали работы профессора Маринова.
Почему-то до сих пор во всех учебниках физики указывается, что главной причиной создания СТО считается отсутствие эфира установленное в ранних экспериментах Майкельсоном – Морли. А результаты Дэйтона Миллера, Стефана Маринова и других упорно замалчиваются официальной наукой. Почему? Да потому, что их признание неизбежно должно приводить к отказу от специальной теории относительности Эйнштейна.
Поэтому парадигма СТО упорно отрицает даже само слово «эфир». Сейчас чаще используют термин «Физический вакуум». Хотя точного и однозначного определения термину нет.
Вакуум это пространство, не содержащее реальных частиц и энергии, поддающейся непосредственному измерению. А согласно квантовой теории поля, физический вакуум представляет собой не абсолютную пустоту. В нём постоянно рождаются и исчезают пары виртуальных частиц и античастиц – происходят постоянные колебания (флуктуации) связанных с этими частицами полей. Они не поддаются регистрации и называются виртуальными.
Концепция эфира принципиально отличается от концепции физического вакуума.
Эфирной среде присущи все атрибуты материального объекта, а физический вакуум объект виртуальный (не поддающийся непосредственной регистрации)
С эфиром можно связать абсолютную систему отсчета координат и времени, а с физическим вакуумом невозможно связать систему отсчета.
Согласно эфирной теории электромагнитная волна представляет собой распространение возбуждения неподвижной среды-эфира. А в релятивистской физике сложился альтернативный взгляд, что свет не нуждается в среде носителе.
Эфир как субстанция, заполняющая всё пространство и обладающая некоторыми физическими свойствами, бесспорно существует. Тому имеются экспериментальные подтверждения.
Тесла известен благодаря созданию устройств, работающих на переменном токе, многофазных систем, синхронного генератора, асинхронного электродвигателя и других изобретений, многие из которых являются важнейшими вехами развития современной электротехники. Всего у Тесла насчитывается более 700 изобретений и патентов. В его честь даже была названа единица индукции магнитного поля в Международной системе единиц (Тл) и автомобильная компания (Tesla).
Также Тесла известен как сторонник теории о существовании эфира. Причём он не писал об этом статьи в журналах, а доказывал это на практике в своих многочисленных экспериментах, имевшим целью показать наличие эфира как особой формы материи.
В 1900 году в нескольких десятках километров от Нью-Йорка началось осуществление колоссального проекта Тесла по беспроводной передачи энергии на большие расстояния, для чего была построена специальная башня. Теоретическая основа проекта неизвестна. Тесла тщательно скрывал от широкой общественности свои формулы и расчеты.
Вот как описывал один из современников эксперимент Тесла в окрестностях Нью-Йорка:
Летом 1903 года башня на Лонг-Айленде едва не свела с ума жителей Нью-Йорка. На сотни миль во все стороны от нее тянулись гигантские искусственные молнии. Они освещали небо над Атлантикой так, что в ночное время можно было читать. На следующий день газета «Нью-Йорк Сан» (New York Sun) писала: «Прошлой ночью мы были свидетелями странных феноменов: гигантских молний. Слои атмосферы воспламенились на разной высоте и на большой территории так, что ночь моментально превратилась в день. Весь воздух был наполнен свечением».
Во время работы в своей лаборатории, Тесла разработал конструкцию большого высокочастотного излучателя с тремя колебательными контурами, разность потенциалов которых достигала 10 миллионов вольт.
Фотография Тесла в его лаборатории в Колорадо-Спрингс.
Писатель Марк Твен назвал Тесла повелителем молний.
После смерти ученого все его документы и чертежи были изъяты агентами ФБР. Возможно они находятся там и по сей день.
Таинственность и недостаток информации, окружающие личность и открытия Тесла, до сих пор способствуют распространению всевозможных утверждений, носящих, как правило, фантастический характер. Подобные утверждения не поддаются проверке по причине отсутствия документов, что не мешает, однако, приписывать Тесла прямое или косвенное отношение ко многим загадкам XX века.
