Баллистическая теория Ритца и картина мироздания

Нужно следовать мудрости природы, которая как бы больше всего боится произвести что-нибудь излишнее или бесполезное, но зато часто одну вещь обогащает многими действиями.

Николай Коперник, "О вращении небесных сфер" [41]

Выше мы видели, что орбитальное вращение двойных звёзд рождает многие космические феномены — переменность блеска и цвета звёзд, умножение числа изображений и другие космические миражи. Но баллистический принцип и эффект Ритца обогащают вращение звёзд и другими иллюзорными феноменами, вид которых представляется совершенно загадочным и необъяснимым, с позиций современной астрофизики. Так, кроме орбитального, весьма значимо осевое вращение звёзд, этих небесных пылающих сфер. Если для света справедлив классический принцип относительности (баллистический принцип), то эти сферы перестанут выглядеть сферами: крутящиеся звёзды покажутся нам вытянутыми, словно эллипсоиды. Чтобы доказать это, рассмотрим звезду с удалённостью L, радиусом R и угловой скоростью ω (Рис. 84). Одна сторона звезды удаляется от нас с окружной скоростью v=ωR, а другая — с той же скоростью приближается. По принципу относительности Галилея, скорость света c механически сложится со скоростью испустивших его точек, участков звезды. Поэтому, свет от приближающегося края M прибудет к нам за время

L/(c+ωR), а от удаляющегося N — за время L/(c—ωR) и воспримется примерно на время T=2L

ωR/c² позднее.

Рис. 84. Запоздание света от правого края звезды в сравнении с левым приводит к искажению её вида.

За это время звезда, летящая с линейной скоростью V, сместится на расстояние S= VT= 2

LVωR/c². Поэтому свет двух боков звезды, видимых нами одновременно, в действительности, — испущен в разные моменты времени, из разных положений звезды, разнесённых на расстояние S. Прочие точки звезды имеют промежуточные лучевые скорости и потому непрерывно заполняют отрезок S. Выходит, по принципу относительности, вместо звёзд-точек мы должны наблюдать звёзды-отрезки, штрихи? Изображение звезды оказалось бы смазанным, размытым вдоль видимой траектории её движения, словно на фотоснимке звёздного неба с большой выдержкой. Однако, при имеющихся линейных и окружных скоростях звёзд, их размытие S столь мало, что даже сквозь сильнейшие телескопы звезда будет видна как точка. В самом деле, разрешение лучших астрономических труб составляет порядка угловой секунды (1''— 0,1''). При этом, угол, под которым виден отрезок S, равен S/L

= 2VωR/c² радиан, что даже для самых быстрых звёзд с линейными и окружными скоростями в 200 км/с даёт угол размыва в 0,2 угловой секунды. Поэтому, для большинства звёзд "вытянутость" будет незаметна.

Но это — лишь при наблюдении в простые телескопы. А в настоящее время стали широко развиваться интерферометрические методы телескопии, дающие столь высокие угловые разрешения (до 0,0001''), что становятся различимыми диски звёзд. И, как раз, тут учёных ожидал сюрприз, поскольку эти наблюдения, способные выявить эффект размытия, реально его обнаружили и дали весьма странные, несогласные с нынешней физикой результаты. Так, некоторые быстровращающиеся звёзды и впрямь оказались сильно вытянутыми. Примером тому может служить звезда Ахернар (α Эридана), имеющая гигантскую окружную скорость: что-то около 240 км/с. К удивлению учёных, звезда имеет вид не круга, а вытянутого эллипса с отношением осей, равным 1,5. Как признаются учёные, даже быстрое вращение не смогло бы сплющить звезду в столь сжатый эллипсоид [141].

Так, может, этот эллипсоид — следствие размыва звезды? В самом деле, если условно разделить диск звезды на полосы, то размытие диска создаст видимый сдвиг каждой полосы, пропорциональный её лучевой скорости ωr, т. е. расстоянию r до центра O. Тогда, в зависимости от направления движения звезды, её видимый диаметр MN растянется или сожмётся на величину S, придав ей вид овала (Рис. 84). Ведь линейно растянутый или сжатый круг — это эллипс, как легко убедиться, наблюдая тень от круглой монеты. Лишь допустив, что скорость источника влияет на скорость испущенного им света, удаётся объяснить загадку Ахернара.