Никола Тесла — повелитель молний. Научное расследование удивительных фактов.

В те далекие времена на физико-математических отделениях университетов профессора рассказывали студентам об очень странной с нашей точки зрения физической картине мира. Согласно ей, все окружающие тела, планеты и звезды плыли в абсолютно прозрачной и неуловимой органами чувств среде, которая в то же время была намного тверже алмаза, — эфире. Сверхтвердая и неуловимая... очень странные качества, которые ни тогда, ни сейчас никто бы не смог объяснить, — конечно, с научной точки зрения. Зачем же понадобилась ученым такая противоречивая физическая модель эфира? Для объяснения распространения света!

Свет всегда был и остается большой научной загадкой. Долгое время ученые спорили о том, из чего состоит луч света — из частиц или волн. В конце концов, победил компромисс: волны света являются своеобразными световыми кентаврами (см. рис. 25 на вклейке), ведь в литературе этот образ используется, когда надо объединить в одно целое предметы с совершенно разными свойствами. Сейчас мы знаем, что световые волны разлиты в пространстве, а когда их прибой достигает вещества, они распадаются, превращаясь в атомы света — фотоны. Впрочем, это современный взгляд на природу света, а во времена постановки опытов Майкельсона в очередной раз победила волновая теория света. По этой модели распространение света напоминает волны в тихой заводи пруда от брошенного камешка, который и моделирует источник света. При этом сам пруд, расширенный во вселенский океан, и является прообразом светоносного эфира.

Высший судья для любой теории — опыт, вот и американский исследователь Майкельсон в 1881 году поставил эксперимент по выявлению относительного движения эфира. Его целью было обнаружить абсолютное движение нашей планеты среди океана абсолютно покоящегося светоносного эфира. Вспомните катание на велосипеде. Даже при совершенном безветрии (или штиле, как говорят моряки) в движении чувствуется ток воздуха как результат перемещения относительно него. Вот и Майкельсон считал, что сможет обнаружить эфирный ветер, налетающий на Землю, при ее движении в неподвижном эфире. Для своего эксперимента он сконструировал довольно сложную установку, но сама схема опыта была очень проста: ученый измерял скорость света вдоль и поперек полета Земли в эфирном океане. Ясно, что если ветер дует вам навстречу, то ваша скорость снижается, а если сбоку, то нарушается лишь ваше равновесие.

Итак, Майкельсон начал серию своих измерений... Опыты повторялись много раз в различное время суток и года и всегда давали четкий отрицательный результат. Движение эфира зафиксировать не удавалось, и скорость света была абсолютно одинакова во всех направлениях! Какой же вывод можно было сделать из такого решительно не удавшегося эксперимента?

Можно было, конечно, вернуться к средневековой картине мира в геоцентрической системе отсчета с абсолютно неподвижной Землей, вокруг которой вращалась бы вся остальная Вселенная. Но со времен Коперника ученые уже получили много экспериментальных доказательств движения Земли. Да и кто же в конце «просвещенного» века пара и электричества мог согласиться с абсурдной картиной обращения гигантского светила, в 1 300 000 раз большего Земли, вокруг нашей планеты? Ну а звезды, чудовищные по размерам и массе и отстоящие от нас на расстояния, измеряемые уже даже не привычными километрами, а космическими световыми годами, проходимыми светом с невообразимой скоростью в 300 000 км/с? Какие совершенно невообразимые скорости должны иметь звездные маяки Вселенной, отстоящие на миллионы световых лет, чтобы успеть за сутки обернуться вокруг космической пылинки под названием Земля?!

Вот поэтому ученые и начали искать другие пути спасения чудесного эфира. Первым предложил свою гипотезу ирландский физик Джордж Френсис Фицджеральд (1851-1901). Он объяснил отрицательный результат эксперимента Майкельсона тем, что под воздействием встречного давления эфира все размеры окружающих предметов и, конечно же, измерительных приборов сокращаются в направлении движения нашей планеты по орбите. Вспомним, что время прохождения участка пути равно этому же пути, деленному на скорость:

Время = путь / скорость.

Следовательно, если уменьшение скорости волны света под влиянием течения эфира будет в точности соответствовать уменьшению пути вследствие его сокращения под эфирным давлением, то время прохождения этого пути будет всегда постоянным — хоть с эфирным ветром, хоть без него. В этот же период появились работы видного голландского физика-теоретика Хендрика Антона Лоренца (1853-1928). Он несколько позже, но независимо от Фицджеральда, пришел к гипотезе о сокращении размеров тел. Лоренц считал, что при этом сокращаются размеры орбит электронов — элементарных частиц, которые облачками окутывают атомное ядро. Впоследствии это сокращение получило название «сокращения Фицджеральда — Лоренца».