Дейтон К. Миллер. Эксперимент по эфирному ветру и определение абсолютного движения Земли (1933 г.)

Dayton C. Miller. The Ether-Drift Experiment and the Determination of the Absolute Motion of the Earth // Reviews of modern physics, July 1933, Vol. 5, P. 203-242

The Ether-Drift Experiment and the Determination of the Absolute Motion of the Earth

Эксперимент по эфирному ветру и определение абсолютного движения Земли

Dayton C. Miller, Case School of Applied Science

Дейтон Кларенс Миллер, Кейсовская школа прикладной науки.

The Ether-Drift Experiment, Historical 1878-1881

Эксперимент по эфирному ветру. Исторические 1878 –1881 гг.

{204} THE general acceptance of the theory that light consists of wave motion in a luminiferous ether made it necessary to determine the essential properties of the ether which will enable it to transmit the waves of light and to account for optical phenomena in general.

Всеобщее признание теории, что свет рассматривается как волновое движение в светоносном эфире, делает необходимым определение основных свойств эфира, которые дают ему возможность переносить световые волны и являться причиной оптических явлений в целом.

Theories of the ether are intimately associated with theories of the structure of matter and these are among the most fundamental in the whole domain of physical science.

Теории эфира подразумевают тесную связь с теориями структуры вещества и находятся в числе наиболее фундаментальных теорий во всей области физической науки.

The ether was presumed to fill all space, even that occupied by material bodies, and yet to allow all bodies to move through it with apparent perfect freedom.

Предполагалось, что эфир заполняет все пространство, даже то, которое занято материальными телами, все же позволяя всем телам двигаться сквозь него совершенно свободно.

The question of whether the ether is carried along by moving bodies such as the earth has been considered since the early days of the wave theory.

Вопрос о том, каким образом эфир увлекается такими телами, как Земля, рассматривался наукой с первых дней развития волновой теории.

The discovery of the aberration of light, in 1728, was soon followed by an explanation according to the then accepted corpuscular theory of light.

За открытием аберрации света в 1728 г. вскоре последовало ее объяснение на основе принятой тогда корпускулярной теории света.

The effect was attributed to a simple composition of the velocity of light with the velocity of the earth in its orbit.

Эффект был приписан простому сложению скорости света со скоростью движения Земли по ее орбите.

Fresnel proposed an explanation based on the wave theory, which has been generally accepted, which presumes first that the ether is at rest in free space; and, second, that the “ether density” is different in different substances and that the velocity of propagation of light in any substance varies inversely as the square root of the ether density.

Френель предложил объяснение, основанное на волновой теории, которое получило всеобщее признание. Оно предполагало, во-первых, что эфир покоится в свободном пространстве, а во-вторых, что «плотность эфира» различна в различных веществах и что скорость распространения света в любом веществе изменяется обратно пропорционально квадрату плотности эфира.

These two hypotheses give a complete and satisfactory explanation of aberration; the second is considered to have been proved by the experiments of Fizeau and of Michelson and Morley on the velocity of light in moving media; the first hypothesis, that of an ether at rest in space, has always been in doubt.

Эти две гипотезы дают полное и достаточное объяснение аберрации; вторая считается доказанной в экспериментах Физо, а также Майкельсона и Морли по измерению скорости света в движущейся среде; первая гипотеза о том, что эфир неподвижен в пространстве, всегда вызывала сомнения.

The first suggestion of a method for measuring the relative motion between the earth and the ether by means of an optical experiment was made by James Clerk Maxwell in the article on “Ether,” which he contributed to Vol. VIII of the 9th Edition of the Encyclopaedia Britannica, published in 1878.

Первое предложение по методу измерения относительного движения Земли и эфира с помощью оптического эксперимента было сделано Джеймсом Клерком Максвеллом в его статье «Эфир», которая была опубликована в VIII томе 9-го издания Британской энциклопедии в 1878 г.

It is assumed that the ether as a whole is at rest, that light waves are propagated in the free ether in any direction and always with the same velocity with respect to the ether and that the earth in its motion in space passes freely through the ether without disturbing it.

Предполагалось, что эфир как целое находится в покое, что световые волны распространяются в свободном эфире в произвольных направлениях и всегда с одинаковой скоростью по отношению к эфиру, и что Земля в своем движении в пространстве свободно проходит сквозь эфир, не возмущая его.

The experiment is based upon the argument that the apparent velocity of light would be different according to whether the observer is carried by the earth in the line in which the light is travelling or at right angles to this line.

Эксперимент основывался на том соображении, что кажущаяся скорость света должна быть различна в зависимости от того, переносится ли наблюдатель Землей вдоль направления распространения света или под прямым углом к этому направлению.

It would thus be possible to detect a relative motion between the moving earth and the stationary ether, that is to observe an “ether drift.”

Таким образом, появляется возможность определить скорость относительного движения между движущейся Землей и неподвижным эфиром, что должно наблюдаться как «эфирный ветер» или «эфирный дрейф».

The orbital motion of the earth has a velocity of thirty kilometers per second, while the velocity of light is ten thousand times as great, three hundred thousand kilometers per second.

Орбитальное движение Земли имеет скорость 30 км/с, тогда как скорость света в десять тысяч раз больше и составляет 300.000 км/с.

If it were possible to measure the direct effect of the earth’s orbital motion on the apparent velocity of light, then the velocity measured in the line of motion should differ from the velocity at right angles to this line by thirty kilometers per second, that is by one part in ten thousand.

Если бы было возможно измерить прямое влияние орбитального движения Земли на кажущуюся скорость света, то скорость, измеренная вдоль линии движения, отличалась бы от скорости света, распространяемого под прямым углом к этой линии, на 30 км/с или на 1/10.000.

This would be a “first-order effect.”

Это был бы «эффект первого порядка».

Maxwell explains that, since all practicable methods require that the light shall travel from one station to another and back again to the first station, a positive effect of the earth’s motion on the ray going outward would be neutralized by a negative effect on the returning ray, except that on account of the motion of the observer during the time the light is travelling the neutralization would not be quite complete, and a “second-order effect,” proportional to the square of the ratio of the velocity of the earth to the velocity of light, would be observable.

Максвелл объяснил, что поскольку все практические методы требуют, чтобы свет распространялся от одного пункта к другому и возвращался назад к первому пункту, положительный эффект от движения Земли будет нейтрализован негативным эффектом от возвращения луча, за исключением того, что из-за движения наблюдателя во время перемещения света нейтрализация не была бы совершенно полной, и можно было бы наблюдать «эффект второго порядка», пропорциональный квадрату отношения скорости Земли к скорости света.

Maxwell concludes with the statement, “The change in the time of transmission of the light on account of a relative velocity of the aether equal to that of the earth in its orbit would be only one hundred-millionth part of the whole time of transmission, and would therefore be quite insensible.”

Максвелл сделал следующее заключение: «Изменение во времени распространения света из-за наличия относительной скорости эфира таково, что движение Земли по своей орбите создаст только одну стомиллионную долю полного времени распространения и поэтому будет совершенно незаметно».

The late Professor Albert A. Michelson accepted the challenge of Maxwell’s suggestion and while attending the University of Berlin in 1880- 1881, he devised the remarkable instrument universally known as the Michelson interferometer which was especially adapted to the ether-drift experiment.[1], [2]

Покойный профессор Альберт А.Майкельсон принял максвелловский вызов, и когда он посещал Берлинский университет в 1880–1881 гг., он разработал замечательный инструмент, повсеместно известный как интерферометр Майкельсона, который был специально приспособлен для экспериментов с эфирным ветром[1][2].

In the interferometer a {205} beam of light is literally split in two by a “half-silvered mirror,” and the two beams of light may be made to travel paths at right angles to each other.

В интерферометре луч света буквально расщепляется на два луча посеребренным полупрозрачным зеркалом, и оба луча могут быть пропущены под прямым углом друг к другу.

At the end of the desired path, each beam is reflected back upon itself and the two come together where they first separated.

В конце заданного пути каждый луч отражается назад, и оба идут к тому месту, где они были разделены.

If the two right-angled paths are optically equal, the reunited beams of light will blend with the waves in concordance.

Если два пути, лежащих под прямым углом, оптически равны, воссоединенные лучи света согласованно сложат свои волны.

If, however, the paths of the light in the interferometer differ either in actual length or in the optical properties of the medium through which the light passes, differences of phase will result which may be observed as “interference fringes.”

Если, однако, пути света в интерферометре различны по своим длинам или по оптическим свойствам среды, через которую пропускается свет, различие в фазе приведет к результату, который может наблюдаться как «интерференционные полосы».

Observation of these fringes enables one to detect exceedingly small changes in the relative velocities of the light in the two paths of the interferometer, the measurements being made in terms of the wave-length of the light.

Наблюдение этих полос дает возможность обнаружить чрезвычайно малые изменения относительной скорости света в двух световых путях интерферометра; измерения проводятся в единицах длин волн света.

Michelson at once applied his interferometer to detect the relative motion of the earth and the ether as proposed by Maxwell.

Майкельсон сразу же применил свой интерферометр для отыскания относительного движения Земли и эфира, как предлагал Максвелл.

Fig. 1. Michelson’s ether-drift interferometer of 1881.

Рис. 18.1 Интерферометр Майкельсона 1881 года

Alexander Graham Bell provided for the construction of the new instrument, Fig. 1, which was made by Schmidt & Haensch of Berlin.

Александр Грэхэм Белл разработал конструкцию нового прибора (см. рис. 18.1), который был изготовлен Шмидтом и Хеншем в Берлине.

The half-silvered mirror was placed over the central axis, and two arms at right angles, each 120 centimeters long, carried the end mirrors.

Полупрозрачное зеркало было помещено над центральной осью, а два плеча, образующие прямой угол, длиной каждое по120 см, несли на своих концах зеркала.

The apparatus could be set with the telescope arm pointing in different azimuths and it should be possible to detect the effect of the orbital motion of the earth when the light travels in the direction of this motion and at right angles to it.

Аппаратура была снабжена телескопическим плечом; наведение его в различные азимуты давало возможность определять эффект орбитального движения Земли, когда свет пропускается в направлении движения и под прямым углом к нему.

The first trials of the ether-drift experiment were made at the Physikalisches Institut of the University in Berlin; but the disturbances produced by street traffic made it impossible to see the fringes except in the middle of the night.

Первые попытки проведения экспериментов по эфирному ветру были предприняты в Физическом институте Берлинского университета, но наводки от уличного движения делали невозможным наблюдения полос, кроме как среди ночи.

The experiment was transferred to the Observatory in Potsdam, the interferometer being mounted in a hollow place in the lower part of the brick pier which supported the big telescope.

Эксперимент был перенесен в обсерваторию в Потсдам, интерферометр был смонтирован в пустом внутреннем пространстве в нижней части кирпичного фундамента, поддерживающего большой телескоп.

The report of the experiment, published in 1881[3] (with a correction explained in the paper of 1887),[4] states that, considering only the motion of the earth in its orbit, the displacement of the interference fringes to be expected would be 0.04 of the fringe width; the displacements actually observed varied from 0.004 to 0.015 of a fringe width and were considered to be merely errors of experiment.

В отчете об эксперименте, опубликованном в 1881 г.[3] с уточнением, объясненным в статье 1887 г.,[4] утверждалось, что с учетом только орбитального движения Земли смещение интерференционных полос ожидалось на 0,04 ширины полосы; реально же наблюдаемые смещения варьировались от 0,004 до 0,015 ширины полосы и были признаны просто погрешностью эксперимента.

The conclusion was that the hypothesis of a stationary ether was not confirmed.

Было сделано заключение, что гипотеза стационарного эфира не подтвердилась.

The Michelson-Morley Experiments, Cleveland, 1887

Эксперименты Майкельсона–Морли, Кливленд, 1887 г.

While he was still in Europe, in 1881, Michelson was appointed to the Professorship of Physics in the newly organized Case School of Applied Science in Cleveland and thus became acquainted with the late Professor Edward W. Morley, Professor of Chemistry in Western Reserve University, these two institutions being located side by side.

В 1881 г., когда Майкельсон находился в Европе, он был приглашен в профессуру физики во вновь организованную Кейсовскую школу прикладной науки в Кливленде и таким образом познакомился с покойным Эдвардом В.Морли, проф. химии в Западном резервном университете; эти два института располагались напротив друг друга.

Professor Morley proposed several important developments in the interferometer and in the method of using it, so that it became adequate to measure the then expected effect in the ether-drift experiment.

Проф. Морли предложил некоторые важные усовершенствования интерферометра и методики его применения с тем, чтобы можно было адекватно измерять ожидавшийся тогда эффект в эксперименте по эфирному ветру.

Having secured an appropriation from the Bache Fund of the National Academy of Sciences, a new interferometer was constructed, embodying these improvements; the optical parts were made by the late John A. Brashear of Pittsburgh.

За счет ассигнований со стороны фонда Баше (Bache Fund) Национальной академии наук был сконструирован новый интерферометр, в который вошли эти усовершенствования; оптические части были сделаны покойным Джоном А.Браширом (Brashear) из Питсбурга.

Fig. 2. The Michelson-Morley interferometer of 1887.

Рис. 18.2. Интерферометр Майкельсона–Морли 1887 года.

In order to avoid disturbances of vibration and distortion, the optical parts were mounted on a solid block of sandstone, Fig. 2, which was floated on mercury contained in a circular tank of cast iron.

Для того чтобы избежать возмущений от вибраций и деформаций, оптические части были смонтированы на цельном блоке из песчаника (рис. 18.2), который плавал в ртути, содержащийся в круглом чугунном баке.

This support by floatation made it possible to turn the interferometer to different azimuths while observations were in progress.

Эта плавающая опора дала возможность поворачивать интерферометр на различные азимуты во время наблюдений.

{206} The practicable limit for the size of the stone base was 150 centimeters square and 30 centimeters thick.

Практически осуществимый лимит для размера каменной базы был 150 см на сторону квадрата и толщину 30 см.

In order to obtain the necessary sensitivity, the effective light path was increased by reflecting the light back and forth so that it traversed the diagonal of the square stone block eight times, giving the effect of an interferometer with an arm about 1100 centimeters in length.

Чтобы получить необходимую чувствительность, эффективный световой путь был увеличен с помощью отражения света назад и вперед так, что он проходил диагональ квадратного камня восемь раз, давая эффект интерферометра с плечом около 1100 см длиной.

The expected displacement of the fringes due to a velocity equal to that of the earth in its orbit was 0.4 of a fringe width.

Ожидаемое смещение полос, соответствующее скорости Земли на ее орбите, составляет 0,4 ширины полосы.

Michelson and Morley performed the historic experiment in the northwest room of the basement of the Main Building of Adelbert College in Cleveland in 1887; their entire series of observations was of six hours’ duration, one hour at noon on each day of July 8, 9 and 11, and one hour in the evening of July 8, 9 and 12 and consisted of thirty-six “turns” of the interferometer, readings being made at each of sixteen equidistant points in each turn.

Майкельсон и Морли выполнили свой исторический эксперимент в северо-западной комнате подвального этажа главного здания Колледжа Адельберта в Кливленде в 1887 г.; их полная серия наблюдений имела продолжительность 6 ч, по одному часу в полдень 8, 9 и 11 июля и по одному часу вечером 8, 9 и 12 июля и состояла из 36 «оборотов» интерферометра; считывания проводились на каждом из 16 равноотстоящих положений в каждом обороте.

The method of observation was arranged to detect the preconceived effect of the motion of the earth toward a known point in space with a given velocity, and hence no general series of observations was made.

Метод наблюдения был ориентирован на то, чтобы найти предполагаемый эффект движения Земли по направлению к известной точке пространства с заданной скоростью, и поэтому не были сделаны главные серии наблюдений.

The brief series of observations was sufficient to show clearly that the effect did not have the anticipated magnitude.

Кратких серий наблюдений было достаточно, чтобы ясно показать, что полученный эффект не имеет ожидаемого значения.

However, and this fact must be emphasized, the indicated effect was not zero; the sensitivity of the apparatus was such that the conclusion, published [4] in 1887, stated that the observed relative motion of the earth and ether did not exceed one- fourth of the earth’s orbital velocity.

