С.М. Копейкин, доктор физико-математических наук, профессор
Университет Миссури-Колумбия, США
Эдвард Фомалонт, доктор физико-математических наук
Национальная Астрономическая Обсерватория, Шарлотсвилл, США
Согласно современной физической картине мира, наша Вселенная устроена достаточно просто и может быть описана с помощью всего лишь нескольких фундаментальных констант. Фундаментальная константа - это численная характеристика фундаментального закона природы. Она определяет физические свойства того явления, которое входит в рассматриваемый закон. Скорость света, постоянная Планка и гравитационная постоянная - вот главные фундаментальные физические константы теоретической физики, из которых могут быть построены планковские единицы массы (10-5 г), длины (10-33 см) и времени (10-43 с). Свет - это проявление одного из двух наиболее доступных восприятию человека классических фундаментальных полей - электромагнитного. Второе классическое поле - гравитационное - также легко обнаруживается всякий раз, когда мы наблюдаем падение какого-либо предмета на Землю. Фундаментальная константа скорости света связана с распространением электромагнитного поля. Оказывается, что и гравитационное поле может распространяться, предельная скорость его распространения называется скоростью гравитации. Гравитация, вообще говоря, физически никак не связана с электромагнитным полем. Поэтому скорость гравитации могла бы быть в принципе отличной от скорости света.
В теории Ньютона она равна бесконечности, и гравитационное поле распространяется мгновенно от источника, как бы далеко мы от него ни находились. С другой стороны, теория относительности Эйнштейна постулирует, что скорость гравитации должна быть равна скорости света. Так ли это на самом деле? На данный вопрос мы и попытаемся ответить.
Скорость света
В настоящее время мы хорошо знаем, что свет имеет электромагнитную природу. Это предсказание было сделано величайшим физиком XIX в. создателем теории электромагнитного поля Джеймсом Клерком Максвеллом (1831 - 1879). Согласно его теории, видимый свет представляет собой плоскую электромагнитную волну, распространяющуюся в пустом пространстве (вакууме) с постоянной скоростью около 300 000 км/с. Постоянство этой скорости и её независимость от движения источника света и наблюдателя были проверены в множестве экспериментов, как в лаборатории, так и при наблюдении различных астрономических объектов. Скорость света огромна, и неудивительно, что долгое время она считалась бесконечной.
Первым, кто зародил сомнение в бесконечности скорости света, был Галилео Галилей (1564 - 1642) - знаменитый итальянский физик, живший на два столетия раньше Максвелла. Галилей предложил опыт для измерения скорости света, результат которого оказался отрицательным, так как точность измерительных инструментов, доступных Галилею (главным образом, часов), была совершенно недостаточной, чтобы измерять промежутки времени, за которые свет проходит расстояние между двумя точками на поверхности Земли. Результат эксперимента Галилея убедил подавляющее большинство физиков в неоспоримости того факта, что скорость света бесконечна.
Тем не менее гипотеза Галилея находила и сторонников, которых не смутил отрицательный результат его опыта. ............
