Ныне последним прибежищем ниспровергателей фундаментальных свойств объективного мира остаётся фотон. Не оспаривая общего положения о том, что элементарные частицы имеют массу, сторонники таких воззрений делают исключение (с дополнением) для так называемых безмассовых люксонов. К ним они относят фотоны, глюоны, а также гипотетические гравитоны. Поскольку глюоны в свободном состоянии не существуют, гравитоны в действительности не обнаружены, то остаются только фотоны.
«Вот уж фотон, абсолютно точно, не имеет массы!» с горящими глазами заверяют представители мистического направления в физике. И тут же они опровергают себя, оговариваясь, что данная элементарная частица так называемую релятивистскую массу (на бытовом языке массу в движении) всё же имеет 1,110*52 кг (610*17 эВ/c2 или 110*22 me), но не имеет массы покоя. Иначе говоря, в статике фотон тотчас аннигилирует. Расчёты так называемой релятивистской массы фотона на основе формулы m = hv/c2 (масса движущегося фотона) изложены во многих пособиях по физике и научных публикациях.
Отсюда следует, что данная частица имеет массу покоя как минимум в двух случаях: при её зарождении (когда она и получает энергию) и при её гибели (когда она аннигилирует, передавая энергию иному материальному образованию). Только момент существования таких состояний настолько короток, что пока экспериментальная техника не в состоянии его зафиксировать. Сами физики указывают, что фотоны излучаются (зарождаются) во многих природных процессах, например, при движении электрического заряда с ускорением, когда атом или ядро переходят из возбужденного состояния в состояние с меньшей энергией, или при аннигиляции пары электрон позитрон. При обратных процессах (возбуждение атома, рождение электрон-позитронных пар) происходит поглощение фотонов.
Самый распространенный путь рождения и смерти фотонов это излучение и поглощение их атомами. Эти процессы сопровождаются также интенсивным разменом энергии одного фотона на множество (поглотив один фотон, атом может излучить неограниченное число фотонов с меньшей энергией). В разделе, посвященном «элементарным» частицам и, в частности, фотону, мы выяснили, что фотон способен полностью передать свою энергию, исчезая при этом, а также распадаться на составляющие его нейтрино и антинейтрино, покидающие место события8.
На чём ещё не базируется (именно так, поскольку фактических данных, экспериментальных подтверждений безмассовости люксонов нет) «эфемерная теория фотона». Исключительно на некритическом восприятии расчётов А.Эйнштейна. Давайте, для начала вспомним его знаменитую формулу E= mc2, которая выражает прямую зависимость между энергией и массой тела. Между прочим, это математическое выражение, верно отражающее реальные отношения предметного мира, потому и нашло многочисленные подтверждения в практике (в том числе ядерного строительства), что оперировало с действительными, а не мнимыми массами вещества.
Теперь надлежит в уравнение E= mc2, которое носит универсальный характер, вместо m подставить 0 (ноль), поскольку фотон, если следовать логике эйнштейнианцев (последователей направления, называемого энергетическим), лишён массы. Тогда что у нас будет фигурировать в левой части уравнения? Верно, ноль, поскольку при умножении скорости света в квадрате на ноль, получается ноль по всем математическим канонам. Значит, фотон не имеет энергии, абсолютно. Впрочем, вероятно, в этом случае он движется исключительно на иррациональном вдохновении А. Эйнштейна.
Автор данных строк когда-то был весьма горд тем, что «подловил Эйнштейна», пока не обнаружил, что на противоречие нулевой массы фотона знаменитой формуле Е = mc2, многократно апробированной на практике, указывают многие математики и физики. Строго следуя данной формуле, масса фотона определяется следующим образом (исходя из соотношения m= E : c в квадрате): m = hv : c в квадрате.
Кстати говоря, все апологеты безмассовости фотона, всё же вынуждены констатировать, что энергия системы, излучающей фотон с частотой v, уменьшается на величину E=hv, равную энергии этого фотона. В результате масса системы уменьшается (если пренебречь переданным импульсом) на E/c в квадрате. Аналогично, масса системы, поглощающей фотоны, увеличивается на соответствующую величину9.