Однако, и этот факт следует подчеркнуть, полученный эффект не был нулевым; чувствительность аппарата была такая, что вывод, опубликованный [4] в 1887 г. утверждал, что наблюдаемая относительная скорость Земли и эфира не превышала 1/4 орбитальной скорости Земли.

This is quite different from a null effect now so frequently imputed to this experiment by writers on Relativity.

Это совершенно отличается от нулевого результата, теперь так часто приписываемого этому эксперименту авторами работ по теории относительности.

It also seems necessary to call attention to another historical fact: Michelson and Morley made only the one series of observations, in July, 1887, and never repeated the ether-drift experiment at any other time, notwithstanding many printed statements to the contrary.

Также совершенно необходимо обратить внимание на следующий исторический факт: Майкельсон и Морли провели только одну серию наблюдений, в июле 1887 г., и никогда не повторяли эксперимента по эфирному ветру в другое время, несмотря на множество противоположных печатных сообщений.

In the original account of their experiment, Michelson and Morley give the actual readings for the position of the interference fringes in the six sets of observations.

В первоначальном отчете о своем эксперименте Майкельсон и Морли привели реальные отсчеты положения интерференционных полос в шести сериях наблюдений.

Смещение интерференционных полос в первоначальном экспе-рименте Maйкельсона–Морли в 1887 г. Графики полуденных и вечерних наблюдений. Из статьи Д.К.Миллера 1933 г.

Fig. 3. Fringe displacements of the original Michelson-Morley experiments of 1887.

Рис. 18.3. Смещение интерференционных полос в первоначальном эксперименте Maйкельсона–Морли в 1887 г. [По оси абсцисс — угол поворота интерферометра, одно деление равно 1/16 оборота].

The upper one of the two long curves in Fig. 3, shows the average of the three sets of readings taken at noon, and the lower long curve is the average for the three sets taken in the evening.

Верхняя из двух длинных кривых на рис. 18.3 показывает среднее из трех серий отсчетов, сделанных в полдень, а нижняя длинная кривая – среднее для трех серий, сделанных вечером.

These curves show the fringe displacements for a full turn of the interferometer, while the ether-drift effect being sought is periodic in each half turn.

Эти кривые показывают смещение полос для полного оборота интерферометра, тогда как действие искомого эфирного ветра было периодическим в каждой половине оборота.

To find the latter effect, the second half of the long curve is superimposed on the first half by addition, which {207} cancels the full-period effect and all odd harmonics, giving the shorter curve which is the desired half-period effect (together with any higher even harmonics which may be present).

Чтобы найти упомянутый эффект, вторую половину длинной кривой суммировали с первой половиной, чем погашались полнопериодический эффект и все нечетные гармоники, показанные на короткой кривой, изображающей желаемый полупериодический эффект, вместе с высшими четными гармониками, которые также могли присутствовать.

Inspection shows clearly that these curves are not of zero value, nor are the observed points scattered at random; there is a positive, systematic effect.

Рассмотрение кривых ясно показывает, что они вовсе не дают нулевого значения и не являются результатом случайного разброса; здесь есть положительный систематический эффект.

These full-period curves have been analyzed by the mechanical harmonic analyzer, which determines the true value of the half- period effect; this, being converted into its corresponding value for the velocity of relative motion of the earth and ether, gives a velocity of 8.8 kilometers per second for the noon observations, and 8.0 kilometers per second for the evening observations.

Эти полнопериодические кривые были подвергнуты анализу с помощью механического гармонического анализатора, который определил истинное значение полупериодического эффекта; он, будучи сопоставлен с соответствующей скоростью относительного движения Земли и эфира, показал скорость 8,8 км/с для полуденных наблюдений и 8,0 км/с для вечерних наблюдений.

Скорость эфирного ветра, наблюдавшегося Майкельсоном и Морли в 1887 г. и Морли и Миллером в 1902, 1904 и 1905 гг., в сравнении со скоростью, полученной Миллером в 1925 г.

Fig. 4. Velocity of ether drift observed by Michelson and Morley in 1887, and by Morley and Miller in 1902, 1904 and 1905, compared with the velocity obtained by Miller in 1925.

Рис. 18.4. Скорость эфирного ветра, наблюдавшегося Майкельсоном и Морли в 1887 г. и Морли и Миллером в 1902, 1904 и 1905 гг., в сравнении со скоростью, полученной Миллером в 1925 г.

In Fig. 4, the smooth curve shows the value of the ether-drift throughout the day for the latitude of Cleveland, as determined by the specifications of the drift which are derived later in this report from the observations made at Mount Wilson .

На рис. 18.4 плавная кривая показывает значения скорости эфирного ветра в течение суток для широты Кливленда, которые определены детально для дрейфа и выведены ниже в настоящей статье по данным наблюдений, сделанных на Маунт Вилсон.

The two circles on this chart show the magnitude of drift actually obtained by Michelson and Morley for the noon and evening observations, indicating a result wholly consistent with the later work here reported.

Два кружка на этом графике соответствуют скорости дрейфа, реально полученной Майкельсоном и Морли для полуденных и вечерних наблюдений и показавшей полное соответствие с результатами более поздней работы, описанной здесь.

The fact that the result obtained by Michelson and Morley was not negligibly small was very fully set forth by Professor Hicks of University College, Sheffield, in 1902, in his important theoretical examination of the original experiment.[2]

Тот факт, что результат, полученный Майкельсоном и Морли, не был пренебрежимо мал, был очень полно изложен профессором Хиксом из Университетского колледжа Шеффилда в 1902 г. в его важном теоретическом исследовании первоначального эксперимента [2].

Hicks also called attention to the presence of a full-period, first-order effect, which has never been sufficiently investigated; this first- order effect will be considered later.

Хикс также обратил внимание на присутствие полнопериодического эффекта первого порядка, который никогда не был исследован в достаточной степени; этот эффект первого порядка будет обсужден ниже.

The Lorentz-Fitzgerald Hypothesis

Гипотеза Лоренца–Фицджеральда

The Michelson-Morley experiment, which indicated that the theory of the ether was either incomplete or incorrect, attracted world-wide attention because of its fundamental character and because the result was wholly unexpected.

Эксперимент Майкельсона–Морли, который показал, что теория эфира была или неполной, или неправильной, привлек внимание во всем мире, потому что он имел фундаментальный характер, а также потому, что результат оказался совершенно неожиданным.

Professor FitzGerald of Dublin, in 1891, offered an explanation for the small effect on the hypothesis that the forces binding the molecules of a solid might be modified by the motion of the solid through the ether in such a way that the dimension of the stone base of the interferometer would be shortened in the direction of motion and that this contraction might be such as to neutralize the optical effect sought in the Michelson-Morley experiment.

Проф. Фицджеральд из Дублина в 1891 г. предложил объяснение малого эффекта на основе гипотезы о том, что силы, связывающие молекулы в твердом теле, могут изменяться при движении тела сквозь эфир таким образом, что размеры каменного основания интерферометра должны укорачиваться в направлении движения и это сокращение может быть таким, что оно нейтрализует оптический эффект, отыскиваемый в эксперименте Майкельсона – Морли.

FitzGerald did not publish this theory in a scientific journal but he expounded it in his lectures.

Фицджеральд не опубликовал своей теории в научных журналах, но он изложил ее в своих лекциях.

This hypothesis was given publicity by Sir Oliver Lodge in his address on Aberration Problems and New Ether Experiments, presented to the Royal Society on March 31, 1892, which address was published in the Philosophical Transactions for the year 1893.[5]

Эта гипотеза была предана гласности сэром Оливером Лоджем в его речи «Проблемы аберрации и новые эфирные эксперименты», представленной 31 марта 1892 г. в Королевское общество, эта речь была опубликована в Philosophical Transactions в 1893 г. [5].

Lodge has given further details of this historical fact in his recently issued autobiography.[6]

Лодж изложил дополнительные детали этого исторического факта в своей недавно изданной автобиографии [6].

In 1895 Professor Lorentz of Leyden developed the theory in a systematic manner, on the supposition that the particles of all solids are held together by electrical forces; and that a motion of the body as a whole would superpose upon the electrostatic forces between the atoms a magnetic effect due to the motion.

В 1895 г. проф. Лоренц из Лейдена разработал теорию, придав ей системный характер, что частицы всех твердых тел удерживаются вместе электрическими силами и что движение тела как целого может накладываться на электростатические силы между атомами за счет появления магнитных эффектов, вызванных движением.

There would result a contraction of the body in the direction of motion which is proportional to the square of the ratio of the velocities of translation and of light and which would have a magnitude such as to annul the effect of ether-drift in the Michelson- Morley interferometer.[7]

Результатом этого должно быть сокращение размера тела в направлении движения, и это сокращение пропорционально квадрату отношения скоростей перемещения и света, оно должно иметь такое значение, чтобы полностью аннулировать эффект эфирного ветра в интерферометре Майкельсона–Морли [7].

If the contraction depends upon the physical properties of the solid, it was suggested by others that while the expected effect might be annulled in one apparatus, it might in an apparatus of different material give place to an effect other than zero, perhaps with a contrary sign.

Если сокращение зависит от физических свойств твердого тела, другие [участники обсуждения] предположили, что ожидаемый эффект, аннулируемый в одном аппарате, может в аппарате из другого материала уступить место эффекту, отличному от нуля, возможно, противоположного знака.

The Morley-Miller Experiments, Cleveland, 1902-1906

Эксперименты Морли – Миллера, Кливленд, 1902—1906 гг.

The interferometer of wood, 1902

Интерферометр из дерева, 1902 г.

{208} At the International Congress of Physics held in Paris in connection with the International Exposition of 1900, Lord Kelvin gave an address in which he expounded certain theories of the ether, and he explained the significance of the results of the Michelson-Morley experiments as related to these theories.[8]

На Международном конгрессе по физике, состоявшемся в Париже в 1900 г. во время Международной выставки, Лорд Кельвин произнес речь, в которой он изложил некоторые теории эфира и подчеркнул значение результатов экспериментов Майкельсона – Морли для этих теорий. [8]

Professor Morley and the writer were present and in a later conversation with Lord Kelvin he strongly urged the repetition of the ether-drift experiment with a more powerful apparatus.

Проф. Морли и автор присутствовали, и в их разговоре с Лордом Кельвином последний решительно настаивал на повторении эксперимента по эфирному ветру с более совершенной аппаратурой.

Morley and Miller then constructed an interferometer designed especially to test the Lorentz-FitzGerald hypothesis.

Морли и Миллер затем сконструировали интерферометр, специально рассчитанный на проверку гипотезы Лоренца–Фицжеральда.

The base of this instrument was in the form of a cross, made of planks of white pine wood about 430 centimeters long, providing a light-path more than three times as long as that used by Michelson and Morley in 1887.

База этого инструмента была выполнена в форме креста, сделанного из белых сосновых досок длиной около 430 см, световой путь был более чем в 3 раза длиннее использованного Майкельсоном и Морли в 1887 г.

The general dimensions, optical parts and methods of observing with this apparatus were the same as for the steel interferometer described in detail in following sections of this paper.

Основные размеры, оптические части и методы наблюдений с использованием этого аппарата были теми же, что и для стального интерферометра, детально описанного в последующих разделах настоящей статьи.

The instrument was mounted in the northwest corner room of the basement of the Main Building of Case School of Applied Science and three series of observations were made in August, 1902, and in June, 1903, consisting of 505 turns of the interferometer.

Прибор был смонтирован в северо-западной угловой комнате в подвале главного здания Кейсовской школы прикладной науки; в августе 1902 г. и в июне 1903 г. были проведены три серии наблюдений, состоящие из 505 поворотов интерферометра.

A small positive effect was observed, indicated by the square in Fig. 4, which, while slightly larger than that of the previous experiment, was still so small as to indicate that if the reduction of the observed velocity is to be attributed to the hypothetical contraction, the pine is affected by about the same amount as is the sandstone.

Был обнаружен небольшой положительный эффект, показанный квадратиком на рис. 18.4, который, хотя и был несколько больше, чем в предыдущем эксперименте, был еще слишком мал, что указывало на то, что если уменьшение наблюдаемой скорости отнести за счет гипотетического сокращения размеров, то сосна подвержена ему в той же степени, что и песчаник.

The changes in the wooden support due to variations in humidity and temperature made it difficult to obtain accurate observations and it was decided to abandon the pine apparatus and to construct one having a base of metal for supporting the heavy parts, while the length of the optical path could be determined by various substances, wood or metal, as desired.

Изменения в деревянных опорах из-за вариаций влажности и температуры затрудняли получение точных наблюдений, и было решено отказаться от сосновой базы аппарата и сконструировать прибор с базой из металла для закрепления тяжелых частей, причем такой, чтобы в ней длина оптического пути определялась различными материалами – деревом или металлом – по желанию.

While planning a new apparatus, experiments were made to show that differences of magnetic attraction on the iron parts of the instrument could not influence the observations.

При разработке новой аппаратуры были проведены эксперименты, чтобы показать, что различия магнитного притяжения на железные части прибора не могли повлиять на наблюдения.

Massive bars of iron were suspended at the opposite ends of one of the long arms of the cross, so that one bar should be parallel to the earth’s magnetic field while the other was transverse to this field, these relations being reversed on reversing the azimuth of the apparatus.

На противоположных концах одного из длинных плеч крестовины были подвешены массивные бруски железа, причем один брусок размещался параллельно земному магнитному полю, а другой – поперек него; их влияние менялось на противоположное при изменении азимута аппарата на противоположный.

Observations with this load gave the same results as before.

Наблюдения с этой нагрузкой дали те же самые результаты, что и ранее.

In a further experiment, an analytical balance was placed on one arm with which to weigh a bar of iron having a mass of about 1200 grams.

В дальнейшем эксперименте на одном плече были размещены аналитические балансиры, вместе с которыми железный брусок весил 1200 г.

100

It was so oriented that at one azimuth of the apparatus the bar was parallel to the lines of the earth’s magnetic field, while at another it was transverse to the field.

Брусок был ориентирован так, чтобы при одном азимуте аппарата он был параллелен направлению земного магнитного поля, в то время как второй располагался поперек направления поля.

101

A difference of half a milligram could have been detected but no such difference existed.

При этом могла быть определена разница в полмиллиграмма, но такой разницы не было.

102

By observing the effect produced by a known weight on one arm of the interferometer, it was shown that the earth’s magnetism could not be a disturbing factor.

Наблюдение за эффектом проводилось с помощью размещения груза с известной массой на одном плече интерферометра; было показано, что земной магнетизм не может являться возмущающим фактором.

103

Description of the new steel interferometer

Описание нового стального интерферометра

104

An appropriation from the Rumford Fund of the American Academy of Arts and Sciences made possible the construction, in 1904, of an entirely new apparatus of steel.

Ассигнования, выделенные фондом Румфорда Американской академии искусств и наук, сделали возможным разработку в 1904 г. совершенно нового стального аппарата.

105

Поперечный срез ртутного поплавка для интерферометра Майкельсона, Морли и Миллера.

106

Fig. 5. Cross section of the mercury float for the interferometer.

Рис. 18.5. Поперечный срез ртутного поплавка для интерферометра

107

The design for the base of the interferometer, made by Professor F. H. Neff of the Department of Civil Engineering of Case School of Applied Science, provided that all optical parts and accessories should be carried by two girders of structural steel, Figs. 5, 10 and 14, each about 430 centimeters long, which intersect in the form of a cross.

Расчет основы интерферометра, выполненный проф. Ф. Х. Неффом из отдела гражданской техники Кейсовской школы прикладной науки, был проведен с учетом того, что все оптические части и принадлежности должны быть размещены на двух балках из конструкционной стали (рис. 18.5, 18.10 и 18.14), каждая около 430 см длины, пересека ющихся в форме креста.

108

The purpose of this design was to secure structural symmetry and the utmost rigidity.

Цель этой разработки была гарантировать структурную симметрию и наивысшую жесткость.

109

110

The steel cross rests on a circular float of wood, Fig. 5, 150 centimeters in diameter; on the under {209} side of the circle is an annulus of wood having an outside diameter of 150 centimeters, an inside diameter of 80 centimeters, and a thickness of 20 centimeters.

Стальной крест крепился на круглом деревянном поплавке (рис. 18.5) диаметром 150 см; на нижней стороне размещалось деревянное кольцо, имеющее внешний диаметр 150 см, внутренний диаметр 80 см и толщину 20 см.

