А.А.Гришаев - ЭТОТ «ЦИФРОВОЙ» ФИЗИЧЕСКИЙ МИР
Очень интересно...
...1.14 Как «подтвердили» теорию относительности спутники GPS и
TIMATION.
С началом «эры GPS» в массовое сознание вдалбливали не подлежащий сомнению
тезис о том, что эта навигационная система работает, с огромной точностью подтверждая -
ежедневно, ежечасно и ежеминутно - предсказания СТО и ОТО насчёт изменения темпа
течения времени на бортах спутников. Но, странным образом, от общественности скрывали
- как конкретно эти предсказания подтверждаются. Так, в одной из самых известных книг
по основам GPS [Т3], автор ни словом не обмолвился о том, каким именно образом при
работе GPS учитываются релятивистские и гравитационные эффекты. Это настолько
контрастирует с широтой охвата материала и подробностями изложения в [Т3], что
невольно возникает вопрос: почему от нас прячут свидетельства об эйнштейновской
гениальности?
А ответ прост: потому что этих свидетельств нет. Ибо, концепция относительных
скоростей и в случае с GPS не работает - с полной очевидностью. Вот, смотрите: пусть
пользователь GPS-навигатора Вася принимает сигналы от нескольких спутников GPS.
Каждый спутник из этого рабочего созвездия имеет свою скорость относительно Васиного
GPS-навигатора. По логике относительных скоростей, для Васи бортовые часы на каждом
из этих спутников должны испытывать квадратично-допплеровские замедления хода в
соответствии с их скоростями относительно Васи. А откуда бортовым часам знать эти
скорости? К тому же, Вася не один, есть ещё другие пользователи GPS-навигаторов - Петя,
например. Если скорости тех же спутников относительно Пети не те, что относительно
Васи, то и квадратично-допплеровские замедления ходов бортовых часов должны быть «не
те», что для Васи. А это уже ни в какие ворота не лезет. Ведь опыт показывает, что хода
бортовых часов GPS - однозначны. Чихали эти часы на Васю, на Петю и на миллионы31
остальных пользователей - они «тикают» одинаково для всех. Станции слежения за
спутниками GPS, рассредоточенные по разным долготам, свидетельствуют: ход каждых
бортовых часов постоянен - с точностью до небольших случайных флуктуаций, и до
поправок на небольшие отличия орбит GPS от круговых, а также на периодически
производимые коррекции этих ходов. Только благодаря почти постоянным ходам бортовых
часов GPS, оказывается возможным выполнение одного из главных пунктов технического
задания: удерживать шкалу времени GPS в пределах небольшой разности со шкалой
Всемирного координированного времени (UTC). На заре «эры GPS», эта разность не
должна была превышать ±100 нс, затем ±50 нс. Сегодня эта разность не должна превышать,
если не ошибаемся, ±20 нс. Таким образом, работа GPS основана на почти синхронном ходе
шкалы GPS, формируемой бортовыми часами, и шкалой UTC, формируемой наземными
часами. Как такое возможно, если, по отношению к наземным часам, бортовые часы
испытывают релятивистские и гравитационные эффекты?
Разгадка вот в чём. С помощью первых, экспериментальных спутников GPS,
убедились в том, что совместное действие этих двух эффектов имеет место [Х2]. После
этого, «спутниковые часы перед запуском регулируют на такую скорость хода, чтобы
компенсировать эти… эффекты» [Ф1]. Этот страшный секрет уже раскрыт и в
официальных учебных пособиях [О1]. Строго говоря, подстраивают выходную частоту не
бортового стандарта, а бортового синтезатора - ну да ладно. Факт внесения однозначных
поправок на гравитационные и релятивистские эффекты - налицо. Никакого вам
смехотворного «парадокса часов»!
Тем не менее, Ван Фландерн полагает, что, в случае с GPS, «мы можем утверждать
с уверенностью, что предсказания теории относительности подтверждены с высокой
точностью» [Ф1]. Он пытается убедить нас в том, что бортовые часы GPS идут в полном
согласии с предсказаниями Эйнштейна. «ОТО предсказывает… что атомные часы на
орбитальных высотах спутников GPS идут быстрее примерно на 45900 нс/день, потому
что они находятся в более слабом поле тяготения, чем атомные часы на земной
поверхности. Специальная теория относительности (СТО) предсказывает, что атомные
часы, перемещающиеся с орбитальной скоростью спутников системы GPS идут медленнее
примерно на 7200 нс/день, чем неподвижные наземные часы» [Ф1]. Позвольте - где это
СТО предсказывала, что релятивистское замедление хода бортовых часов постоянно по
отношению ко всем «неподвижным наземным часам»? Ведь скорость каждых бортовых
часов различна по отношению к различным «неподвижным наземным часам» - да ещё
периодически изменяется! Одинаковость релятивистской поправки для всех бортов и её
независимость от времени означает, что она определяется одной и той же, постоянной
скоростью - а именно, линейной скоростью орбитального движения спутников GPS. И,
действительно, рабочей системой отсчёта GPS является геоцентрическая невращающаяся
[Т3]. Принимая во внимание вышеизложенное (1.6), констатируем: квадратично-
допплеровское замедление ходов бортовых часов GPS определяется только их локально-
абсолютными скоростями, примерно одинаковыми для всех спутников GPS. Таким
образом, работа GPS не подтверждает концепцию относительных скоростей, а, наоборот,
оставляет от этой концепции мокрое место. Причём, если в опыте Хафеле-Китинга (1.13),
давшем аналогичный результат, величина измеряемого эффекта превышала погрешность
измерений всего лишь в разы, то, в случае с GPS, запас по точности составил уже почти
четыре порядка.
