Почему концепция «мирового эфира» возвращается в физику: Возрождается учение, вот уже сто лет как признанное лженаукой

Наука считает: несмотря на вопиющую непохожесть разных уголков Вселенной, в целом законы физики везде одни

Фото: Shutterstock.

Эфир, концепция, окончательно отброшенная наукой в начале ХХ века – живее всех живых. Недели не проходит, чтобы в научных журналах не появилось статьи об эфире. Создаются научные общества, изучающие эфир, есть такие и в России. А сторонники теорий заговора утверждают, что «физики все врут», что квантовая механика и теория относительности созданы рептилоидами, дабы отвлечь народ от Подлинного Знания, и только эфир – священный Грааль подлинной мудрости.

Что же такого в старой гипотезе, что она по-прежнему будоражит? Разбираемся.

ЗАЧЕМ ЕГО ПРИДУМАЛИ

«Природа не терпит пустоты», сказал Аристотель, наблюдая, как вода тут же заполняет пустоты, если откачать воздух. Вывод казался логичным. Наука считает: несмотря на вопиющую непохожесть разных уголков Вселенной, в целом законы физики везде одни. Значит, пространство между планетами должно быть чем-то наполнено. Это «что-то» назвали эфиром.

Для Ньютона было очевидно, что гравитация воздействует от тела к телу потому, что между телами – эфир. В самом деле, нечто не может действовать через пустоту. Как вы себе это представляете?

Еще очевиднее это выглядело касательно света. Хотя Ньютон думал, что свет – это поток частиц (чем предвосхитил концепцию фотона), многочисленные опыты говорили, что свет – это волна (фотонная теория подтвердилась опытами лишь в начале ХХ века). Может ли существовать волна без носителя? Волны на море – без воды? Волны ветра – без воздуха?

Так что наука XIX века не сомневалась в существовании эфира. Но наука на то и наука, что во главе всего – опыт. Итак, эфир попытались обнаружить.

УШАТ ХОЛОДНОЙ ВОДЫ

Поскольку Земля, вращаясь вокруг Солнца (а вся Солнечная система - вокруг центра Галактики), движется относительно эфира, логично предположить, что земной шар как-то взаимодействует с эфирной средой. Вопрос, как. Эфир – вязкий? Земля увлекает эфир за собой («эфирный ветер»?) Или проходит сквозь него максимально легко? Но какой-то эффект быть должен!

Предположили: раз наша планета движется сквозь эфир, а эфир – среда, которая «носит» свет, вероятно, скорость света должна быть одной вдоль направления движения Земли, и иной – поперек. По ходу движения Земля как бы сжимает эфир, значит, свету двигаться «тяжелее».

Разные опыты показывали разное, но знаменитый эксперимент Майкельсона-Морли, технически убедительный даже сегодня, эффекта не подтвердил. Физики назвали этот факт «небольшим облачком на ясном небе теории», но из облачка развилась туча. Разразилась гроза, которая изменила физику. Появились квантовая механика и теория относительности.

От идеи, что свету нужен носитель, отказались легко. Во-первых, опыты с фотоэффектом возрождали старое представление Ньютона о фотонах (он называл их корпускулами). Частицам носитель не нужен, они и в пустоте полетят. Во-вторых, из уравнений Максвелла следовало, что существует электромагнитное поле, в нем-то и бегут световые волны. Свет теперь напоминает человека, который переходит через болото, и ставит мостки перед собой, а потом убирает. Вместо универсального носителя на все времена – временное, пока светит свет, поле, оно и есть носитель.

Но не все так просто.

ЭФИР ВЫШЕЛ ИЗ МОДЫ

Внимательный читатель уже заметил: мы предположили (а точно не знаем), что у эфира свойство увлекаться Землей, сжиматься, когда она на него летит, словом, взаимодействовать с материей. А кто сказал, что у него на самом деле такие свойства? Эксперимент показал не то, что эфира нет, а что у эфира нет такого свойства.

Альберт Эйнштейн, собственно, и не заявлял, что «эфира нет». Он писал: «эфирного ветра нет». Разные вещи, согласитесь.

Постулируя постоянство скорости света, теория относительности вовсе не отменяет эфир. Она говорит, что выявлять эфир, применяя свойства света, не получится.

Наконец, опыты Майкельсона и Морли продолжались до 1930-х, еще более тонко, и в конце концов стали получать интересные результаты. Но это уже никого не интересовало. Эфир был «отменен». На том этапе развития науки он в самом деле оказался… излишним, что ли. Вышел из моды.

Земля, вращаясь, и будучи увлечена Солнцем, движется относительно реликтового излучения, и мы это легко замечаем

Фото: Shutterstock.