111

This float of wood rests on mercury contained in an annular trough of cast iron, of such dimensions as to leave a clearance of about one centimeter around the wood, which space is filled with mercury.

Деревянный поплавок покоился на ртути, налитой в кольцевой желоб из чугуна, размеры которого оставляли зазор около 1 см вокруг дерева; этот зазор заполнялся ртутью.

112

It requires about 275 kilograms of mercury to float the entire apparatus which weighs about 1200 kilograms.

Потребовалось около 275 кг ртути, чтобы обеспечить плавучесть всего аппарата, масса которого составила около 1200 кг.

113

The float is kept central by a loose-fitting centering pin which sustains no pressure.

Поплавок сохранял центральное положение благодаря неплотно пригнанной центральной шпильке, которая удерживала аппарат без давления.

114

The annular iron tank is supported by piers of brick or concrete at such a height as to bring the eyepiece of the observing telescope level with the eye of the observer when he takes the posture for easy walking around with the interferometer as it rotates slowly on the mercury.

Кольцевой железный бак поддерживался опорами из кирпича или бетона такой высоты, которая требовалась для того, чтобы окуляр наблюдательного телескопа находился на уровне глаз наблюдателя, соответственно его позе во время хождения вокруг интерферометра, плавно поворачивающегося на ртути.

115

The cast iron trough for the mercury together with the circular wooden float are the same parts as were used in the original Michelson-Morley interferometer of 1887 and these two pieces have been continued in use by the writer to the present time.

Чугунный желоб для ртути вместе с круглым деревянным поплавком являются теми же самыми частями, которые были использованы в первоначальном интерферометре Майкельсона и Морли в 1887 г., и эти две части продолжают использоваться автором до настоящего времени.

116

The other parts of the apparatus of 1887 have been dispersed, excepting only three of the cast iron supports for the mirrors.

Остальные части аппарата 1887 г. были рассредоточены, исключая только три чугунных держателя для зеркал.

117

118

The optical flat surfaces were all made in 1902 by that artist-optician, O. L. Petitdidier of Chicago, and proved to be exceptionally perfect; these consist of two plane-parallel plates, each 10.5 × 17.5 centimeters in size, and sixteen plane mirrors of circular shape, 10.25 centimeters in diameter.

Все плоские оптические поверхности были сделаны в 1902 г. оптическим мастером О. Л. Петитдидером из Чикаго, и их качество было совершенным; они состояли из двух плоскопараллельных пластин, каждая размером 10,5 × 17,5 см, и 16 плоских зеркал круглой формы диаметром 10,25 см.

119

План оптических путей в интерферометре Морли и Миллера.

120

FIG. 6. Plan of the optical paths in the interferometer.

Рис. 18.6. План оптических путей в интерферометре

121

The general plan of the interferometer is shown in the diagram, Fig. 6, which, however, is not drawn to the exact scale.

Общий план интерферометра показан на рис. 18.6, который выполнен не в точном масштабе.

122

On a central plate, at the intersection of the arms of the cross, are mounted the half-silvered diagonal mirror, D, and its compensating plate, C, both having been cut from a single plane-parallel disk.

На центральной пластине на пересечении плеч крестовины смонтированы полупрозрачное посеребренное диагональное зеркало D, и его компенсационная пластина С, вырезанные из одного плоскопараллельного диска.

123

At the outer end of each cross-arm, four of the circular mirrors are mounted in a metal plate which is supported in a vertical position.

На внешнем конце каждого плеча крестовины смонтировано по четыре круглых зеркала на металлической пластине, которая закреплена в вертикальном положении.

124

Each of the eighteen mirrors is held by springs against the points of three adjusting screws to permit the necessary adjustments for securing interference.

Каждое из 18 зеркал удерживается пружинами против точек трех регулировочных винтов, чтобы иметь возможность осуществить необходимую регулировку для обеспечения интерференции.

125

In order to have everything about the two arms as symmetrical as possible, there is no micrometer screw for moving the end mirror parallel to itself, all the adjustment being obtained by means of the three simple screws, as for the other mirrors.

Для того чтобы обеспечить возможно более точную симметрию двух плеч, не используется микрометрический винт для перемещения концевого зеркала параллельно самому себе, а все регулировки обеспечены с помощью трех простых винтов, так же, как и для других зеркал.

126

Light from the source, S, is rendered parallel by the triple-lens condensing system, L, of 15 centimeters diameter, and reaches the half- silvered mirror, D.

Свет от источника S выпускается параллельно конденсирующей системой L, состоящей из трех линз диаметром 15 см, и достигает полупрозрачного зеркала D.

127

Part of this light is transmitted to the mirror, I-1; it is successively reflected to mirrors, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8, having travelled a distance equal to about seven and a half times the length of the arm of the cross.

Часть этого света передается к зеркалу I–1; она последовательно отражается от зеркал 2, 3, 4, 5, 6, 7 и 8, пройдя расстояние, примерно равное 7,5 длин плеча крестовины.

128

From mirror 8 the light returns by the same path back to D, where it is partially reflected to the observing telescope, T. A second portion of the light incident on D is reflected along the other arm of the cross to II-1, is reflected to and fro and is returned to D and is in part transmitted to the observing telescope.

От зеркала 8 свет возвращается обратно по тому же пути к D, где он частично отражается к наблюдательному телескопу Т. Второй луч света падает на D и отражается вдоль второго плеча крестовины к II—1, отражается вперед и назад, возвращается к D и частично пропускается к наблюдательному телескопу.

129

In the actual apparatus, Fig. 10, the mirrors 5 and 7 are above mirrors 3 and 1 instead of at the side of them, and mirrors 6 and 8 are above mirrors 4 and 2.

В реальном аппарате (см. рис. 18.10) зеркала 5 и 7 размещены выше зеркал 3 и 1 вместо размещения сбоку от них, а зеркала 6 и 8 — выше зеркал 4 и 2.

130

By this system of mirrors the effective length of the arm of the interferometer is greatly increased and in the actual apparatus it is 3203 centimeters, giving a total light-path, going and returning, of 6406 centimeters, equal to about 112,000,000 wave-lengths of the acetylene light used in the experiment.

С помощью этой системы зеркал эффективная длина плеча интерферометра значительно возрастает и в данном аппарате составляет 3203 см, обеспечивая полную длину светового пути, прямого и обратного, 6406 см, что составляет около 112.000.000 длин волн ацетиленового света, примененного в эксперименте.

131

The telescope had an aperture of 3.3 centimeters, a focal length of 35 centimeters, and a magnifying power of thirty-five diameters.

Телескоп имел апертуру 3,3 см, длину фокусного расстояния 35 см и увеличение 35 раз.

132

The telescope is focussed on the surface of mirror 8 where, {210} when the adjustments are completed, the interference fringes appear to be located.

Телескоп сфокусирован на поверхности зеркала 8, где, после того, как регулировка завершена, должны появиться интерференционные полосы.

133

134

The apparatus as described, consisting of the optical plane surfaces, the steel cross and the mercury tank and float, has been used by the writer in all experiments from 1904 to the present time, except that for the experiments of December, 1921, the steel cross was replaced with a base of concrete.

Такой аппарат, состоящий из оптических плоских поверхностей, стальной крестовины и ртутного бака с поплавком, был применен автором во всех экспериментах с 1904 г. до настоящего времени, исключая то, что для эксперимента декабря 1921 г. стальная крестовина была заменена на основание из бетона.

135

In 1923, the small reading telescope was replaced by an astronomical telescope of 13 centimeters aperture, having a magnifying power of fifty diameters.

В 1923 г. малый считывающий телескоп был заменен на астрономический телескоп с 13-сантиметровой апертурой, имеющий увеличение в 50 раз.

136

The whole path of the light in the apparatus is enclosed; this cover was made of pine wood throughout for the experiments of 1904; in 1905 the cover had glass sides for all arms, thus making the apparatus wholly transparent in the horizontal plane; this arrangement, shown in Figs. 13 and 16, has been used to the present time.

Весь путь света в аппарате закрыт, покрытие было выполнено из соснового дерева на время экспериментов 1904 г.; в 1905 г. покрытие имело стеклянные стороны для плеч, это сделало аппарат полностью прозрачным в горизонтальной плоскости; эта компоновка, показанная на рис. 18.13 и 18.16, применяется до настоящего времени.

137

Adjustment of the interferometer

Регулировка интерферометра

138

When the mirrors are in position, the distances between them, about 425 centimeters, are compared by means of light wooden rods and the mirrors are adjusted so that the two light-paths, each consisting of eight different portions, are approximately equal.

Когда зеркала установлены, расстояния между ними, равные примерно 425 см, сравнивались с помощью легких деревянных реек, и зеркала регулировались так, чтобы два световых пути, каждый состоящий из восьми различных частей, были примерно одинаковыми.

139

Sodium light from the common laboratory type of sodium lamp is used to establish interference; by observing the visibility maxima of the sodium interference system, the adjustment is made for the center of this system where the white-light fringes may be found.

Для установления интерференции применяется натриевый свет от обычной натриевой лампы лабораторного типа; наблюдая визуально максимум системы натриевых интерференционных полос, регулировка осуществлялась по центру этой системы, где могли быть найдены полосы белого света.

140

When the apparatus was first assembled on Mount Wilson, the time required for the approximate adjustment of the distances between mirrors with the wood rods was about one hour, for the centering of the mirrors fifteen minutes, for finding the fringes with sodium light thirty minutes, and for finding the fringes with white light forty-five minutes, or two hours and a half for the entire operation.

Когда аппарат был впервые собран на Маунт Вилсон, время, потребовавшееся для приближенной регулировки расстояния между зеркалами с помощью деревянных реек, составило около 1 ч., для центровки зеркал – 15 мин., для нахождения полос с натриевым светом – 30 мин., для нахождения полос с белым светом – 45 мин. или 2,5 ч. для всей операции.

141

Upon another occasion, the fringes for sodium light were found with ten minutes of searching and the white-light fringes in thirty-five minutes more.

В другом случае полосы для натриевого света были найдены за 10 мин поиска, а полосы белого света — на 35 мин. больше.

142

The mercury arc and other monochromatic sources have been tried for the preliminary adjustments but the sodium light is preferred because the middle portion of the interference system can be easily located, which corresponds to equal light-paths in the two arms of the interferometer.

Для предварительной регулировки была испробована ртутная дуга и другие монохроматические источники, но натриевый источник оказался предпочтительнее, потому что средняя часть интерференционной системы полос, которая соответствует равным световым путям в двух плечах интерферометра, может быть легко установлена.

143

White-light fringes were chosen for the observations because they consist of a small group of fringes having a central, sharply defined black fringe which forms a permanent zero reference mark for all readings.

Полосы белого света были выбраны для наблюдений потому, что они состоят из небольшой группы полос, имеющих центральную отчетливую черную линию, которая формируют постоянную нулевую отметку для всех отсчетов.

144

Previous to 1924, a small acetylene lamp of the kind used on bicycles, was the source of light, the lamp being carried on a bracket attached to the end of one arm of the interferometer, as shown in Figs. 10 and 13.

До 1924 г. в качестве источника света применялась маленькая ацетиленовая лампа типа тех, которые используются для велосипедов; лампа была закреплена на кронштейне, установленном на конце одного из плеч интерферометра, как показано на рис. 18.10 и 18.13.

145

Such a lamp produces a concentrated, brilliant and very steady light with the minimum production of heat and the lamp itself is very simple and of small weight and it burns for several hours with little attention.

Такая лампа дает концентрированный, яркий и очень устойчивый свет с минимальным выделением тепла; сама лампа очень проста, имеет малую массу и горит несколько часов, почти не требуя внимания.

146

For the observations of 1924 and for part of the observations of April, 1925, the source was placed outside of the interferometer room, as is explained later, and a larger lamp of the kind used for automobile headlights, shown in Fig. 14, was used.

Для наблюдений 1924 г. и для части наблюдений апреля 1925 г. источник был размещен вне комнаты интерферометра, как объяснено далее, и была применена лампа большей величины типа автомобильной фары, показанная на рис. 18.14.

147

In April, 1925, the small acetylene lamp was again adopted, now being placed on the top of the cover of the interferometer, over the central axis, as shown in Fig. 16, the light being introduced into the light-path by two mirrors on the end of one arm.

В апреле 1925 г. была вновь выбрана маленькая ацетиленовая лампа, теперь она была помещена наверху покрытия интерферометра по центральной оси, как показано на рис. 18.16, свет входил в оптические пути с помощью двух зеркал на конце одного из плеч.

148

This arrangement has been continued to the present.

Устройство это действует и сейчас.

149

Monochromatic fringes have never been used in the ether-drift observations, though experimental trials have been made, as is described later.

Монохроматические полосы в наблюдениях эфирного ветра никогда не применялись, хотя экспериментальные попытки и делались, как будет описано ниже.

150

151

The interference fringes appear to be formed on the surface of the most distant mirror, optically speaking, No. 8, of the series as described.

Интерференционные полосы зрительно появляются на поверхности наиболее удаленного зеркала № 8 из серии на показанной выше оптической схеме.

152

Attached to the supporting frame of this mirror is a small arrow-head of brass, which projects into the field of view, almost in contact with the mirror, forming a fixed fiducial mark for determining the position of the fringe system.

К несущей раме этого зеркала прикреплен маленький кончик стрелки из латуни, который находится почти в контакте с зеркалом и проецируется в поле зрения, формируя фиксированную позицию отсчета для определения положения системы полос.

153

Before beginning observations the end mirror, No. 8, on the telescope arm is very carefully adjusted to secure vertical fringes of suitable width.

Прежде чем начать наблюдения, концевое зеркало № 8 на телескопическом плече очень тщательно регулируется, чтобы подобрать подходящую ширину вертикальных полос.

154

There are two adjustments of the angle of this mirror which will give fringes of the same width but which produce opposite displacements of the fringes for the same change in one of the light-paths.

Имеются две регулировки углов этого зеркала, которые будут давать полосы той же ширины, но которые производят противоположные смещения полос при одних и тех же изменениях в одном из световых путей.

155

Very careful attention is required always to secure that adjustment of this critical angle which causes the arrow-head pointer to appear to the right of the central black fringe when the light-path of the telescope arm of the interferometer increases in effective length; a {211} reading for such a position is recorded as plus.

Всегда очень большое внимание требуется для того, чтобы отрегулировать этот критический угол, который заставляет конец указательной стрелки появляться справа от центральной черной полосы, когда световой путь телескопического плеча увеличивается в эффективной длине; отсчет для такого положения записывается со знаком плюс.

156

When the pointer appears to the left of the central fringe the reading is minus, corresponding to a shortening of the telescope arm.

Когда указатель появляется слева от центральной полосы, – отсчет отрицательный, соответствуя укорочению телескопического плеча.

157

The adjustment commonly employed is such that from six to ten fringes appear in the field of view and so that the central black fringe is never more than two fringe-widths from the pointer.

Регулировка обычно такова, что от шести до десяти полос появляются в поле зрения, и центральная черная полоса находится не более чем на расстоянии двойной ширины полосы от указателя.

158

Интерференционные полосы, наблюдаемые в интерферометре Майкельсона, Морли и Миллера.

159

Fig. 7. The interference fringes as seen in the interferometer.

Рис. 18.7. Интерференционные полосы, наблюдаемые в интерферометре

160

Fig. 7 shows the field of view with adjustments for narrow fringes and for wide fringes, the latter corresponding to the conditions of actual observation.

На рис. 18.7 показано поле зрения с установленными узкими полосами и широкими полосами, последние соответствуют условиям реального наблюдения.

161

Method of using the interferometer

Метод применения интерферометра

162

The method of using the interferometer for the detection of an ether-drift presumes that the telescope arm of the instrument will be placed in the line of motion of the earth with respect to the ether as projected on the plane of the interferometer, while the other arm is at right angles to this motion.

Метод применения интерферометра для определения эфирного ветра предполагает, что телескопическое плечо инструмента будет находиться в линии движения Земли по отношению к эфиру с учетом его проекции на плоскость интерферометра, тогда как другое плечо находится под прямым углом к этому движению.

163

The interference fringes will indicate a certain reading with respect to the pointer in the field of view.

Интерференционные полосы будут показывать определенный отсчет по отношению к указателю в поле зрения.

