Во времена Ньютона вращение уже считалось абсолютным, так как наука имела представление о размерах вселенной, и признавать относительным вращение земли было неразумно – ведь такое представление заставляет все галактики вращаться вокруг земли ежесуточно. И об относительности стали говорить, как о прямолинейном движении.
Ньютон так сформулировал принцип относительности:
«Относительные движения друг по отношению к другу тел, заключённых в каком-либо пространстве, одинаковы, покоится ли это пространство, или движется равномерно и прямолинейно без вращения».
Сегодня относительным движением принято считать прямолинейное равномерное движение, что, вероятно, связано с решением парадокса Близнецов.
Надо понимать, что все практические расчеты строятся на конкретных измерениях скоростей, будь то движение тел на земле, или орбитальные движения планет и спутников. Ведь никто не станет утверждать, двигаясь, к примеру, на автомобиле, что его автомобиль неподвижен и относительно него движется и земля, и вообще весь мир. Практические рассуждения такого рода бессмысленны. Но, надо отдать должное классике – во времена господства геоцентризма это была прогрессивная и дерзкая мысль.
Только представьте – сместить старушку-землю из центра мира, превратить декоративный купол звездочек в огромную вселенную с гигантскими солнцами, а нашу планету – в точку, затерянную в глубинах бесконечности. Это дорогого стоило, и в средние века здорово захватывало дух. Сейчас-то мы уже привыкли, и не удивляемся, но тогда это впечатляло.
2. Эксперимент Майкельсона – Морли
В 1887 году была установлена абсолютная скорость в вакууме – скорость света: «Свет движется в вакууме всегда с постоянной скоростью, не зависящей от состояния испускающего свет источника».
Этот постулат озвучивался в Лондонской Академии Наук, и был использован Эйнштейном в своей знаменитой работе «К электродинамике движущихся тел», положившей начало специальной теории относительности.
Казалось бы, относительного движения нет, поскольку экспериментально было обнаружено движение абсолютное. Но не тут-то было. Окунемся немного в историю.
В 18–19 в. считалось, что волнообразное распространение света происходит в некой среде, подобно тому, как акустические волны распространяются в воздухе, а морские – в воде. Эта среда называлась «эфир» – субстанция, наполняющая весь космос. Колебания этой среды и есть свет.
Эфир, заполняющий все пространство, считался покоящимся в вакууме. Раз уж он находится везде, то и перемещаться ему некуда. И движение любого объекта, хоть и нельзя определить в вакууме, можно посчитать относительно эфира. Принцип относительности движения тут не работал, поскольку есть вездесущий покоящийся эфир, в котором можно измерить скорость любого объекта.
В 1887 году два американских физика – Альберт Майкельсон и Генри Морли провели эксперимент, чтобы подтвердить (или опровергнуть) существование мирового эфира посредством выявления «эфирного ветра» (или факта его отсутствия). Двигаясь по орбите вокруг Солнца, Земля совершает движение относительно гипотетического эфира полгода в одном направлении, а следующие полгода в другом. Следовательно, полгода «эфирный ветер» должен обдувать Землю и, как следствие, смещать показания интерферометра в одну сторону, полгода – в другую. Наблюдая в течение года за своей установкой, Майкельсон и Морли не обнаружили никаких смещений в интерференционной картине: полный эфирный штиль. Соответственно, эфира нет. (с) Статья из просторов Рунета.
Итак, эфир обнаружен не был. Но эксперимент, как было отмечено выше, установил другой пример абсолютного движения – скорость света в вакууме:
«Свет в вакууме всегда движется с постоянной скоростью с (около 300 000 км/с), не зависящей от состояния движения его источника».
Если посмотреть скептически, может возникнуть сомнение в правильности такого вывода. И действительно, как можно, пуская лучи света с земли, утверждать о скорости света в вакууме? Классический принцип относительности движения довольно убедительно говорит о невозможности подобного измерения.
Но, с другой стороны, свет может быть эталоном движения в вакууме. Скорость распространения света равна 300 000 км/с, а скорости всех остальных объектов определяем, сравнивая их со светом. Представьте, что в космосе есть лампочка, которая на миг включается. Свет от нее будет распространяться во все стороны со скоростью 300 000 км./с. Получится растущая сфера света, радиус которой увеличивается со скоростью света в секунду. Центр этой сферы будет неподвижен в вакууме. А если мы зажжем на миг кучу таких лампочек, которые летают в разных направлениях, то центры этих сфер будут неподвижны относительно друг дружки.