В литературе встречается информация, что изобретения Тесла также были направлены на получение электрической энергии за счет потенциальной энергии эфира. Хотя достоверность этого не подтверждена наличием действующего устройства. Неужели источник бесплатной энергии, над которым работал Никола Тесла, действительно существует? Споры об этом ведутся среди ученых и по сей день.
Тесла на практике использовал эфир для беспроводной передачи энергии. Он утверждал, что может передать через ионосферу энергию в любую часть земного шара. Существует даже гипотеза, что тунгусский взрыв 1908 года на севере России это не метеорит, а результат эксперимента Тесла по передаче энергии. Хотя это маловероятно —чтобы передать такую огромную энергию нужно её иметь. А откуда она могла быть получена в те времена?
Тем не менее, даже при столь скудной информации о результатах экспериментов Николы Тесла, можно утверждать, что он знал об электромагнитных свойствах эфира то чего пока не знает современная наука.
На основании вышесказанного можно считать экспериментально доказанным существование эфира, как некоторой субстанции, заполняющей всё пространство и имеющей какие-то физические свойства. Вот только сами эти свойства пока неизвестны, или точнее - экспериментально не выявлены.
Несмотря на непризнание эфира официальной наукой, существует немало различных гипотез о свойствах эфира. Спектр взглядов на строение и свойства эфира весьма широк. Представления об эфире противоречивые и зачастую исключающие друг друга.
Иногда эфир представляют в виде сплошной безчастиной массы. В других гипотезах эфир выступает как газ, состоящий из сверхмалых (более мелких, чем элементарные частицы) и сверхлёгких частиц. В третьих это сверхтекучая проникающая внутрь вещества жидкость.
Многие гипотезы наделяют эфир различными физическими характеристика, такими как масса, упругость, вязкость, различные электрические и магнитные свойства и т. д.
При этом, конечно не приводится никаких реальных доказательств истинности предложенных моделей.
В некоторых гипотетических моделях эфир даже предполагается как базовая материя Вселенной, то есть из частичек эфира состоят все «элементарные» частицы, известные в современной физике.
При хорошо развитой фантазии можно придумать несколько десятков всевозможных моделей о составе и свойствах эфира.
Только ведь все эти гипотетические модели не имеют никакого экспериментального подтверждения. Поэтому бессмысленно рассматривать и тем более анализировать их.
При написании моделей эфира слишком уж часто используется метод аналогий. В основе метода лежит сравнение наглядных явлений с абстрактными. Например, аналогии между гидродинамикой и электродинамикой.
Однако аналогии могут быть как истинными, так и ложными, поэтому метод требует экспериментальной проверки. То есть, применение метода аналогий не всегда правомерно. Например, по аналогии с электрическими зарядами Поль Дирак выдвинул гипотезу о существовании магнитных моноплей — элементарных магнитных зарядов, которые до сих пор не могут обнаружить экспериментально.
Следует сразу же отметить, что сравнение такой почти неизученной среды как эфир с газом или жидкостью, и применение законов их движения к эфиру, совершенно некорректно.
В теоретическом обосновании концепции эфира, не касаясь конкретных моделей, пока можно выделить только два его свойства: как среды-носителя взаимодействий и его неувлекаемость движущимися телами (неподвижность).
А возможно ли, вообще определить свойства эфира, если его нельзя увидеть или заключить в определённый объём? Как построить теорию эфира, не определив его свойств?
Без раскрытия свойств эфира разработать его теорию конечно же невозможно.
Но современные технические возможности пока не позволяют увидеть и измерить параметры эфира. Значит нужно попробовать оценить его свойства через способность их проявления в процессе тех или иных природных явлениях и в экспериментах. Можно увидеть не сам эфир, а его проявление в природе или некий физический эффект от его воздействия.
Наверное официальной академической науке давно пора отказаться от неконструктивных запретов и всерьёз заняться созданием теории эфира. Ничего кроме пользы это не принесёт.