164

The apparatus is then turned through an angle of azimuth of 90° so that the effect of the earth’s motion on the apparent velocity of light is transferred from the telescope arm to the other arm, with the result that the interference system will be displaced by an amount depending upon the square of the ratio of the velocity of the earth’s absolute motion to the velocity of light.

Аппарат затем поворачивается на угол 90°, так что влияние движения Земли на кажущуюся скорость света переносится с одного телескопического плеча на другое: в результате система интерференционных полос будет смещена на величину, зависящую от квадрата отношения скорости абсолютного движения Земли к скорости света.

165

However, the direction of the earth’s absolute motion is unknown and it is not possible to place the interferometer certainly in the desired positions. The interferometer is therefore caused to rotate slowly on the mercury float so that the telescope points successively to all azimuths.

Однако направление абсолютного движения Земли неизвестно, поэтому невозможно установить интерферометр определенно в желаемое положение, поэтому его приходится медленно вращать на ртутном поплавке, так что телескоп указывает последовательно на все азимуты.

166

A relative motion of the earth and ether would then cause a periodic displacement of the interference fringes, the fringes moving first to one side and then to the other as referred to the pointer in the field of view, with two complete periods in each rotation of the instrument.

Относительное движение Земли и эфира должно будет тогда вызывать периодическое смещение интерференционных полос, полосы двигаются сначала в одну сторону, а затем в другую по отношению к указателю в поле зрения, с двумя полными периодами в каждом обороте инструмента.

167

168

Uniform temperature conditions are important as regards the dimensions of the apparatus and the refraction of the air in the light path.

Неизменность температурных условий важна в отношении постоянства размеров аппарата и рефракции воздуха в оптическом пути.

169

Usually the apparatus is kept in motion for an hour or more before readings are begun; sometimes a fan is used to secure uniform temperature distribution and the opening of the windows on all sides is common.

Обычно аппарат приводится в движение за час или более до того, как начать отсчеты. Иногда для того, чтобы обеспечить постоянство распределения температуры применялся вентилятор, а окна обычно были открыты во все стороны.

170

However, when observations are made in daylight, the windows must be covered with curtains or dark paper.

Однако когда наблюдения проводились при дневном свете, окна должны были закрываться занавесями или темной бумагой.

171

The apparatus is set in rotation by a pull of a few ounces on a fine string attached to the wooden float; a moderate pull on this string, even up to its breaking point, does not produce any appreciable distortion in the steel interferometer which rests on the float.

Аппарат приводится во вращение тягой в несколько унций (унция – 28,3 г) посредством тонкой струны, прикрепленной к деревянному поплавку; умеренное потягивание за эту струну, даже до ее предела прочности, не могло бы произвести заметного перекоса стального интерферометра, который покоится на поплавке.

172

The interferometer turns so easily and has such inertia that when once started it will continue to turn for an hour and a half or more without any further pull or push.

Интерферометр поворачивается так легко, и он имеет такую инерцию, что если он начал вращение, то он будет продолжать вращение полтора часа или более без необходимости далее тянуть [за струну] или его подталкивать.

173

It rotates with such freedom that it is literally “floating” without acceleration or distortion.

Он вращается так свободно, что это буквально является «плаванием» без ускорений и деформаций.

174

175

The purpose of the observation is to determine the amount of the displacement of the fringes and the direction in which the telescope points when this displacement is a maximum.

Цель наблюдений заключается в определении величины смещения интерференционных полос и направления, в котором направлен телескоп, когда это смещение максимально.

176

The observer has to walk around a circle about twenty feet in diameter, keeping his eye at the moving eyepiece of the telescope attached to the interferometer which is turning on its axis steadily, at the rate of about one turn in fifty seconds; the observer must not touch the interferometer in any way and yet he must never lose sight of the interference fringes, which are seen only through the small aperture of the eyepiece of the telescope, about a quarter of an inch in diameter.

Наблюдатель должен ходить по кругу диаметром около 20 футов (6,1 м), удерживая свой глаз на движущемся окуляре телескопа, прикрепленного к интерферометру, который плавно поворачивается вокруг своей оси со скоростью примерно 1 оборот за 50 секунд. Наблюдатель не должен ни в коем случае касаться интерферометра, и в то же время он не должен терять из виду интерференционных полос, которые видны только через маленькую апертуру окуляра телескопа, имеющую диаметр около 0,25 дюйма (6,4 мм).

177

The string attached to the float, mentioned above, may be used as a sensitive guide to assist the observer in maintaining the proper circular path.

Струна, прикрепленная к поплавку и упомянутая выше, может быть использована как чувствительная направляющая, чтобы помочь наблюдателю в поддержании правильного закругленного пути.

178

A delicate metal brush attached to the wood float touches in succession sixteen equidistant contact pieces on the mercury tank, closing an electric circuit which operates a small sounder and indicates the instants at which readings are to be made.

К деревянному поплавку прикреплена тонкая металлическая щетка, последовательно касающаяся 16 контактов, находящихся на равном расстоянии друг от друга на баке со ртутью, замыкая электрическую цепь, которая включает небольшой звуковой сигнализатор и указывает мгновение, в которое должен происходить отсчет.

179

180

It is entirely practicable to make the readings {212} of the positions of the interference fringes corresponding to the sixteen equidistant azimuths of one complete turn of the interferometer when the instrument is turning at the rate of one turn in about fifty seconds.

Совершенно реально можно провести отсчеты положений интерференционных линий, соответствующих шестнадцати равноотстоящим азимутам на одном обороте интерферометра при скорости примерно 1 оборот за 50 с.

181

A “set” of readings which corresponds to a “single observation,” represented by one point on the charts of the original observations, usually consists of twenty turns, involving three hundred and twenty readings, made in about eighteen minutes.

«Серия» отсчетов, соответствующая «одиночному наблюдению» и изображенная одной точкой на диаграммах исходных наблюдений, обычно состоит из 320 отсчетов, сделанных за 20 оборотов на протяжении примерно 18 мин.

182

The time midway between the beginning and ending of the set of readings is taken as the time of the observation.

Среднее время между началом и окончанием серии отсчетов принято за время наблюдения.

183

The twenty turns are ordinarily observed in continuous succession; however, if a single reading at any one azimuth is lost, due to vibration of the support or other cause, the entire turn is cancelled.

Обычно 20 оборотов наблюдаются в непрерывной последовательности, однако если один отсчет при каком-либо азимуте утрачен из-за вибрации опоры или по какой-нибудь иной причине, то аннулируется весь оборот.

184

The adjustments are maintained so that the central fringe of the field of view, Fig. 7, is never more than two fringe- widths from the fiducial point.

Регулировки сохраняются так, чтобы центральная линия в поле зрения (см. рис. 18.7) никогда не отклонялась от точки отсчета на расстояние большее, чем две ширины полосы.

185

Often the temperature drift is such that the fringes shift more than this before a set of twenty turns is completed.

Часто температурный дрейф таков, что полосы перемещаются на большее расстояние, до завершения полной серии из 20 оборотов.

186

When this occurs, the fringe system is restored to its central position simply by placing a small weight of two or three hundred grams on the end of the arm or by removing a weight from the arm.

Когда это происходит, система полос восстанавливается в центральное положение простым размещением малой массы 200 или 300 г на одном конце плеча или снятием массы с плеча.

187

This is done without stopping the uniform turning of the apparatus and usually without interrupting the readings; if a reading is lost, the entire turn is cancelled and the observations are continued until twenty complete turns of readings have been secured.

Все это делалось без остановки постоянного вращения аппарата и обычно без перерыва отсчетов, а если отсчет был потерян, то весь оборот выбрасывался, и наблюдения продолжались до тех пор, пока не набиралась 20 полных оборотов.

188

Only rarely is it necessary to readjust the fringes by means of the screws against which the end mirror rests.

Только изредка необходимо вновь подрегулировать полосы с помощью винтов, на которые опирается концевое зеркало.

189

On some occasions the temperature conditions are so steady that no adjustment of fringes is required through several sets, which may cover an interval of an hour or more.

В некоторых случаях температурные условия оказывались столь стабильными, что не требовалось регулировать полосы в течение нескольких серий наблюдений, которые могли продолжаться час или более;

190

Such sets of observations are repeated continuously during the several hours of the working period.

такие серии наблюдений повторялись непрерывно в течение нескольких часов рабочего периода времени.

191

192

It is considered very important that the interferometer should not be enclosed in a metallic casing, nor even in an opaque covering; also that it should not be placed inside a room with heavy walls such as are required for a constant-temperature room.

Представляется очень важным, чтобы интерферометр не был закрыт ни металлическим футляром, ни даже другим непрозрачным покрытием, а также то, что аппарат не должен помещаться внутри комнаты с тяжелыми стенами, какие требуются для комнат с постоянной температурой.

193

The apparatus should be, as nearly as possible, in the open so that there is no possibility of entrainment of the ether in massive materials surrounding it.

Насколько это возможно, аппарат должен быть открыт, чтобы не было возможности захвата эфира окружающими его массивными материалами.

194

The instrument is very sensitive to changes of temperature and to vibration of the support and the quantity to be measured is extremely small.

Инструмент весьма чувствителен к изменению температуры и к вибрации опоры, а измеряемая величина чрезвычайно мала.

195

When the apparatus is used with the least possible covering, it is subjected to greater temperature disturbances than when fully protected, which results in greater dispersion among the separate readings; it is therefore necessary to accumulate a larger number of readings as rapidly as possible under these conditions and to arrange and combine them in such a manner that the systematic ether-drift effect will be fully preserved while the temperature changes which proceed more slowly will be eliminated in the final average.

Когда же аппарат использует минимально возможные покрытия, он подвержен более значительным температурным возмущениям, чем когда он полностью защищен; что приводит к большей дисперсии (разбросу) между отдельными считываниями, поэтому необходимо собрать большее число отсчетов и так быстро, насколько это возможно при этих условиях и упорядочить и объединить их таким образом, что систематический эффект эфирного ветра будет полностью сохранен, тогда как температурные изменения, которые происходят более медленно, будут устранены в конечном усредненном результате.

196

As the readings are taken at intervals of about three seconds, the position of the maximum displacement is dependent upon readings covering an interval of less than ten seconds.

Так как отсчеты производятся с интервалом около 3 с, положение максимального смещения зависит от считываний, продолжающихся меньше 10 с.

197

A complete period of the displacement takes place in about twenty-five seconds.

Полный период смещения происходит в интервале около 25 с.

198

Any temperature effect or other disturbing cause which is not strictly periodic in every twenty-five seconds over an interval of fifteen minutes would largely be cancelled out in the process of averaging, while a real periodic effect persists.

Любой температурный эффект или другая возмущающая причина, которая не строго периодична каждые 25 секунд в интервале 15 минут, будет в значительной степени сведена на нет в процессе усреднения, в то время как реальный периодический эффект сохранится.

199

Thus the observations for the direction of the absolute motion are largely independent of ordinary temperature variations.

Таким образом, результаты наблюдений за направлением абсолютного движения, по большей части, не зависят от обычных температурных вариаций.

200

The observation is a differential one and can be made with considerable certainty under all conditions.

Наблюдения являются дифференциальными и могут быть выполнены со значительной достоверностью во всех условиях.

201

Disturbances, due to temperature or other causes lasting for a few seconds or for a few minutes, might affect the actual amount of the observed displacement and give less certain values for the velocity of the ether-drift while, at the same time, the position of maximum displacement is not altered.

Возмущения из-за температуры или других причин, длящиеся несколько секунд или несколько минут, могут влиять на реальные значения наблюдаемого смещения и делать менее точным значение скорости эфирного ветра; однако в то же время положение максимального смещения им не подвержены.

202

203

Previous to 1925, the time of actual readings had been confined to one or two hours at a predetermined time of day; the time required for preparation and preliminary adjustments would perhaps be two hours more.

До 1925 г. интервал времени реальных считываний ограничивался одним или двумя часами предопределенного времени суток; время, требуемое для подготовки и предварительной регулировки, возможно, должно составлять еще два часа.

204

The procedure adopted in 1925 makes it necessary to have observations equally distributed over the twenty- four hours of the day to determine the curve of diurnal variation.

Процедура, примененная в 1925 г., сделала необходимым распределение наблюдения равномерно по 24 часам суток для того, чтобы определить кривую суточных изменений.

205

Allowing a few minutes for reading thermometers and for making readjustments of fringes and also a few minutes for relaxation, two sets of readings may be made in each hour through a working day, or night, of eight hours.

Требуя несколько минут на считывание показаний термометров и для перенастройки полос, а также несколько минут на отдых, две серии отсчетов могут быть сделаны каждый час в течение рабочего дня, или ночи, длительностью 8 часов.

206

The accumulation of a hundred sets {213} of readings, distributed over the twenty-four hours of the day will, under favorable weather conditions, occupy a period of six or eight days.

Собраны сотни серий отсчетов, распределенные по 24 часам суток, выполненных при благоприятных погодных условиях на протяжении шести–восьми дней.

207

Such a series of observations is finally reduced to one group, corresponding to the mean date of the epoch; several series of this extent are represented in Fig. 22.

Такие серии наблюдений окончательно превращались в одну группу, соответствующую средней дате эпохи; некоторые серии из них изображены на рис. 18.22.

208

209

The observer has only one single thing to do, that is to note and announce the position of the central black fringe with respect to the fiducial point, plus or minus, in units of a tenth of a fringe width, at the instant of the click of the electric sounder.

Единственное, что должен был делать наблюдатель, – это отмечать и объявлять положение центральной черной полосы относительно начальной точки отсчета, в десятых долях ширины полосы, со знаком «+» или «–», в тот момент, когда прозвучит сигнал электрического зуммера.

210

Форма записи наблюдений эфирного ветра на Маунт Вилсон, 23 сентября 1925 г., выполненных Дейтоном К.Миллером.

211

Fig. 8. Form of record of ether-drift observations.

Рис. 18.8. Форма записи наблюдений эфирного ветра

212

An assistant records these readings in order, on a prepared form, starting with the reading corresponding to the north or other noted azimuth, as shown in Fig. 8, which is the record of actual observations made at Mount Wilson on September 23, 1925.

Ассистент записывает эти показания в том же порядке, в подготовленную форму, начиная от отсчета, соответствующего северному или другому отмеченному азимуту, как показано на рис. 18.8, на котором записаны реальные наблюдения, проведенные на Маунт Вилсон 23 сентября 1925 г.

213

The observer gives no attention to the azimuth.

Наблюдатель не обращал внимания на азимут.

214

The reading is determined by instantaneous visual estimation; it is quite impracticable to use any kind of a scale in the field of view because the width of the fringes is subject to slight variation.

Отсчет определялся по мгновенной визуальной оценке; совершенно непрактично применять какие-либо шкалы в поле зрения, потому что ширина полос подвержена небольшим вариациям.

215

That this method is sufficient is shown by the uniformly consistent and systematic periodic curves representing the observations.

То, что такой метод достаточен, показано с помощью равномерно состоятельных и обладающих систематической периодичностю кривых, представляющих результаты наблюдений.

216

The numerical quantity used as the result of a “single observation” is the average of forty such readings (the function being periodic in each half-turn) and it approaches an accuracy of a hundredth of a fringe.

Числовое значение, использованное как результат «одиночного наблюдения», есть среднее для сорока таких отсчетов; функция периодична каждые полоборота, и точность ее определения приближается к сотым долям полосы.

217

218

While readings are being taken, neither the observer nor the recorder can form the slightest opinion as to whether any periodicity is present, much less as to the amount or direction of any periodic effect; the taking of observations is quite unprejudiced and is simply mechanical.

Когда проводились наблюдения, ни наблюдатель, ни тот, кто записывал отсчеты, не могли сформировать даже малейшее мнение о том, присутствует ли какая-либо периодичность, и тем более — оценить величину или направление периодического эффекта; проведение наблюдений совершенно беспристрастно и является простой механической операцией.

219

Интерферометрические отсчеты и процесс их численного сокращения для результата эфирного ветра в исследованиях Дейтона К.Миллера на Маунт Вилсон.

220

Fig. 9. Interferometer readings and the process of reducing them for the ether-drift effect.

Рис. 18.9. Интерферометрические отсчеты и процесс их численного сокращения для результата эфирного ветра.

