Затмение - спутник
Cтраница 3
Упомянем, далее, что теория Лоренца оставляет открытой возможность обнаружения эффектов эфирного ветра первого порядка при помощи гравитации. Так, например, как было указано Максвеллом, движение Солнечной системы относительно эфира должно иметь следствием первого порядка неравенство времен затмения спутников Юпитера, Бертон ( Burton С, YT Phil. [31]
В конце XVII века датский ученый Олаф Ремер, наблюдая затмение спутника планеты Юпитер, попадающего при каждом обращении вокруг планеты в ее тень, заметил, что в то время, когда Земля в своем годовом движении вокруг Солнца приближается к. Юпитеру, промежутки времени между затмениями уменьшаются по сравнению с временем, когда Земля удаляется от Юпитера. Он объяснил это различие тем, что при приближении Земли к Юпитеру запаздывание, с которым мы наблюдаем события, происходящие вблизи Юпитера ( затмения спутника), уменьшается, а при удалении - увеличивается. Суммарное различие в запаздывании должно равняться времени, которое свет затрачивает на прохождение диаметра земной орбиты. Скорость света равняется, таким образом, диаметру земной орбиты, разделенному на наибольшее различие в запаздывании наблюдения затмений. [32]
Впервые скорость света была измерена в космосе; при этом было использовано описанное выше явление запаздывания светового сигнала, приходящего с большого расстояния, относительно момента выхода сигнала. В конце XVII столетия датский ученый Олаф - Ремер, наблюдая затмение спутника планеты Юпитер, попадающего при каждом обращении вокруг планеты в ее тень, заметил, что в то время, когда Земля в своем годовом движении вокруг Солнца приближается к Юпитеру, промежутки времени между затмениями уменьшаются по сравнению с временем, когда Земля удаляется от Юпитера. Он объяснил это различие тем, что при приближении Земли к Юпитеру запаздывание, с которым мы наблюдаем события, происходящие вблизи Юпитера ( затмения спутника), уменьшается, а при удалении - увеличивается. Суммарное различие в запаздывании должно равняться времени, которое свет затрачивает на прохождение диаметра земной орбиты. [33]
Поэтому первая часть второго постулата не нужна, она лишь затемняет его смысл. Именно этот факт и должен был быть согласован с принципом относительности, поэтому, на мой взгляд, второй постулат должен быть сформулирован так: скорость света не зависит от скорости его источника и в силу этого постоянна фактически только в одной системе... Вывод же о том, что скорость света относительно движущейся системы непостоянна, можно было бы сделать за 230 лет до появления теории относительности, когда Ремер измерял скорость света по наблюдениям затмений спутников Юпитера, регулярно скрывающихся в его тени. При этом было замечено, что, когда Земля приближалась к Юпитеру, период между затмениями спутника оказывался меньше, чем при удалении Земли от Юпитера. [34]
Поэтому первая часть второго постулата не нужна, она лишь затемняет его смысл. Именно этот факт и должен был быть согласован с принципом относительности, поэтому, на мой взгляд, второй постулат должен быть сформулирован так: скорость света не зависит от скорости его источника и в силу этого постоянна фактически только в одной системе... Вывод же о том, что скорость света относительно движущейся системы непостоянна, можно было бы сделать за 230 лет до появления теории относительности, когда Ремер измерял скорость света по наблюдениям затмений спутников Юпитера, регулярно скрывающихся в его тени. При этом было замечено, что, когда Земля приближалась к Юпитеру, период между затмениями спутника оказывался меньше, чем при удалении Земли от Юпитера. [35]
 |
Определение скорости света по О. Ремеру. [36] |
Его идея была очень проста. Один из наблюдателей, находящийся на расстоянии нескольких километров от другого, открывал заслонку на фонаре, посылая второму световой сигнал. Заметив свет, второй открывал заслонку своего фонаря, и свет распространялся по направлению к первому наблюдателю. Проанализировав результаты многолетних наблюдений затмения спутника Юпитера Ио, он заметил, что когда Земля 3 находится на отдаленной от Юпитера Ю точке своей орбиты ( рис. 25), Ио появляется из тени Юпитера на 22 мин позже. За это время свет проходит расстояние, равное земной орбите. Поскольку диаметр в то время был известен лишь приблизительно, Ремер не привел конкретного значения скорости света. [37]
Для более углубленного понимания приведенных рассуждений необходимо учесть, что хотя за 42 5 ч между двумя последовательными затмениями спутника Юпитера Земля в положении 1 успевает переместиться по своей орбите на 5 26 млн. км, она тем не менее почти совсем не успевает удалиться от Юпитера. Поэтому время, измеренное между последовательными затмениями, является точной мерой истинного периода обращения спутника. Через три месяца, когда Земля находится в положении 2, положение в корне меняется. Здесь за время между двумя последовательными затмениями Земля удаляется на 5 26 млн. км от Юпитера. Вблизи положения 2 через каждые 42 5 ч затмение спутника увеличивает свое кажущееся опоздание на 15 3 с. К моменту достижения Землей положения 3 это опоздание достигает 16 мин 20 с. В других положениях Земли на ее траектории между положениями /, 2 и 3 период обращения спутника кажется нам увеличенным по сравнению с 42 5 ч на величину, меньшую 15 3 с. К моменту возвращения Земли в положение / вся прежняя потеря времени полностью компенсируется. Таким образом, для предсказания момента затменил можно пользоваться средним кажущимся периодом обращения спутника вместо однократно измеренного. Это дает более точный результат. [38]
