О бедном эфире замолвите слово

Сделаем вспомогательное замечание по поводу эфира. Откровенно говоря, выдумывание помимо "абсолютной пустоты" (без физических свойств) других понятий типа "физический вакуум" (обладающего физическими свойствами) несправедливо по отношению ко многим предшествующим исследователям (плагиат), так как для подобных понятий уже есть термин - "эфир". Только перед эфиром была поставлена задача: сразу объяснить на простой и наглядной модели все опыты или "удалиться со сцены". Дальнейшее развитие физики ввело иную практику (вспомним дуализм света, квантовую механику и др.): противоречивые свойства физических объектов или явлений просто стали постулировать как факт без объяснения и реальной наглядной модели. Например, имеется модель двухкомпонентной жидкости для описания противоречивых свойств сверхтекучего гелия (течение без вязкости через капилляр и наличие вязкости при вращении). Реальность далека от модели, но модель работает (полезная). И только от теории эфира релятивисты требовали большего. Хотя на самом деле для всех моделей эфира, объявленных релятивистами нереальными, существовали аналогии, действующие в природе (а чего казалось бы требовать большего от модели?). Например, нет ничего удивительного в том, что скорость света может оставаться одинаковой при изменении плотности эфира: скорость звука в воздухе при $T=constant$ тоже не зависит от плотности воздуха. Нет ничего противоестественного и в том, что плотность эфира может существенно (всего в 60000 раз) увеличиться вблизи поверхности Земли по сравнению с космосом: плотность атмосферы увеличивается на много порядков больше. Модель Стокса - это модель без атмосферы. Математические трудности модели (предположение безвихревого несжимаемого движения) совершенно ни при чем: реальное, описывающее природу, решение может оказаться близким к найденному Стоксом (просто истинное строгое решение нелинейного уравнения в частных производных без упрощений найти математически гораздо сложнее). Справедливости ради отметим, что в настоящее время существуют довольно развитые концепции эфира (например, [1,8]).

Перейдем теперь к другим конкретным вопросам и дадим краткие комментарии к некоторым известным экспериментам. Аберрация в пустом пространстве без СТО была проанализирована выше как с точки зрения корпускулярной, так и волновой теории. Результат будет аналогичным и с точки зрения теории неподвижного эфира. Полное увлечение эфира средой непонятно при постепенном уменьшении плотности среды (например, в газах). Поэтому гипотезу полного увлечения эфира никто всерьез (кроме релятивистов) не обсуждал. Даже если бы эфир увлекался полностью твердыми и жидкими телами, анализ был бы не прост: необходимо было бы разработать теорию переходного слоя между телами и теорию пограничного эфирного слоя для газов в зависимости от плотности газов (например, в опыте Майкельсона речь никак не могла бы идти о 30 км/сек - орбитальной скорости самой Земли). Однако, физика пошла иным путем и еще Френель ввел коэффициент, показывающий, что в оптически прозрачных средах можно предполагать лишь частичное увлечение эфира. Оно практически (с достигнутой точностью) не меняет аберрацию при заполнении трубы водой, что было показано самим Френелем (заметим, что при невертикальном наблюдении нужно учитывать угол преломления лучей в средах заполнения, но, вообще, все подобные вопросы относятся уже не к теории аберрации, а к теории рефракции). Единственный случай, когда правомерно обсуждать гипотезу полного увлечения эфира - это для оптически непрозрачных сред (металлов). Может это интуитивно чувствовал Герц, когда с самого начала отказался рассматривать оптические явления с точки зрения своей электродинамики (поэтому неправомерно применение релятивистами его теории для диэлектриков с целью дискредитации).

Опыт Троутона и Нобля не противоречит принципу относительности Галилея в пустом пространстве. Вообще говоря, все опыты с диэлектриками не противоречат принципу относительности Галилея, так как часть пути свет (вернее поле) проходит в пустоте между атомами, а другую часть пути свет поглощается и переизлучается атомами. Для теории частично увлекаемого эфира (если нет металлической экранировки) всегда можно с практической точностью определить коэффициент увлечения Френеля, подтверждающийся для опытов и первого и второго порядка (правда часто точность оказывается невелика и вводится больше одного "подгоночного" коэффициента). Опыт Роуланда фактически доказал, что с точки зрения теории эфира - эфир полностью увлекается металлом, а с точки зрения принципа относительности Галилея опыт доказал эквивалентность движущихся зарядов току. В опытах (Рентгена) Эйхенвальда и Вильсона фактически получен Френелевский коэффициент увлечения в диэлектриках.