Аннотация: В работе пойдет речь о двух замечательных открытиях "древней" астрономии.
Дорошев В.П.
Эффекты Ремера и Бредли
Наблюдательная астрономия выявила конечность скорости света и представила её столь же заметной, как заметна скорость звука на Земле. Физические явления, определяемые движением света, стали доступны для изучения с помощью нового физического прибора - телескопа, изобретение которого ознаменовало начало эпохи астрономических открытий, заложивших фундамент современной физической картины мира.
Обратимся к двум первым замечательным результатам наблюдательной астрономии.
1.Изменение периода затмений спутника Юпитера Ио в зависимости от направления движения Земли относительно системы Юпитер - Ио. Это открытие было сделано датским астрономом Олафом Ремером в 1675 году на основе анализа числовых данных астрономических таблиц Кассини. 2.Годовая звездная аберрация (наблюдаемое в течении года отклонение положения всех звезд на небесной сфере), впервые обнаруженной в 1728 году английским астрономом Дж. Бредли.
Объединяет эти явления общее свойство: в их участвуют два движущихся "объекта" - Земля (с наблюдателем, вооруженным телескопом) и свет (фотоны) от удаленного источника. Поскольку свет имеет релятивистскую скорость, то современная физика предлагает такие эффекты анализировать с помощью специальной теории относительности (СТО). Но в течении трех предшествующих столетий оба явления объяснялись с помощью классических представлений (других, конечно, при их открытии и не было).
Покажем, как выглядят известные классические объяснения этих эффектов.
Оба явления возникают в результате естественного движения Земли по орбите вокруг светила. Картина скоростей Земли относительно Солнца в течение года очевидно такая, как показано на Рис.1. В приведенной системе отсчета все другие составляющие скорости Земли в космическом пространстве оказываются не наблюдаемыми.
Рис.1. Земля и Солнце
Переместив вектора скоростей параллельно самим себе в одну точку, получим "сжатую" годовую картину скоростей Земли. Из бесконечного набора возможных значений векторов оставим только четыре (весна, лето, осень, зима) "сезонных" вектора скорости (Рис.2). На этом рисунке приведён также вектор скорости фотона, (перпендикуляр к фронту плоской электромагнитной волны) источника света S.
Рис.2."Сезонные" вектора скоростей Земли и вектор скорости фотона
Векторная диаграмма скоростей для случая максимального проявления эффекта Ремера (соответствует колениарности векторов скорости Земли и света от системы Юпитер-Ио) приведена на рис.3. (Скорости сближения-удаления V1р и V2р - псевдоскорости, поскольку это скорости не одного, а двух объектов).
Рис.3.Эфект Ремера
Достоверность этой векторной диаграммы подтверждается наблюдаемым изменением периода затмений спутника Ио в течении года, равным ±15,2 сек.
Векторной диаграмме скоростей для годовой звездной аберрации будет соответствовать Рис.4. Для этого явления (которое по имени его первооткрывателя можно назвать эффектом Бредли) вектора скорости Земли ортогональны скорости света для любого источника света, удаленного на расстояние, при котором параллакс не определяется современными астрономическим инструментами.
Рис.4.Эффект Бредли
В обоих рассмотренных случаях расчётная скорость фотона относительно Земли может оказаться больше скорости света, так, как она найдена по-другому: для двух движущихся объектов.
Результат расчета по формулам Рис.3и Рис.4 совпадает со значениями, измеренными напрямую, а это значит, что релятивистскую формулу сложения скоростей здесь применять нет необходимости. Если же требуется строгое релятивистское решение задачи, то трегольники скоростей Рис.4 становится равносторонними и угол α определяется через arcsin, который лишь в 9 знаке отличается от arctg.
Таким образом, расчёт параметров обоих "древних" астрономических эффектов нивелирует распространённое мнение о том, что нельзя использовать понятие скорость сближения-удаления с фотоном, которая больше С. Принципиально скорость сближения-удаления двух физических объектов может приближаться к двум скоростям света в вакууме.
В заключение отмечу, что физический смысл годичной звездной аберрации заключается в том, что определение положения звезды в течение года осуществляется с помощью приборов типа телескопа или астролябии.
В основу этих угловых измерительных инструментов положена "линейка" (расположенная от "прицела" до "мушки" - в астролябии (квандранте) или от объектива до окуляра - в телескопе), которая движется вместе с Землей.
В силу конечности скорости света возникает принципиальная необходимость коррекции положения линейки в условиях непрерывного смещения Земли в пространстве.
Это смещение и "рисует" аберрационный эллипс на "небесной" сфере.
Еще кое что об аберрации можно прочесть в моей работе Парадокс аберрации света
Ноябрь 2010
![[]](/img/d/doroshew/effektyremeraibredli/ris1.jpg)
![[]](/img/d/doroshew/effektyremeraibredli/ris2.jpg)
![[]](/img/d/doroshew/effektyremeraibredli/ris3.jpg)
![[]](/img/d/doroshew/effektyremeraibredli/ris4.jpg)