Эффект Рёмера описывает распространение периодической структуры электромагнитного излучения, звеньев, в вакууме, пустом пространстве, в отсутствии какой либо среды, — эфира, «поля», «физического вакуума» и т. д., влияющей на движение электромагнитного излучения, и имеет только один вариант, взаимное инерциальное движение источника и приемника. При этом не существенно, что считается неподвижным, источник или приемник, сам эффект и его математическое описание в системе приемника остаются одинаковыми. В эффекте Рёмера длина звена не изменяется, кажущееся изменение вызвано способом нашего измерения длины звена.
Оставим для обозначения пространственных размеров естественного звена символ , принятый в настоящее время для длины так называемой электромагнитной «волны». В измерительной установке Физо, так же как и в электромагнитном излучении, звенья в каждом конкретном случае равны между собой, что позволяет ввести еще одну величину, характеризующую световой поток:
где — количество или частота прохода звеньев в системе наблюдателя за единичный интервал времени. Теперь имеем:
а выражения (2) — (9) в этом случае приобретают следующий вид.
а) Источник удаляется от наблюдателя, скорость света относительно него равна с – v. Звенья проходят в его системе с частотой
Частота уменьшается на величину
Если бы частота звеньев оставалась первоначальной, то согласно способу нашего измерения каждое звено имело бы длину
Звено в этом случае становится «длиннее» на величину
б) Источник приближается к наблюдателю, скорость света в его системе равна с + v, частота прохода звеньев увеличивается, а длина звена «уменьшается», т. е. имеем
Выражения (17) и (21), показывают, что величина изменения частоты звена зависит только от скорости света относительно приемника, а из (19) и (23) следует, что величины изменения длины звена зависят от способа измерения. Это есть многократно проверенный практикой эффект О. Рёмера.
4.3. Звездная аберрация
В 1727 г. астроном Д. Бредли открыл явление звездной аберрации, которое заключается в том, что все звезды в течение года описывают на небесной сфере эллипсы с большой полуосью, наблюдаемой с Земли под углом = 20,5». Аберрация обусловлена движением Земли по орбите вокруг Солнца со скоростью v = 29,8 км/с (рис. 5).
Чтобы с движущейся Земли наблюдать звезду, необходимо наклонить трубу телескопа вперед по движению, так как за время, пока свет проходит трубу, окуляр вместе с Землей передвинется вперед. (Это точная аналогия движения, например, капли дождя в движущемся вагоне, попадающей через отверстие в крыше, если пренебречь сопротивлением воздуха). Очевидно, что v / c = tg , при малом tg = . Измерив угол = 20,3» и используя правило расчета сложения скорости света со скоростью источника c = v / tg , Бредли довольно точно вычислил скорость света [3, с. 262].
Скорость света относительно звезды — излучателя, равна с, а в системе Земли — приемника, движущегося со скоростью v перпендикулярно направлению движения света, равна с1 и находится по формуле
Угол называется постоянной аберрации и обозначается буквой k. Указанная величина звездной аберрации с учетом постулата
На самом деле величина аберрации для различных звезд
Известно, что некоторые звезды во Вселенной движутся со значительными скоростями относительно Солнечной системы. Свет от звезд, которые приближаются к нам или удаляются от нас со скоростью порядка 300 км/с, изменяет свою скорость на Земле на такую же величину. Величина аберрации этих звезд тоже изменяется до минус или плюс 0,02'', что значительно превышает современную разрешающую способность приборов в определении положения звезд (0,001'').
Разнобой в измерениях величины аберрации связан не только с неравномерностью движения Земли по орбите и техническими сложностями, но и с ошибочным представлением о скорости света.
4.4. Поперечный эффект Рёмера
Одним из следствий теории относительности, которое, якобы, не может быть объяснено классической физикой, является поперечный эффект Рёмера (Доплера). Эффект состоит в том, что частота света — 1, регистрируемая в поперечном направлении к направлению движения источника, уменьшается и равна
где — частота излучаемого света, = v/c; v — скорость движения источника, с — скорость света относительно источника.