221

That this must be true will be evident from an inspection of the numbers representing the readings as recorded in the chart, Fig. 8, and shown graphically in Fig. 9.

То, что это так, станет очевидно из анализа числовых данных, отражающих отсчеты, записанные в таблице на рис. 18.8 и показано графически на рис. 18.9.

222

Reduction of the interferometer observations

Обработка интерферометрических наблюдений

223

The numerical reduction of a set of readings is a simple arithmetical process.

Численное сокращение серий отсчетов является обычным арифметическим процессом.

224

In the record, Fig. 8, the horizontal lines give the sixteen readings for one turn of the interferometer, the first reading being that when the telescope points to the north; the readings for twenty turns are shown.

В записи на рис. 18.8 по горизонтальным линиям фиксируются шестнадцать отсчетов за один оборот интерферометра, первый отсчет соответствует направлению телескопа на север; в таблице показаны отсчеты для двадцати оборотов.

225

The seventeenth number at the end of each line is the first reading of the next succeeding line or turn; if an adjustment of fringes is made, this number is for the beginning of the next turn, before the adjustment is made.

Семнадцатое число в конце каждой строки соответствует первому отсчету следующей после нее строки или оборота; если проведена регулировка полос, то это число является началом отсчетов для последующего оборота до проведения регулировки.

226

The twenty numbers in each column are added with respect to the plus and minus values.

В каждой колонке 20 чисел суммируются соответственно с учетом знаков «+» или «–».

227

Under ideal conditions, all the numbers in column one (and in column seventeen) should be the same integer but actually there is always some shift of the fringe system with respect to the fiducial point.

При идеальных условиях все числа первой колонки (и в 17-й колонке), должны быть одинаковыми целыми числами, но в действительности всегда имеется некоторый сдвиг системы полос по отношению к начальной точке отсчета.

228

This shift is assumed to be steady, or linear, throughout the time of one turn, about twenty-five seconds, {214} which is equivalent to assuming that the periodic displacements of the fringes take place with respect to an inclined axis.

Этот сдвиг принимается за стабильный линейный процесс на протяжении времени одного оборота, занимающего около двадцати пяти секунд, что эквивалентно представлению о том, что периодические смещения полос происходят по отношению к наклонной оси.

229

A compensation for the shift is made by adding to the sum of the seventeenth column such a number as will make it equal to the sum of the first column and by adding one-sixteenth, two- sixteenths, etc. of this compensating number to the second, third, etc. columns; this renders the axis of reference horizontal.

Компенсация сдвига осуществляется прибавлением к сумме чисел 17-й колонки такого числа, которое сделало бы ее равной сумме чисел первой колонки, а затем прибавлением к сумме первой колонки 1/16 этого числа, к сумме второй колонки – 2/16 и т. д., это исправляет наклон числовой оси.

230

These compensated sums of the sixteen columns of readings are divided by twenty, the number of turns of recordings, giving the average positions of the central black interference fringe for each of the sixteen azimuths of one complete turn around the horizon.

Эти исправленные суммы в 16 колонках отсчетов делятся на 20 – число записанных оборотов, давая усредненное положение центральной черной интерференционной полосы для каждого из 16 азимутов полного оборота прибора вокруг горизонта.

231

The mean ordinate is now subtracted from the ordinate of each point and these points, plotted, will give the curve of fringe displacement referred to its own time axis.

Далее средняя ордината вычитается из ординаты каждой точки, и теперь эти точки, будучи нанесены на график, дадут кривую смещения полос, отнесенную к их собственной оси времени.

232

233

In the definitive study of the ether-drift effect, this set of sixteen average readings for the position of the interference fringes is plotted to a large scale and is subjected to mechanical harmonic analysis to evaluate precisely the second harmonic component, which represents the second-order, half-period ether-drift effect; this process is illustrated in Fig. 21 in a later section.

В окончательном изучении эффекта эфирного ветра, эта серия из 16 усредненных отсчетов положения интерференционных полос подвергается механическому гармоническому анализу, будучи предварительно нанесенной на график с широкой шкалой, чтобы точнее выделить вторую гармоническую составляющую, которая отражает полупериодический эффект эфирного ветра второго порядка; этот процесс проиллюстрирован на рис 18.21 далее.

234

For the purpose of a preliminary study of the observations, it is convenient to obtain an approximate graphic representation of the effect by the following procedure.

В целях предварительного изучения результатов наблюдений удобно получить приблизительное графическое изображение эффекта с помощью следующей процедуры.

235

The second half of the line of sixteen average readings is placed under the first half and the mean of the two numbers in each column is obtained; by this addition any periodic full-period effect is eliminated and also any effect of all higher odd harmonic components.

Вторая половина строки из шестнадцати усредненных отсчетов помещается под первой половиной и в каждой колонке получается среднее от двух чисел; таким сложением уничтожается любой полнопериодический эффект, а также эффект любых нечетных высших гармоник.

236

The final line of eight numbers represents the mean values of the ordinates of the half-period effect, together with higher even harmonics which may be present, obtained from forty sets of readings of this second-order effect.

Последняя строка из восьми чисел, представляющая средние значения ординат полупериодического эффекта вместе с высшими четными гармониками, которые могут присутствовать, получена из сорока серий отсчетов этого эффекта второго порядка.

237

At the bottom of the chart, Fig. 8, are plotted the readings for the full turn of the interferometer, which contain all the effects observed and below this the readings for the half-period effects.

Внизу таблицы на рис 18.8 нанесены на график отсчеты для полного оборота интерферометра, которые содержат все наблюдаемые эффекты, а ниже — эти же отсчеты для полупериодических эффектов.

238

239

The set of readings here illustrated is not exceptional; it is a fair sample as to magnitude and periodicity of the ether-drift effect.

Серии отсчетов, проиллюстрированные здесь, не являются исключением; это типичный пример величины значений и периодичности эффекта эфирного ветра.

240

This particular displacement corresponds to an ether- drift velocity of 9.3 kilometers per second.

Это индивидуальное смещение соответствует скорости эфирного ветра 9,3 км/с.

241

Every set of readings shows a very definite periodicity which varies both as to magnitude and phase in a systematic manner.

Каждая серия отсчетов показывает очень четко выраженную периодичность, которая систематически изменяется как по величине, так и по фазе.

242

243

The method of reducing the observations is further illustrated by the graphic representation of Fig. 9 which shows the complete process as applied to the first five turns of the record given in Fig. 8.

Метод численного сокращения наблюдений далее проиллюстрирован графическим изображением на рис. 18.9, который показывает применение полного процесса к первым пяти оборотам, записи которых приведены на рис. 18.8.

244

The readings for the five turns are plotted to scale at the top of the figure.

Отсчеты для пяти оборотов приведены к масштабу в верхней части рисунка.

245

Below this at the left is shown the summation of the five turns for the sixteen azimuths of one complete turn in which the periodic displacements clearly oscillate about the downwardly inclined axis; below this are the linear compensations for the shift and next below this the sums of the readings with the shift eliminated.

Ниже слева показано суммирование пяти оборотов для 16 азимутов одного полного оборота, в котором периодические смещения ясно колеблются около снижающейся наклонной оси; еще ниже приведена линейная компенсация сдвига и еще ниже — суммы отсчетов с устраненным сдвигом.

246

The mean of the sixteen ordinates is subtracted from each ordinate, giving the curve referred to its own true axis, as shown at the right.

Среднее из 16 ординат вычтено из каждой ординаты, давая кривую, отнесенную к ее собственной истинной оси, как показано справа.

247

Below this are shown the two halves of the full-turn curve, one below the other; still lower is the half sum of the two curves, from which the full-period effect is now eliminated.

Ниже показаны две половины полнооборотной кривой, одна ниже другой; еще ниже — половинная сумма двух кривых, из которой полнопериодический эффект теперь устранен.

248

This is the average effect for the half period obtained from the sum of the five turns; for final evaluation the ordinates are to be divided by five; this is indicated by a change of scale in the figure.

Это и есть средний эффект для половины периода, полученный из суммы пяти оборотов; для окончательной оценки ординаты должны быть разделены на пять; это показано изменением масштаба на рисунке.

249

It is interesting to note that the full-turn and the half-turn curves obtained from the readings for five turns are almost identical with the corresponding curves obtained from the full set of readings for twenty turns shown in Fig. 8.

Интересно отметить, что кривые полного оборота и половины оборота, полученные из отсчетов для пяти оборотов, почти идентичны соответствующим кривым, полученным из полной серии отсчетов для двадцати оборотов, показанных на рис. 18.8.

250

Stability of the interferometer

Стабильность интерферометра

251

The steel cross which forms the base of the interferometer has proved to be remarkably stable and dependable.

Стальная крестовина, которая составляет основу интерферометра, обеспечивает замечательную стабильность и надежность.

252

The length of the light path, going and returning, is about 112,000,000 wave-lengths and, for the production of the interference fringes in white light, the two light paths, which are at right angles to each other and each of which consists of sixteen separate parts, must be exactly equal to the fraction of a wavelength.

Длина светового пути, прямого и обратного, равна примерно 112.000.000 длинам волн и для получения интерференционных полос в белом свете два световых пути, находящихся под прямым углом друг к другу, и каждый из которых состоит из шестнадцати отдельных путей, должны быть равны друг другу с точностью доли длины волны.

253

A difference in length of from five to ten wave-lengths displaces the white-light interference system so much that it is no longer visible in the telescope when the adjustment is made for wide fringes.

Различие в длине от пяти до десяти длин волн смещает интерференционную систему полос белого света так сильно, что ее нельзя видеть в телескоп, когда регулировка выполнена для широких полос.

254

The screws used for the adjustment of the end mirror, No. 8, have {215} threads 0.635 millimeter apart, and a turn of the screw through 16° causes a change of 100 wavelengths in the light path.

Винты, используемые для регулировки концевого зеркала № 8, имеют шаг 0,635 мм и поворот винта на 16° создает изменение оптического пути в 100 волн.

255

These screws are turned by means of capstan pins in order to secure sensitive adjustment.

Эти винты поворачиваются с помощью шпилек, вставляемых в отверстия головок, чем обеспечивается тонкая регулировка.

256

Usually the final adjustment of the central fringe to the fiducial point is secured by means of small weights placed on the end of the arm of the cross, causing a change of length by flexure.

Обычно окончательная регулировка центральной линии к нулевой отметке проводится посредством размещения малого груза на конце плеча крестовины, вызывая изменения в длине за счет изгиба.

257

258

Tests have been made at various times to determine the rigidity of the steel cross; these show that the four arms are about equally rigid and that a weight of 282 grams placed on the end of one arm produces an elongation in the multiple light-path sufficient to displace the fringe system one fringe-width, which is less than one hundred-millionth part of the light path.

В различное время были проведены испытания для определения жесткости стальной крестовины; они показали, что четыре плеча имеют примерно одинаковую жесткость и что груз в 282 г, помещенный на конце одного из плеч, производит удлинение в многократном световом пути, достаточное, чтобы сместить систему полос на одну ширину полосы, что меньше, чем одна стомиллионная доля длины светового пути.

259

Similar tests made on the concrete base used for the interferometer in December, 1924, showed that 30 grams on the end of the arm produce a displacement of one fringe-width; the concrete base was therefore nearly ten times as sensitive to distortion as is the steel.

Подобные же испытания были проведены и с бетонной базой, использованной для интерферометра в декабре 1924 г. Испытания показали, что 30 г, помещенные на конце плеча, производят смещение на ширину одной полосы; бетонная основа оказалась, таким образом, в десять раз чувствительнее к искривлениям, чем сталь.

260

261

A change in temperature of the apparatus as a whole causes a slight change in the relative lengths of the arms.

Изменение температуры аппарата как целого является причиной небольших изменений относительных длин плеч.

262

The white-light fringes having been adjusted to the center of the field of view, a change in temperature causes the fringes to be displaced out of view; however, the change is quite reversible and a return to the first temperature brings the fringes again into view.

Полосы белого света, отрегулированные к центру поля зрения, при изменении температуры могут переместиться за пределы поля зрения; однако изменения эти полностью обратимы, и возврат температуры к первоначальному значению возвращает полосы вновь в поле зрения.

263

It has occurred repeatedly that at the close of a day’s work the fringes would be in the field of view and upon returning the next day, after the drop and rise in temperature of the night, the fringes would be in the field without any readjustment.

Не раз бывало так, что в конце рабочего дня полосы находились в поле зрения, и на следующий день при возвращении к работе, после уменьшения и увеличения температуры ночью, полосы по-прежнему находились в поле зрения без какой-либо подрегулировки.

264

The temperature influence on the apparatus is so consistent that a scale of temperature is provided for the capstan pin of the adjusting screws.

Влияние температуры на прибор столь последовательно, что предусматривалась температурная шкала для положения регулировочных винтов.

265

A change of 10° in temperature requires a change of about 18° in the turning of the screw, corresponding to a displacement of 112 wave-lengths in the double light-path.

Изменение температуры на 10° требует изменения поворота винта на 18°, что соответствует изменению двойного светового пути на 112 длин волн.

266

267

The sodium light is used in making the adjustments when the apparatus is first assembled at the beginning of a series of observations.

Когда аппарат впервые был собран в начале серий наблюдений, для регулировок аппарата применялся натриевый свет.

268

After the white-light fringes have been found these are rarely lost and it is not necessary to resort to the monochromatic light again during the entire period of observations, unless the apparatus is disassembled for some cause.

После нахождения полос интерференции в белом свете, они редко теряются, и нет необходимости вновь обращаться к монохроматическому свету во время всего периода наблюдений, за исключением перемонтажа аппарата по какой-либо причине.

269

The white-light fringes have been kept in adjustment during a period of two weeks or more.

Полосы белого света сохраняют свою регулировку в течение двух недель и более.

270

Upon the completion of observations at Mount Wilson in September, 1925, the mirrors and other optical parts were removed and packed for safekeeping.

При завершении наблюдений на Маунт Вилсон в сентябре 1925 г. зеркала и другие оптические части были сняты и упакованы для хранения.

271

When observations were resumed in February, 1926, the mirrors were repolished and all parts were reassembled; the fringes in white-light were found in less than one minute without the use of the sodium light.

Когда наблюдения были возобновлены в феврале 1926 г., зеркала были подполированы и все части перемонтированы; полосы в белом свете были найдены менее чем за одну минуту без применения натриевого света.

272

273

Since 1927, the interferometer has been mounted on the campus of Case School of Applied Science, about 330 feet from Euclid Avenue; the passage of street cars and the motor traffic of the city thoroughfare do not interfere with the making of observations.

С 1927 г. интерферометр был смонтирован в кампусе Кейсовской школы прикладных наук, на расстоянии около 330 футов (100 м) от проспекта Евклида; проезд уличного транспорта оживленной городской улице не мешал наблюдениям.

274

However, it is interesting to note that the sound of the imperfectly muffled exhaust of a motor-truck or a motorcycle, which may be a thousand feet or more distant, will cause the fringes to disappear completely without the slightest tremor.

Однако интересно отметить, что звук несовершенных глушителей грузовиков и мотоциклов, которые могли находиться на расстоянии тысячи футов и более, был причиной полного исчезновения полос без малейшей дрожи.

275

When observations were being made on the Fourth of July, 1904, the discharge of large fire crackers twelve hundred feet distant, produced the same effect.

За время наблюдений 4 июля 1904 г. (День независимости США) выстрелы большого огненного фейерверка, производимые на расстоянии 1200 футов (366 м), вызывали тот же самый эффект.

276

This is due not to mechanical vibration, but to the passage of the sound waves through the air in the light path of the interferometer.

Это происходило не вследствие механической вибрации, а вследствие прохождения звуковых волн через воздух в световом пути интерферометра.

277

On several occasions in the observations made at Mount Wilson, there were minute but very distinct seismic disturbances which for a few seconds completely obliterated the fringes.

В некоторых случаях в наблюдениях, проводимых на Маунт Вилсон, были мелкие, но очень отчетливые сейсмические возмущения, когда на несколько секунд полосы полностью исчезали.

278

After one such "earthquake" or micro-seismism, it was necessary to readjust the end mirror through a distance of twenty wave-lengths.

После одного такого «землетрясения» или микросейсма оказалось необходимым подрегулировать концевое зеркало на расстояние 20 длин волн.

