Радиолокационный метод исследования ньютоновского вакуума

Лучи света в «вакууме» не видны, поэтому никакого светового 3 D -ландшафта (т.е. l_{m ¸ n} - вакуума), образованного монохроматическими лучами света человеческий глаз не видит. Тем не менее, его можно визуализировать.

Если на путях лазерных лучей распылить частички аэрозоли, то световая кристаллическая решетка визуализируется (рис. 2.1). Конечно, пространство, наполненное аэрозольной взвесью, – это не «вакуум». Но в этом случае лучи света по-прежнему распространяются в «вакууме», а частички аэрозоли являются только маркерами для визуализации данных лучей.

а)   б) Рис. 3.1. Радиолокационная установка (РЛУ) для зондирования исследуемого участка «вакуума»

Более корректным методом исследования метрико-динамических свойств «вакуума» является радиолокационное зондирование, поскольку данный подход позволяет сравнивать физические величины в одной точке пространства. Сравнение величин в разных точках пространства связано со сложной процедурой синхронизации часов в этих точках, что неминуемо приводит к дополнительным ошибкам измерений.

Радиолокационная установка (РЛУ) показана на рис. 3.1. Допустим, что она оснащена высокоточными часами, идеальной жесткой линейкой и отражателем, находящимся за исследуемым участком «вакуума». Также допустим, что радиолокатор излучает короткие импульсы монохроматических электромагнитных сигналов с несущей длиной волны l_{m ¸ n} .

Пусть импульс электромагнитного сигнала, излученный антенной РЛУ, распространяется в исследуемом участке «вакуума» до отражателя, отражается от него в обратном направлении (рис. 3.1), и отраженный сигнал попадает в апертуру антенны РЛУ.

Промежуток времени dt = t ₂ – t ₁, прошедший от момента t ₁ – испускания импульса до момента t ₂ – приема отраженного сигнала, фиксируется высокоточными часами.

Зная промежуток времени dt', и полагая, что скорость света (т. е. скорость распространения электромагнитных волн) является фундаментальной константой, легко рассчитать длину пути, по которому распространяется луч света от антенны приемопередатчика до отражателя по формуле

(3.1)

Деление на два связано с тем, что сигнал, излученный и принятый радиолокатором, проходит одно и то же расстояние через исследуемый участок вакуума дважды: в прямом и обратном направлении.

Измерим теперь то же расстояние от апертуры антенны до отражателя с помощью идеальной твердой линейки (рис. 3.1). Пусть при этом данное расстояние окажется равным L.

Если dl = L, то это можно интерпретировать как прямолинейное распространение радиосигнала от излучателя до отражателя и обратно.

Рис. 3.3. Зондирование исследуемого объема «вакуума» с трех взаимно перпендикулярных направлений

Если dl ≠ L, то при полностью исправном оборудовании РЛУ это может соответствовать одному из следующих случаев:

а) исследуемый участок «вакуума» искривлен, поэтому луч света распространяется по геодезической линии искривленного 3 D -ландшафта (рис. 3.2);

б) в исследуемом объеме «вакуума» присутствует некое течение (движение «вакуума»), которое сносит луч света с прямого пути;

в) на данном участке имеются искривление и течение «вакуума».

С помощью одной радиолокационной установки, показанной на рис. 3.1, невозможно определить основные метрические и динамические свойства локального участка «вакуума». Для более полного определения его метрико-динамических свойств, необходимо зондировать данный участок минимум с трех взаимно перпендикулярных направлений (рис. 3.3).