Но это ещё не всё. Релятивистские и гравитационные изменения ходов бортовых
спутниковых часов - это бесспорные факты. Только являются ли эти изменения хода
следствиями замедления времени? Нет, не являются. Известны факты, тоже бесспорные,
которые свидетельствуют о том, что дело здесь НЕ в замедлении времени. Действительно,
такой фундаментальный феномен, как замедление времени, влиял бы на скорость всех без
исключения физических процессов. В частности, выходные частоты генераторов самых
различных конструкций изменялись бы одинаково - в относительном исчислении. Однако, 32
это не так: в отличие от частот квантовых стандартов, частоты кварцевых генераторов не
испытывают релятивистских и гравитационных сдвигов!
Так, в мае 1967 г. и в сентябре 1969 г. США запустили первую пару спутников
низкоорбитной навигационной системы TIMATION (см., например, [И1]). На их бортах
находились прецизионные кварцевые генераторы, частоты которых контролировались с
точностью не хуже 10-11 [И1]. Для спутников TIMATION, с высотой орбиты 925 км,
суммарное действие релятивистского и гравитационного эффектов составило бы -2.1×10-10
[Г2]. Эта цифра по модулю в 20 раз грубее, чем вышеназванная точность контроля частоты.
Поэтому, если частоты кварцевых генераторов на бортах TIMATION испытывали бы
релятивистские и гравитационные сдвиги, то их сумма непременно была бы обнаружена.
Причём, это обнаружение явилось бы сенсацией - первым подтверждением СТО и ОТО с
помощью бортовых спутниковых часов. Однако, сенсация не состоялась. Её устроили
попозже, после запуска первых экспериментальных спутников GPS с квантовыми
стандартами частоты на бортах.
Эти факты - убийственны для СТО и ОТО. Частоты квантовых генераторов
испытывают релятивистские и гравитационные сдвиги, а частоты кварцевых генераторов их
не испытывают! Значит, в случае квантовых генераторов, эти сдвиги обусловлены вовсе не
замедлением времени - которое, как мы помним, влияло бы на все физические процессы. О
причинах, которые, на наш взгляд, обеспечивают эти сдвиги, мы скажем в 4.7. Если же
совсем кратко, то, по логике «цифрового» мира, дело здесь в программных манипуляциях,
которые управляют положением квантовых уровней энергии в веществе. Эти программные
манипуляции действуют на частоты квантовых генераторов напрямую, а на частоты
классических генераторов - лишь опосредованно. Разница в том, что собственная частота
классического генератора определяется не столько частотами квантовых пульсаторов, из
которых он построен, сколько законами структурной организации вещества,
обеспечивающими эту постройку. Вот почему релятивистские и гравитационные сдвиги
квантовых уровней энергии, трансформированные на структурный уровень классического
генератора, могут приводить к совершенно иным результирующим сдвигам его частоты
[Г2].
Факт остаётся фактом: у кварцевых генераторов на бортах спутников TIMATION не
обнаружились релятивистские и гравитационные сдвиги частот, хотя точности для этого
вполне хватало. На специализированных Интернет-форумах, где мы заводили речь о
спутниках TIMATION, у релятивистов начиналась истерика. Руководствуясь принципом
«Всё отрицать!» - они выдвигали самые нелепые возражения. И что никаких спутников
TIMATION не было - это, мол, наша выдумка. И что релятивистские и гравитационные
сдвиги частот там не обнаружились просто потому, что такая задача, мол, и не ставилась. И
что не бывает кварцевых генераторов с точностью контроля частоты до 10-11
- эта цифра не
бывает, мол, лучше чем 10-8 (хотя уже имеются экземпляры со значением этого параметра
1.1×10-12 [М2]). Отчего же релятивисты так неадекватно реагируют? Оттого, что слишком
наглядно спутники TIMATION продемонстрировали: релятивистского и гравитационного
замедлений времени в природе не существует. Никаким теоретическим словоблудием этот
вывод уже не заболтать. Нам, конечно, укажут, что были эксперименты, в которых
обнаруживалось релятивистское и гравитационное замедление времени. Это неправда: либо
экспериментаторы сами заблуждались, либо сознательно вводили в заблуждение нас с
Вами, дорогой читатель. Ключевой из этих «экспериментов» мы сейчас разберём...