Двойные звезды

Каждый солдат знает, что у пулемета такого-то типа начальная скорость пули, скажем, 800 м/сек. Каждый фи­зик знает, что скорость света равна 300 тыс. км/сек. Пулеметчик может добавить, что начальная скорость пули измерена относительно пулемета а не движущейся мишени или какого-то другого тела. Это учитывают, на­пример, в конструкции истребителей, где пулеметы уста­навливаются в передней части самолета. К скорости пу­ли прибавляется еще и скорость самолета. Физику же пока добавить нечего. Ведь мы еще только ищем систему отсчета, относительно которой скорость света была бы 300 тыс. км/сек. Нельзя ли воспользоваться здесь опытом пулеметчика? Быть может, световой источник можно рассматривать как некий своеобразный пулемет, который посылает свет с начальной скоростью с? В таком случае скорость света должна зависеть от скорости движения источника. Так ли это? Чтобы получить ответ на этот во­прос, рассмотрим результаты наблюдений за двойными звездами.

Каждый солдат знает, что у пулемета такого-то типа начальная скорость пули, скажем, 800 м/сек. Каждый фи­зик знает, что скорость света равна 300 тыс. км/сек. Пулеметчик может добавить, что начальная скорость пули измерена относительно пулемета а не движущейся мишени или какого-то другого тела. Это учитывают, на­пример, в конструкции истребителей, где пулеметы уста­навливаются в передней части самолета. К скорости пу­ли прибавляется еще и скорость самолета. Физику же пока добавить нечего. Ведь мы еще только ищем систему отсчета, относительно которой скорость света была бы 300 тыс. км/сек. Нельзя ли воспользоваться здесь опытом пулеметчика? Быть может, световой источник можно рассматривать как некий своеобразный пулемет, который посылает свет с начальной скоростью с? В таком случае скорость света должна зависеть от скорости движения источника. Так ли это? Чтобы получить ответ на этот во­прос, рассмотрим результаты наблюдений за двойными звездами.
 
Двойная звезда
 
Рис. 18. Двойная звезда. Волнистая линия показывает направление распространения света
 
На рис. 18 изображена двойная звезда, компонент которой в положении а удаляется от Земли со скоростью и и излучает в то же время свет, движущийся относитель­но него со скоростью с. Тогда (согласно классическому закону сложения скоростей) световая волна будет идти к Земле со скоростью с — и. Через некоторое время ком­понент двойной звезды займет положение а\’, откуда он будет посылать свет распространяющийся к Земле со скоростью с+и. Скорость второй световой волны больше скорости первой. Если расстояние достаточно велико, вторая волна сможет догнать и перегнать первую. Это значит, что звезду мы увидим сначала в положении а\’, а потом — в положении а. Более того, может случиться и такой курьез, что один и тот же компонент двойной звезды временами виден в двух местах сразу. Однако таких «звездных раздвоений» или других каких-либо не-регулярностей в движении двойных звезд не замечалось. Компоненты звезды движутся  в   точном соответствии с теоретическими расчетами, если считать, что скорость света не зависит от скорости движения его источника. Отсюда следует, что источник света не является тем те­лом отсчета, по отношению к которому скорость света равна с.
Несколько лет назад удалось осуществить измерения, которые непосредственно подтвердили независимость ско­рости света от движения источника.
Известно, что Солнце вращается вокруг своей оси. Скорость его поверхности на экваторе составляет 1,95 км/сек. Это значит, что один край солнечного диска с этой скоростью к нам приближается, другой — удаляет­ся. Если предполагать, что движение источника оказыва­ет влияние на скорость света, то луч от одного края сол­нечного диска должен двигаться по отношению к Земле быстрее, чем от другого края. С помощью чрезвычайно остроумного метода, идея которого принадлежит академи­ку С. И. Вавилову, сравнили скорости световых лучей, приходящих с противоположных краев солнечного диска. Они оказались равными. Таким образом, непосредствен­ные измерения тоже подтвердили, что движение источ­ника не влияет на скорость света.