Конечно, можно, подобно М. Штирнеру, безосновательно и безапелляционно заявить, что в микромире или при световых скоростях азбучные математические закономерности неверны, так же как не действуют фундаментальные физические явления в форме инерции и гравитации (такие постулаты также выдвинуты), только всё это нарушает материальное единство мира. В том числе заставляет разорвать (благо, что только «в уме») взаимосвязь и взаимопроисхождение микро- и макромиров, имеющих общий источник происхождения.
Бесспорно, инерция и тяготение проявляют себя в микро- либо мегаобъектах и в порождаемых ими процессах в модифицированном виде, однако вообще «отменить» их действие в одном из миров мыслимо только в субъективной реальности. Да и то в таком мышлении, которое отражает объективную реальность химерическим образом.
Ну, в такой ситуации про Лямбда-член недюжинного математика А. Эйнштейна (как и недюжинного путаника в мировоззренческих проблемах) забывать не стоит. Равно как и про приписываемое ему высказывание: «Эксперимент не может доказать правильность теории: он может ее только опровергнуть». И возразить: «Ну, как же так, Альберт Германович? Да ваше участие в Манхеттенском проекте служит одним из потрясающих (во многих смыслах этого слова) и практических подтверждений корректности вашего же концептуального детища E= mc в квадрате!» А вышеупомянутая работа Т. Кадзиты и А. Макдональда по нейтринным осцилляциям разве не является блестящим подтверждением незыблемости аксиомы о массе, как неотъемлемом свойстве объективной реальности?
Впрочем, от критики эйнштейнианцев, а также от общетеоретических посылов о «вездесущности» массы, пора перейти к позитивному обоснованию фундаментальности этого признака объекта фактическими данными.
«Первый звонок» в этом смысле прозвучал уже в 1899 году, когда замечательный русский физик-экспериментатор Лебедев П.Н. опытным путём подтвердил теоретическое предсказание Максвелла о давлении света на твёрдые тела (эксперимент с весами в вакууме). Кстати, вывод Максвелла был обоснован исключительно расчётным методом (не один Эйнштейн горазд на это).
В 1908 году Лебедев посредством опыта доказал давление света на газы. Известный физик У. Томсон (лорд Кельвин), покорённый виртуозным мастерством русского экспериментатора, сказал: «Я всю жизнь воевал с Максвеллом, не признавал его светового давления, и вот Лебедев заставил меня сдаться перед его опытами».
Постулаты приверженцев фотонного энергетизма опровергнуты эмпирическим способом и в той части, что свет, якобы, не подвержен тяготению. Напротив, в 1919 году английский астрофизик А. Эддингтон установил, что фотон ведёт себя как банальная элементарная частица с определённой массой при движении в гравитационном поле. При наблюдении полного солнечного затмения он зафиксировал отклонение излучения звёзд (в поперечной оси относительно движения фотонов) в поле гравитации Солнца.
О наличии у фотона массы свидетельствуют и другие исследования. Так, наиболее точное измерение скорости света на основе эталонного метра и в вакууме (то есть, в искусственно созданных условиях) было проведено в 1975 году. Эта величина равняется 299 792 458 метров в секунду или 1 079 252 848,8 километров в час. Однако замеры темпа передвижения фотона в естественных условиях всегда дают меньшие параметры. Это связано как с тем, что в космосе фотон никогда не движется по прямой, отклоняясь от траектории под воздействием мегател, так и тем, что он испытывает пусть для него и ничтожное, но всё же, сопротивление среды (об этом подробнее будет сказано ниже, когда разговор пойдёт о физическом поле). Ну, а уж фотонам на пути от солнечного ядра, излучающего энергию, до поверхности светила может потребоваться около миллиона лет. Зато при движении в «открытом» космосе, они долетают до Земли всего за 8,3 минуты.