279

A man chopping a stump of wood, several hundred feet away, disturbed the fringes, as also did workmen on a highway three miles distant; the passing of an airplane overhead caused the disappearance of the fringes.

Человек, рубивший деревянный пень на расстоянии нескольких сотен футов, возмущал полосы так же, как и рабочие на автомагистрали, находящейся на расстоянии 3 мили (около 4,8 км); пролет самолета над нами приводил к исчезновению полос.

280

Observations by Morley and Miller in 1904

Наблюдения Морли и Миллера в 1904 г

281

The interferometer with the steel-girder base was first used by Morley and Miller in a continuance of the test of the Lorentz-FitzGerald contraction hypothesis.

Интерферометр с базой из стальных ферм был впервые применен Морли и Миллером во время проверки гипотезы сокращения Лоренца–Фицжеральда.

282

For this purpose the mirrors were so mounted that the distances between them could be made to depend upon the lengths of rods of pine wood.

Для этой цели зеркала были смонтированы так, что расстояние между ними зависело от длины стержней, сделанных из соснового дерева.

283

On two ends of the cross, S and T, Fig. 6, are two upright frames of {216} cast iron, fastened by bolts; each frame carries four mirrors.

На двух концах крестовины S и Т (см. рис. 18.6) находятся две вертикальные чугунные рамы, прикрепленные болтами; каждая рама несет на себе четыре зеркала.

284

Against the corners of each of these frames rest four pine rods, about 2 centimeters in diameter and 425 centimeters long.

Напротив углов каждой из этих рам находятся четыре сосновых стержня диаметром около 2 см и длиной 425 см.

285

Интерферометр Морли и Миллера, предназначенный для провер-ки гипотезы Лоренца–Фицжеральда, 1904 г.

286

Fig. 10. The Morley-Miller ether-drift interferometer arranged for tests of the Lorentz-FitzGerald hypothesis, 1904.

Рис. 18.10. Интерферометр Морли и Миллера, предназначенный для проверки гипотезы Лоренца–Фицжеральда, 1904 г.

287

Each rod is supported throughout its length by a brass tube, 2.5 centimeters in diameter, and each pair of tubes is joined together in a vertical truss, as shown in Fig. 10.

Каждый стержень поддерживается по всей длине латунной трубкой диаметром 2,5 см; каждая пара трубок связана друг с другом в виде вертикальной фермы (см. рис. 18.10).

288

Against the farther ends of the wood rods, rest the frames which hold the other sets of mirrors.

Напротив дальних концов деревянных стержней находятся рамы, которые удерживают другие группы зеркал.

289

Each of the latter frames is freely suspended by two thin steel ribbons and is held firmly against the pine rods and through these against one of the two fixed mirror-holders; contact is maintained by means of adjustable spiral springs.

Каждая из упомянутых рам свободно подвешена на двух тонких стальных лентах и прочно удерживается напротив сосновых стержней и посредством одного из двух фиксированных держателей для зеркал; контакт поддерживается с помощью регулируемых спиральных пружин.

290

Thus the distances between the opposite systems of mirrors depend upon the pine rods only, while the whole optical system is adequately supported by the steel cross.

Таким образом, расстояние между противоположными системами зеркал зависит только от длины сосновых стержней, тогда как вся оптическая система в достаточной мере поддерживается стальной крестовиной.

291

292

The first observations with this apparatus were made in July, 1904, and consisted of 260 turns of the interferometer arranged in two series.

Первые наблюдения с этим аппаратом были проведены в июле 1904 г. и составили 260 оборотов интерферометра, сведенных в две серии.

293

The procedure was based upon the effect to be expected from the combination of the diurnal and annual motions of the earth, together with the presumed motion of the solar system towards the constellation Hercules.

Процедура была основана на том, что ожидался эффект от комбинированного движения Земли – суточного и годового – вместе с предположительным движением Солнечной системы по направлению к созвездию Геркулеса.

294

On the dates chosen for the observations there were two times of the day when the resultant of these motions, about 33.5 kilometers per second, would lie in the plane of the interferometer, 11:30 o’clock, a.m., and 9:00 o’clock, p.m.

На даты, выбранные для наблюдений, приходилось два момента времени в сутки, когда результирующая этих движений – около 33,5 км/с – должна была лежать в плоскости интерферометра: 11:30 и 21:00.

295

The calculated azimuths of the motion would be different for these two times but the velocities would be the same and the observations at these two times were, therefore, combined in such a way that the presumed azimuth for the morning observations coincided with that for the evening.

Расчетные азимуты движения должны будут различны для этих двух моментов времени, но скорости — должны быть одинаковы и наблюдения в эти два момента времени были, по этой причине, скомбинированы таким образом, что предполагаемый азимут для утренних наблюдений был совмещен с таковым для вечерних.

296

The observations for the two times of day gave effects having positive magnitudes but having nearly opposite phases; when these were combined, the half sum was nearly zero.

Наблюдения для двух моментов времени суток дали эффекты, имеющие положительную величину, но находившиеся почти в противофазе; когда же они были соединены, их полусумма оказалась почти равна нулю.

297

This small result was opposed to the theory then under consideration and it seemed impossible to reconcile the observations with the known orbital motion of the earth.

Этот малый результат противоречил обсуждаемой в то время теории, и показалось невозможным увязать результаты наблюдений с известным орбитальным движением Земли.

298

The report of these experiments, published in the Philosophical Magazine,[9] in May, 1905, concludes with this statement: “If pine is affected at all as has been suggested, it is affected to the same amount as is sandstone.

Доклад об этих экспериментах, опубликованный в Philosophical Magazine в мае 1905 г., [9] завершается следующим утверждением: «Если сосна подвержена воздействию, полностью как это и ожидалось, то она подвержена ему в той же мере, что и песчаник.

299

Some have thought that this experiment only proves that the ether in a certain basement room is carried along with it.

Некоторые думают, что этот эксперимент доказывает только то, что эфир в определенной подвальной комнате увлекается вместе с ней.

300

We desire, therefore, to place the apparatus on a hill to see if an effect can be there detected.”

Мы поэтому хотим поместить аппарат на возвышенности, чтобы посмотреть, не может ли эффект быть обнаружен там».

301

Method of combining the ether-drift observations of July, 1904, now considered erroneous (Dayton Miller, 1933).

Fig. 11. Method of combining the ether-drift observations of July, 1904, now considered erroneous.

Метод комбинирования наблюдений эфирного ветра Морли и Миллера в июле 1904 г., позднее признанный Д.К.Миллером ошибочным.

Рис. 18.11. Метод комбинирования наблюдений эфирного ветра в июле 1904 г., теперь признанный ошибочным. [По оси абсцисс — угол поворота интерферометра, одно деление равно 1/16 оборота]

302

The two curves for the ether- drift obtained from the morning and the evening observations of July, 1904, are shown in Fig. 11, being superimposed, as explained above; the lower curve represents the mean displacement thus obtained, which is the result given in the published account of these experiments.

Две кривые для эфирного ветра, полученные из утренних и вечерних наблюдений в июле 1904 г., показанные на рис. 18.11; были сложены так, как это объяснено выше; нижняя кривая изображает среднее смещение, полученное таким образом, что и является результатом, приведенным в опубликованном отчете по этим экспериментам.

303

304

In accordance with the results set forth later in this report, this procedure of 1904 was incorrect, {217} being based upon an erroneous hypothesis as to the resultant absolute motion of the earth.

В соответствии с результатами, описанными в настоящей статье ниже, эта процедура 1904 г. оказалась неверной, будучи основана на ошибочной гипотезе, имеющей отношение к равнодействующей абсолютного движения Земли.

305

The morning and evening observations each indicate a velocity of ether drift of about 7.5 kilometers per second; these values are charted in Fig. 4 in relation to the magnitudes predicted by the new hypothesis of a much larger predominating cosmic motion of the solar system and show reasonable consistency.

И утренние, и вечерние наблюдения показали наличие эфирного ветра со скоростью около 7,5 км/с; эти значения приведены на рис. 18.4 и сопоставлены со значением, предсказанным новой гипотезой о значительно преобладающей космической скорости движения Солнечной системы, которая оказалась в достаточной мере последовательной.

306

Observations by Morley and Miller in 1905

Наблюдения Морли и Миллера в 1905 г

307

In 1905, the interferometer was mounted in a temporary hut on a site in Cleveland Heights, free from obstruction by buildings and at an altitude of about 285 meters.

В 1905 г. интерферометр был смонтирован во временном строении в Кливленд-Хайтс, [Огайо], в месте, свободном от помех со стороны зданий, на высоте около 285 м.

308

The house was provided with glass windows at the level of the interferometer so that there should be no opaque screens in the plane of drift.

Дом был снабжен стеклянными окнами на уровне интерферометра, так что в плоскости дрейфа не было непрозрачных экранов.

309

The test of the contraction hypothesis was continued; the wooden rods which determined the length of the optical path in the experiments of 1904 were omitted and all the mirror frames were fastened to the steel base, so that, for contrast, the optical distances were now determined by the steel.

Испытания гипотезы сокращения [Лоренца-Фитцджеральда] были продолжены; деревянные стержни, которые определяли длину оптического пути в экспериментах 1904 г., были выброшены, а все зеркальные рамы были прикреплены к стальной основе, так что теперь, для сопоставления, оптические расстояния определялись сталью.

310

The program also included an investigation of an ether drift with the apparatus at the higher elevation and free from obstruction by buildings.

Программа включала также исследования эфирного ветра с аппаратом на возвышенности, свободной от помех со стороны зданий.

311

The observations made here in July, October and November, 1905, consisting of 230 turns in three sets, showed a very definite positive effect slightly larger than that previously obtained, but still too small to be reconciled with the expectation.

Наблюдения были проведены здесь в июле, октябре и ноябре 1905 г., они состояли из 230 оборотов в трех сериях, показавших очень ясный положительный результат, несколько больший, чем полученный ранее, но еще слишком малый, чтобы быть соответственным ожидаемому.

312

The velocity of relative motion of the earth and ether obtained from the observations made in October is 8.7 kilometers per second; this is shown on the chart, Fig. 4; as compared with the result to be expected from the new theory here presented, the agreement is almost perfect.

Скорость относительного движения Земли и эфира, полученная из наблюдений, проведенных в октябре, составила 8,7 км/с, это показано на рис. 18.4; сравнение с результатами, которые должны ожидаться в соответствии с показанной здесь новой теорией, показывает почти превосходное согласие.

313

Plans were made for testing various modifications of theory but before these were carried out circumstances beyond control required that the interferometer be dismounted.

Планировалось проверить различные модификации теории, но прежде чем они были реализованы, независящие от нас обстоятельства потребовали, чтобы интерферометр был демонтирован.

314

Professor Morley retired from active service and it devolved upon the writer to continue the experiments.

Проф. Морли отошел от активной деятельности, и работы по продолжению экспериментов перешли к автору [настоящей статьи].

315

It seemed desirable that further observations should be carried out at a much higher altitude but several causes prevented the immediate resumption of the work.

Казалось желательным, чтобы дальнейшие наблюдения производились на значительно большей высоте, но некоторые причины воспрепятствовали немедленному возобновлению работ.

316

Other interests developed and though the expectation of continuing the experiments persisted, a long delay ensued.

Появились другие интересы, и хотя надежда на продолжение экспериментов сохранялась, произошла большая задержка.

317

The Inception of the Theory of Relativity, 1905

Появление теории относительности, 1905 г

318

The Theory of Relativity had its inception at this time when Einstein published his paper entitled Zur electrodynamik bewegter Körper, in November, 1905,[10] and was elaborately developed in succeeding years.

Теория относительности появилась в это время, когда Эйнштейн опубликовал свою статью «К электродинамике движущихся тел» в ноябре 1905 г. [10]; эта теория была детально развита в последующие годы.

319

The tests of the theory of relativity, made at the solar eclipse of 1919, were widely accepted as confirming the theory.

Проверка теории относительности, выполненная во время солнечного затмения 1919 г., была широко воспринята как подтверждение теории.

320

Since the Theory of Relativity postulates an exact null effect from the ether-drift experiment which had never been obtained in fact, the writer felt impelled to repeat the experiment in order to secure a definitive result.

Поскольку теория относительности постулировала точно нулевой эффект эксперимента по эфирному ветру, чего на самом деле никогда не было фактически (разрядка моя. – В. А.), автор чувствовал побуждение повторить эксперимент, чтобы обеспечить определенный результат.

321

An elaborate program was prepared and ample funds to cover the very considerable expense involved were very generously provided by Mr. Eckstein Case of Cleveland.

Была подготовлена детальная программа, а фонды, достаточные для того, чтобы покрыть весьма значительные расходы, были очень любезно предоставлены м-ром Экштейном Кейсом из Кливленда.

322

The Mount Wilson Experiments, 1921

Эксперименты на Маунт Вилсон, 1921 г

323

Observations of April, 1921. Steel interferometer

Наблюдения в апреле 1921 г. Стальной интерферометр

324

Through the courtesy of the Carnegie Institution of Washington, the ether-drift interferometer was set up on Mount Wilson in March, 1921, on the grounds of the Mount Wilson Observatory, on Rock Crusher Knoll or “Ether Rock” as it came to be called, near the site of the 100-inch telescope, at an altitude of about 1750 meters.

Благодаря любезности Института Карнеги в Вашингтоне, эфирно-ветровой интерферометр был установлен на Маунт Вилсон в марте 1921 г. на основании обсерватории Маунт Вилсон на утесе «Смятый холм» («Rock Crusher Knoll») или «Эфирном утесе» («Ether Rock»), как он будет назван позднее, около места размещения 100-дюймового телескопа на высоте около 1750 м.

325

A concrete foundation was laid on the bare rock of {218} the knoll and four concrete piers were formed to support the iron mercury tank at a suitable height.

Бетонный фундамент покоился на открытой скале холма, и четыре бетонные опоры были сформированы для поддержки железного бака со ртутью на подходящей высоте.

326

Дом с интерферометром Дейтона К. Миллера для поиска эфирного ветра на «Эфирных скалах» («Ether Rocks»), Маунт Вилсон

327

Fig. 12. Interferometer house on “Ether Rocks," Mount Wilson .

Рис. 18.12. Дом с интерферометром на «Эфирных скалах» («Ether Rocks»), Маунт Вилсон

328

This was enclosed in a light housing, Fig. 12, twenty feet square and about twelve feet high at the ridge of the roof.

Это сооружение было заключено в легкий квадратный домик (рис. 18.12) со стороной 20 футов (6,1 м) и высотой до конька крыши около 12 футов (3,7 м).

329

The sides of the house were enclosed with sheets of corrugated iron, except that at a height of from four to seven feet above the floor, on all sides there were continuous “windows” of white canvas cloth.

Стороны дома были закрыты листами из гофрированного железа, исключая высоту от 4 до 7 футов над полом (от 1,2 до 2,1 м), на всех сторонах были непрерывные «окна» из белого брезента.

330

The canvas was attached to a series of frames so that the windows could be opened on all sides at the level of the interferometer, for a width of three feet.

Брезент был прикреплен к ряду рам так, что окна могли открываться на все стороны на уровне интерферометра на ширину 3 фута (90 см).

331

In the south end was a small door with iron and canvas panels to match the sides of the house.

В южном конце находилась небольшая дверь с железной и брезентовой вставками, чтобы уравнять стороны дома.

332

A rough flooring was placed a little above the rock; on this floor a smooth circular track was constructed on which the observer could walk comfortably while following the interferometer as it turns slowly on its axis.

Жесткий настил пола был помещен несколько выше скалы; на этом полу была уложена ровная кольцевая дорожка, по которой наблюдатель мог удобно ходить, следуя за интерферометром когда тот медленно поворачивается вокруг своей оси.

333

This house was purposely constructed with wide cracks at the various joints in the sides and floor and under the eaves, so that there should be a very free circulation of air to secure equalization of temperature with the outside air.

Конструкция дома предусматривала специальные широкие щели на различных стыках в стенах, в полу и под навесом крыши, так что воздух должен был циркулировать совершенно свободно, чтобы обеспечивать выравнивание температуры с внешним воздухом.

334

The opening of the windows on all sides greatly facilitated this condition.

Возможность открыть окна на все стороны значительно это облегчала.

