Сергей Семиков - Баллистическая теория Ритца и картина мироздания

• Название: Баллистическая теория Ритца и картина мироздания
• Автор: Сергей Семиков
• Издательство: ООО "Стимул-СТ"
• Жанр: Техническая литература
• Год: 2010
• ISBN: 5-88022-175-X

Век назад, 7 июля 1909 г., оборвалась нить жизни талантливого молодого учёного Вальтера Ритца, успевшего за 31 год своей жизни сделать очень многое в науке. До сего дня в спектроскопии пользуются комбинационным принципом Ритца, а в физике, математике и технике — вариационным методом Ритца. Однако его другие ещё более важные научные разработки преданы забвению ввиду их расхождения с догматами теории относительности и квантовой физики. Это — разработанные Вальтером Ритцем в 1908 г, за год до смерти баллистическая теория и магнитная модель атома. Скоропостижная трагическая гибель учёного помешала ему довести до конца и доказать эти фундаментальные концепции света и атомов, электромагнетизма и гравитации. В результате имя и теории Ритца вскоре были забыты хотя именно баллистическая теория легко красиво и наглядно объясняет многие загадки природы. Дабы восстановить историческую справедливость и напомнить о незаслуженно забытом научном и жизненном подвиге Вальтера Ритца была написана эта книга, где автор популярно изложил и развил с учётом уровня современной науки Баллистическую Теорию Ритца.

---

Колебания блеска пульсаров в оптике и рентгене заметно плавней, чем в радиодиапазоне. Вероятно, это вызвано тем, что в радиолучах эффект Ритца проявляется гораздо сильней, чем в оптических, а, потому, ведёт к лучшей концентрации света. Ведь, как выяснили ранее (§ 1.13), за счёт взаимодействия с межзвёздной средой, свет от переизлучения постепенно утрачивает скорость источника, и эффективное расстояние L в формуле Ритца снижается. Поэтому, в оптическом диапазоне колебания яркости у пульсара менее выраженные и более плавные, подобно всплескам интенсивности у клистрона, отвечающим малым расстояниям (Рис. 73). Поглощение света средой может приводить и к сдвигу всплесков оптического и рентгеновского излучения по фазе, как у пульсара PSR 0833-45 [151, с. 524], а, также, — к сильному снижению яркости, отчего большинство пульсаров регистрируют лишь в радиодиапазоне. Радиоизлучение гораздо меньше взаимодействует с межзвёздной средой и, потому, во-первых, меньше поглощается, а во-вторых, длительно сохраняет скорость, полученную при запуске. А, потому, эффект Ритца приводит в радиодиапазоне к гораздо более острой временной фокусировке радиоизлучения, в виде очень высоких и коротких пиков. В формуле T'= T(1—La/c2) приведённое, с учётом переизлучения межзвёздной средой, эффективное расстояние L (на котором идёт преобразование излучения по эффекту Ритца) в радиодиапазоне получается гораздо больше, чем в оптическом.

Именно поэтому, пульсар мигает иначе, чем цефеида: он меняет радиояркость не плавно, но даёт отрывистые и мощные импульсы радиоизлучения. Столь яркие и короткие вспышки, вероятно, вызваны тем, что при движении пульсара его ускорение a в некоторые моменты бывает в точности равным с2/L, и пропорциональная T/T' яркость оказывается бесконечна. Это возможно в случае, если кривая лучевых скоростей пульсара настолько перекошена, что её петли заходят друг за друга. При этом возникает несколько изображений пульсара: в силу неоднозначности вертикальная линия (временной срез) пересечёт кривую несколько раз (§ 2.14). А в моменты, когда эта линия, смещаясь, касается кривой, обеспечивая равенство a=с2/L (Рис. 91), яркость звезды по эффекту Ритца становится бесконечной. Но и длится момент касания предельно мало T΄=T(1-La/c2)=0. Так рождаются резкие вспышки пульсара, аналогичные периодичным вспышкам импульсного лазера, также преобразующего небольшую среднюю мощность накачки от непрерывно работающего источника света в краткие, но зато очень мощные импульсы лазерного излучения, за счёт аккумулирования энергии в малом временнóм интервале. Интересно, что и типичные формы импульсов, даваемых пульсарами, очень напоминают те, что должны получаться в двойных системах за счёт временнóй фокусировки света, а также типичные формы электронных импульсов в клистронах (Рис. 73). Именно такие острые двойные и одиночные пики импульсов наблюдаются и в пульсарах [80; 151, с. 523].

Рис. 91. Касание в момент t1 создаёт радиоимпульс пульсара. В момент t2 пульсар даёт 7 изображений (k=7).