Однако, именно постоянство скорости света нельзя непосредственно и полностью проверить на опыте. Как уже указывалось ( § 7), непосредственное определение скорости света возможно только в результате измерения промежутка времени, в течение которого световой сигнал распространяется туда и обратно. Поэтому все непосредственные определения скорости света основаны на предположении, что световые сигналы в обе стороны распространяются с одинаковой скоростью. Правда, существуют астрономические методы определения скорости света, в которых измеряется только время распространения светового сигнала оттуда сюда. Таков метод Ремера, в котором используется видимое нарушение периодичности затмений спутников Юпитера. Ремер обнаружил, что время между двумя последующими затмениями каждого из спутников Юлитера, по мере увеличения расстояния между Юпитером и Землей, постепенно возрастает, а затем, после того как это расстояние начинает уменьшаться, время это снова постепенно сокращается. Из-за конечной скорости распространения света момент, когда затмение наблюдается на Земле, запаздывает, если за время между двумя затмениями расстояние между Землей и Юпитером возросло, и наоборот, этот момент наступает раньше, если расстояние уменьшилось. Между тем вопрос о постоянстве скорости света должен быть решен до того, как сформулированы законы движения, ибо для формулировки и проверки законов движения мы уже должны пользоваться световыми сигналами для отсчета времени и должны сделать предположения об их свойствах. Чтобы пояснить, почему метод Ремера неудовлетворителен с точки зрения интересующего нас вопроса о пригодности световых сигналов для отсчета времени), можно привести следующую аналогию. Если мы уже сформулировали первый закон Ньютона, то мы могли бы проверять постоянство длины линейки, измеряя, проходит ли материальная точка, движущаяся по инерции, путь от одного конца линейки до другого за одно и то же время. [39]
Наблюдая затмения четырех спутников Юпитера, Ремер обратил внимание, что промежуток между последовательными затмениями увеличивается, когда Земля удаляется по орбите от Юпитера, и становится короче, когда Земля приближается к Юпитеру. Вероятно, подумал ученый, при изменении расстояния между двумя планетами изменяется и время, необходимое для того, чтобы свет от Юпитера дошел до Земли. Грубо оценив размеры земной орбиты и зная временную разницу в затмениях спутников Юпитера, Ремер подсчитал, чтб скорость света составляет 140 000 миль / с. Понятно, что такое огромное число, полученное в результате весьма дерзкой, хотя и успешной, попытки, вызвало недоверие у современников астронома. [40]
Его идея была очень проста. Один из наблюдателей, находящийся на расстоянии нескольких километров от другого, открывал заслонку на фонаре, посылая второму световой сигнал. Заметив свет, второй открывал заслонку своего фонаря, и свет распространялся по направлению к первому наблюдателю. Проанализировав результаты многолетних наблюдений затмения спутника Юпитера Ио, он заметил, что когда Земля 3 находится на отдаленной от Юпитера Ю точке своей орбиты ( рис. 25), Ио появляется из тени Юпитера на 22 мин позже. За это время свет проходит расстояние, равное земной орбите. Поскольку диаметр в то время был известен лишь приблизительно, Ремер не привел конкретного значения скорости света. Выводы Ремера были приняты с большим недоверием, сама мысль о существовании столь большой скорости была слишком непривычной для того времени. Даже предсказанное Ремером на основании своего открытия запаздывание затмения спутника не рассеяло сомнений. Дополнительные подтверждения справедливости его выводов были получены только после его смерти. [41]
Резерфорд теоретически предсказал существование нейтрона, который был позже открыт Джеймсом Чедвиком. Рей первым разделил цветковые растения на однодольные и двудольные. В 1950 году Рейнуотер разработал новую теорию строения атома, основанную на открытии того факта, что ядро имеет несферическую форму. Он предположил, что большинство ядерных частиц образуют внутреннее ядро, а остальные - внешнее, причем формы этих групп влияют друг на друга. Рейнуотер считал, что если некоторые внешние частицы движутся по сходным орбитам, то в результате их взаимодействия может выделяться энергия, достаточная для того, чтобы деформировать ядро. В 1975 году Рейнуотер, Моттельсон и Бор были удостоены Нобелевской премии по физике. Приблизительно в 186 ] году Рейс сконструировал прообраз телефона. Британский журналист, родившийся в Германии. В 1849 году он открыл телеграфное агентство новостей, а в 1851 году перенес штаб-квартиру этой организации в Лондон. Швейцарский химик и фармаколог, родившийся в Польше. В 1950 году он был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине вместе с Эдуардом Кендаллом и Филипом Хенчем за работу о гормонах коры надпочечников. Вместо четырех слоев он выделил три: эктодерму, мезодерму и энтодерму, и выяснил, какую роль играет каждый из них в эмбриональном развитии. В 1838 году Ремак открыл, что симпатические нервные волокна не имеют миелиновой оболочки и что аксоны периферических нервов отходят от спинного мозга. В 1844 году он обнаружил симпатические нервные узлы в сердце ( ремаковы узлы) и нейрофибриллы в нейронах, а также выявил существование шести клеточных слоев в коре головного мозга. Он обнаружил, что теоретически предсказанное Джованни Кассини время затмений спутников Юпитера не соответствует наблюдаемому. [42]
Страницы: 1 2 3