335

In order to secure sufficient darkness for the observation of the fringes in the daytime, sheets of thin black paper were placed over the canvas windows and over such holes and cracks as admitted too much light.

Для того чтобы обеспечить достаточную темноту при наблюдении полос в дневное время, использовали занавеси из тонкой черной бумаги, которые помещали над брезентовыми окнами и над такими отверстиями и щелями, которые пропускали слишком много света.

336

Electric current was supplied to the house and several fixed and portable lamps were available.

В дом был проведен электрический свет, и в наличии имелось несколько стационарных и переносных ламп.

337

Common and precision thermometers were hung on each side of the house and were read at the beginning and end of each set of observations.

На каждой стене были размещены обычные и прецизионные термометры, и их показания считывались перед началом и в конце каждой серии наблюдений.

338

A barograph and a thermograph were carried at all times on the interferometer itself.

На самом интерферометре все время находились барограф и термограф.

339

An anemometer was attached to the roof of the house.

К крыше дома был прикреплен анемометр.

340

A copy of the Mount Wilson Observatory meteorological records was also secured for the duration of the observations.

На всем продолжении наблюдений были также получены копии метеорологических записей обсерватории Маунт Вилсон.

341

These general arrangements apply to all subsequent experiments.

Эти общие мероприятия применялись во всех последующих экспериментах.

342

343

Observations were begun on April 8 and continued till April 21, 1921, by means of the apparatus and methods employed by Morley and Miller in 1904 and 1905, with certain modifications and developments in details.

Наблюдения были начаты 8 апреля и продолжались до 21 апреля 1921 г. с помощью аппарата и методов, примененных Морли и Миллером в 1904 и 1905 гг., с определенными модификациями и усовершенствованиями в деталях.

344

The first observations of sixty-seven sets consisting of 350 turns gave a positive effect such as would be produced by a real ether-drift, corresponding to a relative motion of the earth and ether of about ten kilometers per second.

Первые наблюдения из 67 серий, включающих 350 оборотов, дали положительный эффект, такой, какой был бы вызван реальным эфирным ветром, соответствующим относительному движению Земли и эфира со скоростью около 10 км/с.

345

Before announcing such a result, it seemed necessary to study every possible cause which might produce a displacement of fringes similar to that caused by ether- drift; among the causes suggested were radiant heat, centrifugal and gyrostatic action, irregular gravitation effects, yielding of the foundation, magnetic polarization and magnetostriction.

Прежде чем объявить такой результат, представлялось необходимым изучить каждую из возможных причин, которые могли бы произвести смещение полос, подобное такому эфирному ветру; среди причин предполагались тепловое излучение, воздействия центробежных и гиростатических сил, нерегулярные гравитационные эффекты, податливость фундамента, магнитная поляризация и магнитострикция.

346

In order to test the first, the metal parts of the interferometer were completely covered with cork about one inch thick, and fifty sets of observations consisting of 273 turns were made; there was a periodic displacement of the fringes, as in the first observations, showing that radiant heat is not the cause of the observed effect.

Чтобы проверить первую причину, металлические части интерферометра были полностью закрыты пробкой толщиной около дюйма (1 дюйм=2,54 см); было проведено пятьдесят серий наблюдений, состоящих из 273 оборотов. При этом наблюдалось периодическое смещение полос, как в первых экспериментах, что показало, что тепловое излучение не является причиной наблюдаемого эффекта.

347

Observations of December, 1921. Concrete interferometer

Наблюдения в декабре 1921 г. Бетонный интерферометр

348

Интерферометр Дейтона Миллера для поиска эфирного ветра на Маунт Вилсон с базой из бетона, 1921 г.

349

Fig. 13. Interferometer with base of concrete, 1921.

Рис. 18.13. Интерферометр с базой из бетона, 1921 г.

350

In the summer of 1921, the steel frame of the interferometer was dismounted and a base of one piece of concrete, Fig. 13, reinforced with brass, was cast in place on the mercury float.

Летом 1921 г. стальная рама интерферометра была демонтирована, и база из одного куска бетона (см. рис. 18.13), усиленная латунью, была отлита на месте на ртутном плоту.

351

All the metal parts which were supported on the concrete base were made of aluminum of brass.

Все металлические части, закрепленные на бетонном основании, были сделаны из алюминия или латуни.

352

The entire apparatus was free from magnetic effects and the possible effects due to heat were much reduced.

Весь аппарат был свободен от магнитных эффектов, а возможные эффекты от тепла — сильно уменьшены.

353

In December, 1921, forty-two sets of observations, consisting of 422 turns, were made with the nonmagnetic interferometer.

В декабре 1921 г. с немагнитным интерферометром было проведено 42 серии наблюдений, состоящих из 422 оборотов.

354

These show a positive effect as of an ether drift, which is {219} entirely consistent with the observations of April, 1921.

Они показали положительный результат как от эфирного ветра, что полностью соответствовало наблюдениям в апреле 1921 г.

355

Many variations of incidental conditions were tried at this epoch.

В ту эпоху наблюдения было опробовано множество вариаций побочных условий.

356

Observations were made with the centering pin tight in its socket and then loose; with rotation of the interferometer clockwise and counterclockwise; with a rapid rotation of one turn in 40 seconds and a slow rotation of one turn in 85 seconds; with a heavy weight added first to the telescope arm of the main frame and then to the lamp arm; with the float extremely out of level because loaded first in one quadrant and then in the next quadrant; with the recording assistant walking round in different quadrants and standing in different portions of the house, near to and far from the apparatus.

Наблюдения были выполнены с центрирующей шпилькой, туго вставленной в ее гнездо и затем расслабленной; с вращением интерферометра по часовой стрелке и против, при быстром вращении (1 оборот за 40 с) и медленном вращении (1 оборот за 85 с); с тяжелым грузом, добавленным сперва к телескопическому плечу основной рамы и затем к ламповому плечу; с поплавком, чрезвычайно наклоненным благодаря нагрузке сначала на один, а затем на другой квадрант; с записывающим помощником, ходящим кругами в различных квадрантах и останавливающимся в различных частях дома, близко и далеко от аппарата.

357

The results of the observations were not affected by any of these changes.

Результаты наблюдений не зависели от каких-либо из этих изменений.

358

359

It was demonstrated that the use of the concrete base did not change the effect observed with the steel base either in magnitude or azimuth.

Было показано, что применение бетонной основы не изменило наблюдаемого для стальной базы эффекта ни по величине, ни по азимуту.

360

The concrete base was less affected than the steel by change of dimensions due to changes of temperature; but this slight advantage was counterbalanced by the fact that it accommodated itself more slowly to a change of temperature.

Бетонная база была менее, чем стальная, подвержена изменениям размеров при изменениях температуры; но это небольшое преимущество было уравновешено тем, что она медленнее приспосабливается к изменениям температуры.

361

In spite of the fact that the concrete was considerably heavier than the steel parts which it displaced, it was much less rigid.

Несмотря на то, что бетон был значительно тяжелее, чем стальные части, которые он замещал, он был значительно менее жесток.

362

Tests showed that a weight of 30 grams placed on the end of the arm of the interferometer would produce a displacement of the fringes of one fringe width, while nearly ten times as much weight is required to produce the same effect with the steel base.

Испытания показали, что груз в 30 г, помещенный на конец плеча интерферометра, производит смещение полос на ширину одной полосы, в то время как в 10 раз больший груз требуется для возникновения того же эффекта в стальной базе.

363

The concrete base was abandoned and the original steel base has been used in all subsequent observations.

Бетонная база была отвергнута, и во всех последующих наблюдениях применяли первоначальную стальную основу.

364

Laboratory Tests of the Interferometer, Cleveland, 1922-1924

Лабораторные испытания интерферометра, Кливленд. 1922–1924 гг.

365

The entire apparatus was returned to the laboratory at Cleveland; during the years 1922 and 1923 many trials were made under various conditions which could be controlled and with many modifications in the details of the apparatus.

Весь аппарат был возвращен в лабораторию в Кливленд; в течение 1922 и 1923 гг. было произведено множество испытаний в различных условиях, которые можно было контролировать, и со множеством модификаций деталей аппарата.

366

Интерферометр Д.К.Миллера для поиска эфирного ветра в лаборатории в Кливленде, 1923 г.

367

Fig. 14. The interferometer in the laboratory, 1923.

Рис. 18.14. Интерферометр в лаборатории, 1923 г.

368

An arrangement of mirrors and prisms was made so that the source of light could be placed outside of the observing room, Fig. 14, the {220} light entering the rotating interferometer along the axis of rotation.

Расположение зеркал и призм было сделано таким, чтобы источник света мог быть помещен вне наблюдательной комнаты (см. рис. 18.14); свет передавался вращающемуся интерферометру вдоль оси вращения.

369

A further arrangement of mirrors, rather complicated in practice, was tried, for observing the fringes from a stationary telescope; the necessity for frequent adjustment of the fringes in the field of view made this method impracticable.

Было испытано еще одно расположение зеркал, оказавшееся слишком сложным на практике, для наблюдения полос неподвижным телескопом; необходимость частого регулирования полос в поле зрения показала непрактичность этого метода.

370

Experiments were made with devices for the photographic registration of the positions of the fringes, both from the fixed observing station and by means of a motion picture camera carried on the interferometer.

Были проведены эксперименты с устройствами для фотографической регистрации положения полос как со стационарным пунктом наблюдения, так и с кинокамерой, находящейся на интерферометре.

371

Even with an arc light as the source, there was not sufficient illumination to produce a satisfactory photographic record without slowing the rotation of the apparatus more than is consistent with our method of procedure, and the necessity for frequent adjustment of the fringes also made this method unsuitable.

Оказалось, что даже дуговой источник света не обеспечивает достаточного освещения для проведения удовлетворительной фотографической регистрации без замедления вращения аппарата, большего, чем это допускается нашей методикой всей процедуры; необходимость частого подрегулирования полос также сделала этот метод неподходящим.

372

After abandoning the photographic method, an astronomical telescope having an objective of 13 centimeters aperture and a focal length of 190 centimeters was mounted on the interferometer.

После отказа от использования фотографического метода, на интерферометре был смонтирован астрономический телескоп, имеющий объектив с 13-сантиметровой апертурой и длиной фокусного расстояния 190 см.

373

The object- glass is attached to the steel base near the halfsilvered diagonal glass and the eyepiece is supported on the end of the arm, there being no tube for the telescope.

Объектив закреплен на стальной базе около полупрозрачного посеребренного диагонального зеркала, а окуляр укреплен на конце плеча без трубы для телескопа.

374

With a magnification of fifty diameters, the fringes are observable on a large scale and with ample illumination, so that direct reading with the eye was very satisfactory; this arrangement has been used in all subsequent observations.

При увеличении в пятьдесят раз полосы наблюдались в большем масштабе и с достаточной освещенностью, так что непосредственное считывание глазом было очень удовлетворительным; эта компоновка применялась во всех последующих наблюдениях.

375

376

Trials were made with various sources of light; with electric arc and incandescent lamps, the mercury arc, acetylene lamp and also with sunlight.

Были опробованы различные источники света: электрическая дуга и лампы накаливания, ртутная дуга, ацетиленовая лампа, а также солнечный свет.

377

The interchange between sunlight and laboratory sources in no way altered the results.

Взаимная замена солнечного света и лабораторных источников никоим образом не изменяла результатов.

378

The final choice for the stationary source placed outside of the interferometer room (or house, on the mountain)

Окончательно был выбран стационарный источник, помещенный вне комнаты интерферометра (или дома, на горе)

379

was a large acetylene lamp of the kind commonly used for automobile headlights.

— большая ацетиленовая лампа того типа, который обычно применяют в качестве автомобильных фар.

380

This arrangement was used in Cleveland in 1924 and at Mount Wilson in September, 1924, and in April, 1925.

Эта компоновка была использована в Кливленде в 1924 г. и на Маунт Вилсон в сентябре 1924 и апреле 1925 г.

381

The use of a stationary light source with the light brought to the interferometer in the axis of rotation required very careful adjustment of the several mirrors involved in order to avoid a periodic displacement of fringes due to non-axial alignment.

Применение стационарного источника со светом, вносимым в интерферометр по оси его вращения, требует очень тщательной регулировки нескольких задействованных зеркал, чтобы избежать периодического смещения полос вследствие неаксиальности их выравнивания.

382

Careful trials were made which showed that it was better to place the source on the interferometer outside of the cover and near the axis; thus the relation of source to the instrument remained constant.

Тщательные исследования, которые были выполнены, показали, что лучше всего поместить источник на интерферометре, но вне покрытия и около оси; таким образом, относительное расположение источника и интерферометра сохраняется неизменным.

383

When this method was adopted, the small acetylene lamp, such as was used in the earlier experiments, was employed.

Когда выбрали этот метод, применяли небольшую ацетиленовую лампу – такую, какая была использована в ранних экспериментах.

384

This method of illumination has been used exclusively since April 9, 1925.

С 9 апреля 1925 г. применялся только этот метод освещения.

385

386

An extended series of experiments was made to determine the influence of inequality of temperature in the interferometer room and of radiant heat falling on the interferometer.

Была проведена протяженная серия экспериментов для определения воздействия неравномерности температуры в комнате, где находился интерферометр, и влияние теплового излучения, попадающего на интерферометр.

387

Several electric heaters were used, of the type having a heated coil near the focus of a concave reflector.

Были использованы несколько электрических нагревателей с нагревательными спиралями около фокуса вогнутого рефлектора.

388

Inequalities in the temperature of the room caused a slow but steady drifting of the fringe system to one side but caused no periodic displacement.

Неравномерность температуры комнаты является причиной медленного, но постоянного дрейфа системы полос в одну сторону, но она не является причиной периодического смещения.

389

Even when two of the heaters, placed at a distance of three feet from the interferometer as it rotated, were adjusted to throw the heat directly on the uncovered steel frame, there was no periodic effect that was measurable.

Даже когда два нагревателя были помещены на расстоянии 3 футов (около 90 см) от интерферометра, когда он вращался, и отрегулированы так, чтобы тепло направлялось непосредственно на незакрытую стальную раму, периодический эффект, который можно было бы измерить, отсутствовал.

390

When the heaters were directed to the air in the light-path which had a covering of glass, a periodic effect could be obtained only when the glass was partly covered with opaque material in a very nonsymmetrical manner, as when one arm of the interferometer was completely protected by a covering of corrugated paper-board while the other arms were unprotected.

Когда источники тепла были направлены на воздух светового пути, закрытого стеклом, периодический эффект мог быть получен только тогда, когда стекло частично было закрыто непрозрачным материалом очень несимметрично, так, как если бы одно плечо интерферометра было полностью покрыто гофрированной бумагой, в то время как другое плечо осталось незащищенным.

391

These experiments proved that under the conditions of actual observation, the periodic displacements could not possibly be produced by temperature effects.

Эти эксперименты доказали, что в условиях реальных наблюдений периодические смещения не могут вызываться температурными эффектами.

392

The Mount Wilson Experiments, 1924

Эксперименты в Маунт Вилсон, 1924 г.

393

Upon the conclusion of the experiments just described, in July, 1924, the interferometer was taken again to Mount Wilson.

Для завершения описанных выше экспериментов, в июле 1924 г. интерферометр был вновь перенесен на Маунт Вилсон.

394

In 1921 the apparatus had been located on the very edge of a deep canyon; it was feared that the air currents up and down the face of the canyon might produce a disturbance and also that the unsymmetrical distribution of the rock of the mountain itself might be undesirable.

В 1921 г. аппарат был размещен на самой кромке глубокого каньона; были опасения, что воздушные течения вверх и вниз по поверхности каньона смогут производить возмущения, и также, что несимметричные распределения горных пород сами могут быть нежелательными.

395

In August, 1924, a new site was chosen on a very slightly rounded knoll, removed from the canyons.

В августе 1924 г. было выбрано новое место на очень небольшом круглом холмике, удаленном от каньонов.

396

Домик Д.К.Миллера с оборудованием для поиска эфирного ветра на Маунт Вилсон, 1924—1926 гг.

397

Fig. 15. Ether-drift house at Mount Wilson in 1924-1926.

Рис. 18.15. Дом с оборудованием для поиска эфирного ветра на Маунт Вилсон, 1924—1926 гг.