Поражает в пульсарах и частота их импульсов, следующих друг за другом через доли секунды. Любое космическое тело, крутимое с такой частотой, разорвут центробежные силы. Но для БТР огромная частота и малый период — не проблема. Ведь реальный период обращения звезды P может составлять обычную для мигающих звёзд величину в несколько суток, которые для отдалённого наблюдателя вполне могут сжаться в доли секунды (период P΄, с которым и меняется видимая радиояркость звезды) от сильного эффекта Ритца P΄=P(1-La/c2), вызванного притяжением другой звезды. С помощью БТР удаётся легко объяснить и то, почему периоды пульсаров плавно нарастают, хотя иногда происходят и резкие их изменения. Как в случае цефеид, это может быть вызвано приливными силами и столкновениями, меняющими период обращения (§ 2.12). Интересно, что наряду с обычными обнаружены и рентгеновские пульсары, посылающие к нам из глубин космоса проблески уже не радио-, а X-излучения. У них период с течением времени обычно не растёт, а падает [76]. Вызвано это может быть тем, что их двойные системы гораздо тесней, чем в пульсарах. Поэтому, там преобладает не приливное трение, а релятивистские эффекты (предсказываемые не только ОТО [26], но и БТР § 2.3), постепенно уменьшающие радиус и период обращения, мигания звезды.

Впрочем, плавное изменение периода миганий пульсара может быть и мнимым, если оно вызвано постепенным изменением ускорения a системы пульсара и эффектом Ритца: для радиопульсаров, у которых период миганий P΄=P(1-La/c2) плавно нарастает от дрейфа ускорения a, прежде он мог равняться нулю, за счёт точного равенства a=с2/L. Но тогда сжатие периодов до нуля должно бы было привести к гигантскому росту яркости звезды, как в случае сверхновых (§ 2.18). И, действительно, пульсар в Крабовидной туманности наблюдается на месте сверхновой, вспыхнувшей там тысячелетие назад, и примерно такой же срок нужен пульсару, дабы увеличить период от нуля до нынешних 0,03 секунд [151]. С другой стороны, рентгеновские пульсары, период P΄ которых плавно уменьшается, ввиду приближения ускорения к критическому значению a=с2/L, в будущем могут вспыхнуть как сверхновые, а затем превратятся в радиопульсары, которые будут уменьшать период миганий. Причём, раньше всего должны вспыхнуть рентгеновские пульсары с наименьшим периодом и с наивысшей скоростью его снижения.

Огромную частоту вспышек пульсаров можно объяснить и другим механизмом. Выше было показано, как пульсар создаёт несколько изображений, видимых одновременно и налагающихся одно на другое, причём их число k может достигать тысяч (Рис. 91). И, если двойная система пульсара сама входит в другую систему (Рис. 80.2), та умножит число изображений, а значит и частоту вспышек ещё в k раз. В свою очередь, эта тройная система может входить в ещё одну и т. д. Результирующая частота вспышек, равная исходной, помноженной на коэффициент мультипликации k каждой из систем, может стать огромной. В космосе такие кратные, многоуровневые системы обычны, в том числе, и среди пульсаров, скажем того же PSR J0737-3039A, каждый компонент которого, судя по всему, имеет по спутнику, провоцирующему вспышки центральной звезды. В отличие от БТР, легко объясняющей многие особенности пульсаров, современная теория, представляющая их быстровращающимися нейтронными звёздами (§ 2.20), чем дальше, тем больше запутывается. Обнаружены, к примеру, пульсары с периодом во многие секунды, вообще не способные генерировать радиоизлучения, по официальной теории пульсаров. Это и упомянутый PSR J0737-3039A, и PSR J2144-3933, имеющий периодом миганий 8,5 с ("Наука и жизнь" 2000, № 2).

Таким образом, по верному замечанию Лукреция (см. эпиграф § 2.19), наблюдая явления космоса, не стоит принимать увиденное за действительное, поскольку легко подвергнуться обману зрения. Интересно, что задолго до Коперника и Галилея, Лукреций связывал такой обман чувств с относительностью движений, в том числе для света. И, действительно, как было показано, переменность многих звёзд, особенно, пульсаров, представляет собой лишь видимость, иллюзию, обусловленную относительным характером движения света (по сути, баллистическим принципом § 1.9) и эффектом Ритца, — наложением лучей света, испущенных в разные моменты времени и неразличимых по отдельности ни глазом, ни прибором. Поэтому, мнимость вспышек пульсаров или мнимость движений светил по небосводу, открытую Коперником, можно установить только с помощью разума, способного распознать иллюзию.

Вот и всё, что пока можно сказать о переменных звёздах-маяках. Когда в космос уйдут первые межзвёздные корабли, дорогу им, как на заре мореплавания, будут указывать звёзды. Среди них много таких, которые уже сейчас называют "маяками Вселенной", — это мигающие звёзды-цефеиды, вспышками сигнализирующие о том, как далеко от нас островки звёзд и галактик, разбросанные в безбрежном океане космоса. Имеются во Вселенной и радиомаяки, вроде тех, что сетью покрывают нашу планету и стандартными радиоимпульсами указуют путь кораблям. Им соответствуют пульсары, регулярно посылающие к Земле импульсы радиоизлучения. Наконец, мы упомянули новые и сверхновые звёзды аналогичные сигнальным ракетам, кострам, хорошо заметным издалека. Теперь видим, что все эти переменные звёзды-маяки, данные нам в помощь природой, имеют общее устройство: это самые обычные двойные звёзды, орбитальное движение которых за счёт эффекта Ритца приводит к периодичным колебаниям блеска и спектра. Будем надеяться, что светоносные идеи Ритца и сверкающие звёзды, эти маяки, светочи познания Вселенной, наконец, разгонят мрак и укажут выход из лабиринта тупиков, фьордов и рифов, в который завела науку неклассическая, абстрактная, тёмная физика.