БОЛЬШОЙ ВЗРЫВ ДАЕТ НАМЕК

Но уже в середине ХХ века исследователи обнаружили реликтовое излучение. Это «свет» Большого взрыва, который с тех пор никуда не делся, а – так и разлетается вместе с материей во все стороны, постепенно теряя энергию.

В наше время он так ее потерял, что предстает перед нами в радиодиапазоне. Ведь радиоволны – самые низкоэнергичные из всех видов электромагнитного излучения.

Штука в том, что реликтовое излучение – по сути тот же эфир. Всегда можно сказать, движется тело или покоится относительно эфира. Эфир – помимо того, что он носитель света, еще и универсальная система координат. Но точно так же всегда можно сказать, движется или покоится тело относительно реликтового излучения.

Так, Земля, вращаясь, и будучи увлечена Солнцем, движется относительно реликтового излучения, и мы это легко замечаем с помощью радиотелескопов.

Значит, универсальная система координат, вожделенная точка опоры, мерило всего – возможно, и оно вовсе не противоречит теории Эйнштейна.

А что, если эфир все-таки есть, причем такой, который также не противоречит теории относительности? Такой эфир называют «эйнштейновским». Статьи в рецензируемых журналах посвящены именно ему.

ПРОБЛЕМА ВРЕМЕНИ

Еще в 1970-е годы теоретики решили добавить в теорию относительности некий вектор, или выделенное направление. Один такой вектор мы постоянно ощущаем на личном опыте – время. Время течет только вперед, то есть у времени есть выделенное направление. Тогда как формулы классических теорий инвариантны (равнодушны) к времени, и допускают его течение назад.

B середине ХХ века исследователи обнаружили реликтовое излучение. Это «свет» Большого взрыва, который с тех пор никуда не делся

Фото: Shutterstock.

Постепенно сформировалась концепция, что этот вектор, это текущее вперед время, в чем-то закреплено. Например, в некоем поле. Это поле и есть «эйнштейновский эфир». Сам термин придумали лишь в 2004 году, когда обобщали все теоретические наработки на этот счет.

У теории «эйнштейновского эфира» есть плюсы. Например, с ее помощью легко (хотя кому как) показать, что с помощью подобного поля вещество собирается в объект, напоминающий звезду. Ура, мы объяснили, откуда берутся звезды.

Не так все радужно с черными дырами (не все их свойства объяснимы), но хуже, что эйнштейновский эфир, кажется, не дружит с физикой элементарных частиц. Теория делала некоторые предсказания, но они не оправдались.

ЖУЛЬНИЧЕСТВО С ТЕМНОЙ МАТЕРИЕЙ

Тем не менее, физики продолжают оттачивать теоретический инструментарий, а деваться-то им особо и некуда.

Чтобы согласовать классические теории и экспериментальные данные, пришлось изобрести темную материю и темную энергию. Того и другого никто не видел, а темная материя вдобавок принципиально не наблюдаема, поскольку не взаимодействует с веществом никак.

По сути это эфир в новом облике. Если бы у физиков XIX века было достаточно наглости, они бы сказали: никакой эксперимент никогда не покажет наличия эфира, поэтому данные Майкельсона и Морли ничего не доказывают. Конечно, и сегодня физики понимают, что просто так темную материю оставлять нельзя. Ее надо или найти, или это ненаучная концепция.

Поскольку пребывающая в глубоком кризисе наука допустила темную материю, почему бы не допустить и эфир. Именно этим объясняется колоссальный интерес к старой доброй концепции.

ЭФИР ЭФИРУ РОЗНЬ

Мы рассказали только об одном способе воскресить эфир. На самом деле их намного больше. В России немалое число людей, имеющих отношение к физике (учителя, преподаватели, исследователи) смотрят на эфир благожелательно. Ведь практически все законы физики можно объяснить как с современной точки зрения, так и с точки зрения эфира. Причем с эфиром даже проще. Это привлекает.

Но бросается в глаза, что сторонники «настоящего эфира», именно такого, как в XIX веке, выглядят менее убедительно. Как правило, это (внешне) логичные построения, основанные на элементарной математике, с большим количеством картинок, которые должны внушить неискушенному читателю, что «тут все просто и понятно».

Проще-то проще, но эти построения не выдерживают проверки серьезной математикой.

С другой стороны, стандартная модель (сумма официально признанных знаний о природе) также давно не выдерживает проверки практикой, хотя с математикой там все более-менее хорошо (что неудивительно, ведь сколько народу оттачивали формулы и формулировки). Ситуация один-один, как минимум.

Все ждут переворота в науке, все ждут появления «новой физики». Будет ли эта «новая физика» эфирной, мы не знаем. Но может быть.

СЛУШАЙТЕ ТАКЖЕ

Почему российские корабли долетают до МКС за 3 часа, а остальные за 2 дня (подробнее)