(независимое исследование)

В данной статье выполнены расчёты скорости света методом Рёмера, на основе наблюдений Рёмера. Также выполнены расчёты скорости света методом Рёмера, на основе таблиц затмений спутника Юпитера Ио 1994-95 годов [3]. И те и другие проверочные расчёты с хорошей точностью подтверждают результат, полученный Рёмером: «для преодоления расстояния, равного диаметру земной орбиты свету требуется 22 минуты». Что соответствует скорости света, примерно: 227 000 км/с. Этот результат далёк от общепринятого значения скорости света в вакууме (300 000 км/с) измеренного на поверхности Земли.

Результаты проверки позволяют объяснить это существенное расхождение в скоростях света (227 000 и 300 000) различными параметрами и свойствами среды у поверхности Земли и на значительном удалении от поверхности Земли и Солнца.

Скорость света, вычисленная Рёмером, существенно отличается от современных данных. Согласно Рёмеру, свет преодолевает расстояние равное диаметру земной орбиты, за 22 минуты. Если принять радиус земной орбиты, согласно измерениям Д. Кассини, равным 140 млн. км., то скорость света составит 212 000 км/с. Если же взять современное значение астрономической единицы 149,6 млн. км., то скорость света по Рёмеру составит 227 000 км/с.

Согласно современным представлениям свету для преодоления диаметра земной орбиты требуется 16 минут 38 секунд, что соответствует скорости света 300 000 км/с.

В справочниках и учебных пособиях расхождение это принято замалчивать. Там просто утверждают, что Рёмер получил значение скорости света примерно равное 300 000 км/с.

Верное значение скорости света, полученное Рёмером, можно найти в первоисточниках [1, 2], в Википедии, а также в исторической и научно-популярной литературе [4, 5, 6, 7]. Но в последнем случае, расплачиваясь за объективное изложение исторических фактов, авторы литературных источников вынуждены как-то объяснять существенную разницу между результатом, полученным Рёмером (227 000 км/с) и сегодняшним общепринятым значением скорости света в вакууме, примерно: 300 000 км/с., что на 32% превышает значение полученное Рёмером.

Эту разницу можно было бы объяснить различными свойствами среды, в которой распространяется свет. Но авторы упомянутых источников [4, 5, 6, 7] придерживаются постулата о постоянстве скорости света в вакууме, и поэтому, прямо или косвенно, объясняют расхождение между результатом Рёмера и общепринятым значением скорости света грубой ошибкой Рёмера. Тем самым, они принижают значение открытия Рёмера и оставляют за ним приоритет лишь в определении скорости света по порядку величины.

В пользу версии о грубой ошибке Рёмера в литературе приводятся сведения о том, что Рёмер, якобы, не привёл исходные данные и формулу расчёта, из которых он получил 22 минуты.

В пользу этой же версии высказывается мнение, что первое сообщение об определении скорости света [1] подготовлено к печати не Рёмером, а репортёром, который якобы не понял большую часть доклада Рёмера.

В развитие этой же темы сообщается, что Гюйгенс, ознакомившись с открытием Рёмера, попросил у Рёмера дополнительных объяснений [4]. Это так, но зато, разобравшись в проблеме, Гюйгенс в дальнейшем не оспаривал значение, полученное Рёмером (22 минуты) и использовал это значение в своей работе «Трактат Люмьер».

Ньютон занимал непоследовательную позицию по отношению к результату, полученному Рёмером. Так в первой публикации «Начал» в 1686 году он указал значение 22 минуты, но в 1704 году в «Оптике» он даёт значение скорости света: 1 А.е. за 8 минут (что соответствует скорости 312 000 км/с). Во второй публикации «Начал» в 1713 году он также даёт значение: 1 А.е. за 8 минут.

Рёмер с недоумением отнёсся к результату вычислений Ньютона, но в связи с занятостью не нашёл времени чтобы доказать свою правоту, а в 1710 году умер [4].

Джеймс Брадлей в 1726-28 годах, измерив видимое отклонение звёзд от своего положения на небесной сфере, нашёл, что расстояние от Солнца до Земли свет способен пройти за 8 минут 13 секунд, что соответствует скорости 304 000 км/с. Его результат, на первый взгляд, вроде бы, указывает на ошибку Рёмера. Но здесь следует иметь в виду, что Брадлей определил скорость света как мгновенную скорость непосредственно у поверхности Земли, где параметр g гравитационного поля равен 9,81 м/с² и где, как показывают опыты, гравитационное поле Земли обладает изотропными свойствами по отношению к направлению распространения света. В то время как Рёмер определил скорость света как среднее значение на участке пути, где параметр g гравитационного поля Солнца равен 0,005 м/с² и где гравитационное поле анизотропно, вследствие существенного удаления измерительного участка пути света от Солнца, Земли и всех других больших гравитирующих масс, см. приложение: Расчёты по методу Рёмера.

В 1809 году астроном Жан Батист Деламбре, повторив наблюдения Рёмера, нашёл, что свет должен пройти от Солнца до Земли за 8 минут 12 секунд (т.е. со скоростью, примерно: 304 000 км/с) [4]. Этот результат также, вроде бы, говорит в пользу версии об ошибке Рёмера, но, не ознакомившись подробно с методом расчёта Деламбре, такой вывод делать нельзя.

Имеются и другие, более поздние публикации, где приводятся вычисления скорости света якобы методом Рёмера, но на самом деле искажающие этот метод, с целью получения значений близких к 300 000 км/с.

В литературе можно найти два основных способа искажения метода Рёмера. Это заведомо не верный расчёт дополнительного пути, например расчёт дополнительного пути, пройденного светом, по схеме с неподвижным Юпитером (пример такого расчёта см. в приложении п. 3) и заведомо не верный расчёт дополнительного времени.

К настоящему времени конкретных ошибок в методике Рёмера не найдено, но сложилось мнение, что такие ошибки должны быть.

Для того чтобы развеять это предвзятое мнение ещё раз рассмотрим метод Рёмера и самостоятельно оценим достоинства и недостатки этого метода.

формате PDF (376Кб)