398

The interferometer house, Fig. 15, was erected with its orientation, as regards the ridge of the roof and the location of the door, changed by 90° from {221} that of 1921.

Дом для интерферометра (рис. 18.15) был сооружен с ориентацией крыши и расположением двери на 90° относительно таковых в 1921 году.

399

The house was about twenty-two feet square, and there were canvas windows all around as before; but instead of the corrugated iron for the sides, beaver-board was used, as this material is less absorbent of heat from the sun.

Дом представлял собой квадрат со стороной около 22 футов (6,7 м) с расположенными по периметру брезентовыми окнами, как и ранее; но вместо гофрированного железа были использованы древесноволокнистые плиты для стен — материал, менее поглощающий солнечное тепло.

400

Large pieces of canvas were placed over the entire house and at the end, to protect the house from the direct rays of the sun, greatly facilitating the making of observations throughout the period of daylight.

Широкие куски брезента были помещены над всем домом и у краев, чтобы защитить дом от прямых лучей солнца, чем сильно облегчалось проведение наблюдений в дневное время.

401

Интерферометр Д.К.Миллера для поиска эфирного ветра, использованный в Маунт Вилсон в 1924—1926 гг.

402

Fig. 16. The ether-drift interferometer as used at Mount Wilson in 1924-1926.

Рис. 18.16. Интерферометр для поиска эфирного ветра, использованный в Маунт Вилсон в 1924—1926 гг.

403

The interferometer, Fig. 16, had the improved mirror mountings, protection from heat, improved light-source, large viewing telescope and other refinements which had been developed in the laboratory tests at Cleveland in 1923 and 1924.

Интерферометр (см. рис. 18.16) имел усовершенствованные крепления зеркал, защиту от тепла, улучшенный источник света, телескоп с широким полем зрения и другие улучшения, которые были разработаны во время лабораторных испытаний в Кливленде в 1923 и 1924 гг.

404

405

This series of observations, of September, 1924, at Mount Wilson, was undertaken in a wholly unprejudiced but very confident state of mind.

Эта серия наблюдений в сентябре 1924 г. на Маунт Вилсон была предпринята полностью беспристрастно, но с очень уверенным душевным состоянием.

406

The extended laboratory tests had involved every suggested source of instrumental and external disturbance and had proved that none of these was operative in the experiment.

Длительные лабораторные испытания включали исследования всех возможных инструментальных и внешних возмущений, и оказалось, что ни одна из них не могла повлиять на эксперимент.

407

The method of observing was so developed that there was perfect confidence in the readings.

Метод наблюдения был так отработан, что была наилучшая уверенность в считываниях.

408

It was felt that if any of the suspected disturbing causes had been responsible for the previously observed effects, now these were removed, the result would be a true null effect.

Было высказано мнение, что если какие-либо подозрительные возмущающие причины, которые оказывали влияние на ранее сделанные наблюдения, теперь были устранены, то в результате должен быть истинный нулевой эффект.

409

Such a conclusion would have been accepted with entire satisfaction; and indeed it was almost expected.

Такое заключение должно быть признано полностью удовлетворительным, и на самом деле оно было почти ожидаемым.

410

On the other hand, if the observations continued to give the positive effect, it would certainly have to be considered as real.

С другой стороны, если наблюдения продолжали давать положительный результат, он должен быть с уверенностью признан реальным.

411

412

Ten sets of readings, consisting of 136 turns of the interferometer, were made on September 4, 5 and 6, 1924.

4, 5 и 6 сентября 1924 г. была выполнена серия из 10 отсчетов, состоящая из 136 оборотов интерферометра.

413

These observations all show a positive periodic displacement of the interference fringes, as of an ether-drift, of the same magnitude, about ten kilometers per second, as had been obtained in previous trials.

Все эти наблюдения показали положительное периодическое смещение интерференционных полос, какое и должен производить эфирный ветер той же величины, скорость которого составляет около 10 км/с, которое и было получено в предыдущих испытаниях.

414

Part of these observations were made with the glass case over the light-path covered with corrugated paper board, which had been found in the Cleveland experiments to exclude all effects of radiant heat; the results were not altered in any way by this covering.

Часть из этих наблюдений была проведена при использовании стеклянного покрытия над оптическим путем, с применением обшивки из гофрированного картона, что, как это было установлено в Кливлендских экспериментах, исключает влияние теплового излучения; при таком покрытии результаты не изменились.

415

The effects were shown to be real and systematic, beyond any further question.

Эффекты были показаны как реальные и систематические, вне всяких дальнейших вопросов.

416

417

In spite of the long continued efforts, it had so far been impossible to account for the effects observed in the interferometer as being due to terrestrial causes or to experimental errors.

Несмотря на длительные усилия, до сих пор оказалось невозможным объяснить наблюдаемые в интерферометре эффекты земными причинами или экспериментальными ошибками.

418

Very extended calculations were made in the effort to reconcile the observed effects with the accepted theories of the ether and of the presumed motions of the earth in space.

Были проделаны обширные вычисления в попытке согласовать наблюдаемые эффекты с принятыми теориями эфира и предполагаемыми движениями Земли в пространстве.

419

The observations had been repeated at various epochs to test one after another of the hypotheses which had been suggested.

Наблюдения повторялись в различные эпохи с тем, чтобы одну за другой проверить различные предложенные гипотезы.

420

At the end of the year 1924 when a solution seemed impossible, a complete calculation was made, for all hours of the day and for twenty-four epochs during the year, of the then expected effects due to the orbital motion and the apparent motion towards Hercules.

В конце 1924 г., когда уже каз алось, что решение найти невозможно, были проведены полные вычисления для всех часов суток для двадцати четырех эпох в течение года применительно к ожидавшемуся тогда влиянию орбитального движения Земли и видимому движению по направлению к созвездию Геркулеса.

421

This indicated that the effect to be expected had its greatest magnitude in April and that the minimum in April should be two and a half times as great as the effect at the time of the observations which had been made in September and that the maximum effect in April should be four and a half times as great.

Они показали, что эффект, который нужно было ожидать, был максимальным в апреле, и что минимум в апреле должен быть в 2,5 раза больше, чем эффект во время сентябрьских наблюдений; и что максимальный эффект в апреле должен быть в 4,5 раза больше.

422

Furthermore, the effect in September would be directed to the northward at all times of the day while in April the azimuth of the effect would move progressively all around the horizon, the maximum value being attained {222} at midnight with a direction exactly east and again at noon with a direction exactly west.

Более того, эффект в сентябре должен быть направлен на север все время суток, в то время как в апреле азимут эффекта должен постепенно перемещаться вокруг всего горизонта; максимальное значение достигается в полночь при направлении точно на восток, а затем в полдень при направлении точно на запад.

423

Observations for verifying these contrasting predictions were made at Mount Wilson between March 27 and April 10, 1925.

Для подтверждения этих контрастирующих предсказаний были проведены наблюдения на Маунт Вилсон 27 марта и 10 апреля 1925 г.

424

The effect was equal in magnitude to, but not larger than, the effects previously observed; it was not directed successively to all points of the compass, that is, it did not point in directions 90° apart at intervals of six hours.

Смещение полос было равным по величине, но не большим, чем результаты, полученные в предыдущих наблюдениях; оно не проходило последовательно все азимуты компаса, то есть за 6 ч направление эффекта не изменялось на 90°.

425

Instead of this, the direction merely oscillated back and forth through an angle of about 60°, having, in general, a northerly direction, as before.

Вместо этого направление только колебалось назад и вперед в пределах угла около 60°, имея, в общем, северное направление, как и раньше.

426

This proved that the presumptions as to the absolute motion of the earth, upon which these calculations were based, were invalid.

Это доказывало, что предположения об абсолютном движении Земли, на которых базировались эти вычисления, были неправильными.

427

General Analysis of the Ether-Drift Problem

Общий анализ проблемы эфирного ветра

428

The various component motions involved

Учет различных компонентов движения

429

Previous to 1925, the Michelson-Morley experiment had always been applied to test a specific hypothesis.

До 1925 г. эксперимент Майкельсона–Морли всегда применялся для проверки определенной гипотезы.

430

The only theory of the ether which had been put to the test is that of the absolutely stationary ether through which the earth moves without in any way disturbing it.

Проверялась только теория абсолютно стационарного эфира, сквозь который Земля движется, не возмущая его никоим образом.

431

To this hypothesis the experiment gave a negative answer.

Применительно к этой гипотезе эксперимент дал отрицательный результат.

432

The experiment was applied to test the question only in connection with specific assumed motions of the earth, namely, the axial and orbital motions combined with a constant motion of the solar system towards the constellation Hercules with the velocity of about nineteen kilometers per second.

Эксперимент был применен лишь для проверки вопроса в связи с определенными предполагаемыми движениями Земли, а именно, вращением вокруг оси и орбитальным движениями, совместно с постоянным движением Солнечной системы по направлению к созвездию Геркулеса со скоростью около 19 км/с.

433

The results of the experiments did not agree with these presumed motions.

Результаты эксперимента не соответствовали этим предполагаемым движениям.

434

The attention was given almost wholly to this velocity of the ether drift, and no attempt was ever made to determine the apex of any indicated motion.

Внимание было направлено почти полностью на эту скорость эфирного ветра, и не было предпринято попыток определить апекс какого-либо указанного движения.

435

The experiment was applied to test the Lorentz-FitzGerald hypothesis that the dimensions of bodies are changed by their motions through the ether; it was applied to test the effects of magnetostriction, of radiant heat and of gravitational deformation of the frame of the interferometer.

Эксперимент был направлен на проверку гипотезы Лоренца–Фицджеральда, предполагавшей, что размеры тел изменяются при их движении сквозь эфир; он был использован для испытания эффектов магнитострикции, теплового излучения и гравитационных деформаций рамы интерферометра.

436

Throughout all these observations extending over a period of years, while the answers to the various questions have been “no,” there has persisted a constant and consistent small effect which has not been explained.

На протяжении всех этих наблюдений, длившихся годами, в то время, как ответ на различные вопросы был «нет», сохранялся постоянный и устойчивый малый эффект, который не находил объяснения.

437

438

The ether-drift interferometer is an instrument which is generally admitted to be suitable for determining the relative motion of the earth and the ether, that is, it is capable of indicating the direction and the magnitude of the absolute motion of the earth and the solar system in space.

Эфирно–ветровой интерферометр является инструментом, который общепризнан как подходящий для определения относительного движения Земли и эфира; таким образом, он способен показать направление и скорость абсолютного движения Земли и Солнечной системы в пространстве.

439

If observations were made for the determination of such an absolute motion, what would be the result, independent of any “expected” result?

Если наблюдения проводились для определения такого абсолютного движения, то что же означает результат, независимый от какого-либо «ожидаемого» результата?

440

For the purpose of answering this general question, it was decided to make more extended observations at several epochs when the earth is in contrasting positions in its orbit and this was done in the months of April, August and September, 1925, and in February, 1926.

Для ответа на этот главный вопрос было решено выполнить более обширные наблюдения для нескольких эпох, когда Земля находится на противоположных позициях своей орбиты; это было сделано в апреле, августе и сентябре 1925 г. и в феврале 1926 г.

441

442

It may be asked: why was not such a procedure adopted before?

Можно спросить: почему эта процедура не была принята раньше?

443

The answer is, in part, the fact already stated that the purpose had been the verification of certain predictions of the so-called classical theories; and, in part, that it is not easy to develop a new hypothesis, however simple, in the absence of direct indication.

Ответ частично состоит в уже указанном факте, что целью всегда была проверка конкретных предсказаний так называемых классических теорий, и, отчасти, в том, что совсем не легко создать новую гипотезу, даже простую, при отсутствии к тому прямых показаний.

444

Probably a considerable reason for the failure is the great difficulty involved in making the observations at all times of day at any one epoch.

Вероятно, важная причина неудачи заключается в больших трудностях выполнения наблюдений во все времена суток в каждой из эпох.

445

Very few, if any, scientific experiments require the taking of so many and continuous observations of such extreme difficulty; it requires greater concentration than any other known experiment.

Очень немногие, если таковые имеются, научные эксперименты требуют выполнения такого большого числа продолжительных наблюдений при таких экстремальных трудностях; здесь требуется большее сосредоточение, чем в любых других известных экспериментах.

446

Half the time, perhaps, the observations are interrupted before they become numerous enough to be useful, because of excessive displacement of the fringes by temperature changes or by earth or aerial vibrations.

Половину времени, возможно, наблюдения прерывались, прежде чем накопилось достаточно значений для использования, по причине чрезмерного смещения полос из-за изменений температуры или из-за земных или воздушных вибраций.

447

The mere adjustment of an interferometer for white-light fringes and the keeping of it in adjustment, when the light path is 210 feet long, made up of sixteen different parts, and when it is in effect in the open air, requires patience as well as a steady “nerve” and a steady hand.

Простая настройка интерферометра для полос белого света и сохранение его в настроенном виде, когда длина светового пути составляет 210 футов и включает в себя 16 различных участков, и когда все это происходит на открытом воздухе, требует терпения, а также крепких нервов и твердой руки.

448

Professor Morley once said, “Patience is a possession without which no one is likely to begin observation of this kind.”

Проф. Морли однажды сказал: «Терпение есть качество, без которого никто не должен начинать наблюдения такого рода».

449

450

The absolute motion of the earth may be presumed to be the resultant of two independent component motions.

Абсолютное движение Земли может быть представлено как результат сложения двух независимых составляющих движения.

451

One of these is the orbital motion around the sun, which is known both as to magnitude and direction.

Одна составляющая — орбитальное движение вокруг Солнца, для которого известны как скорость, так и направление.

452

For the purposes of this study, the velocity of the orbital motion is taken as 30 kilometers per second and the {223} direction changes continuously through the year, at all times being tangential to the orbit.

Для целей настоящего исследования скорость орбитального движения принята равной 30 км/с, а направление непрерывно изменяется в течение года и все время является касательным к орбите.

453

The second component is the cosmical motion of the sun and the solar system.

Вторая составляющая движения — это космическое движение Солнца и Солнечной системы.

454

Presumably this is constant in both direction and magnitude but neither the direction nor magnitude is known; the determination of these quantities is the particular object of this experiment.

Предположительно оно постоянно как по направлению, так и по скорости, но значения как того, так и другого неизвестны; их определение – конкретный объект этого эксперимента.

455

The well- known motion of the solar system towards the constellation Hercules, with a velocity of 19 kilometers per second, is only a relative motion of the sun with regard to the group of nearby stars and it may give no information as to the motion of the group as a whole.

Хорошо известное движение Солнечной системы по направлению к созвездию Геркулеса со скоростью 19 км/с — только относительное движение Солнца по отношению к группе ближайших звезд, и это может и не дать информации о движении группы звезд в целом.

456

In fact, the previous ether-drift experiments have clearly shown that the motion towards Hercules is not a component of the absolute motion of the earth.

Фактически, предыдущие эксперименты по эфирному ветру ясно показали, что движение по направлению к Геркулесу не является составляющей абсолютного движения Земли.

457

The rotation of the earth on its axis produces a velocity of less than four-tenths of a kilometer per second in the latitude of observation and is negligible as far as the velocity of absolute motion is concerned; but this rotation has an important effect upon the apparent direction of the motion and is an essential factor in the solution of the problem.

Вращение Земли вокруг своей оси дает скорость на широте наблюдения меньшую, чем 0,4 км/с, и она пренебрежимо мала по сравнению со скоростью абсолютного движения, но это вращение оказывает важное влияние на видимое направление движения и является существенным фактором в решении проблемы.

458

However, since the orbital component is continually changing in direction, the general solution is difficult; but by observing the resultant motion when the earth is in different parts of its orbit, a solution by trial is practicable.

Однако, поскольку направление орбитальной составляющей непрерывно меняется, общее решение затруднительно, но при наблюдении результирующего движения, когда Земля находится на различных участках своей орбиты, найти решение методом проб оказывается возможным.

459

For this purpose it is necessary to determine the variations in the magnitude and in the direction of the ether-drift effect throughout a period of twenty- four hours and at three or more epochs of the year.

Для этой цели необходимо определить изменение скорости и направления эфирного ветра на протяжении периода в 24 часа в трех или более эпохах года.

460

461

The interferometer continually rotates in a horizontal plane about a vertical axis at the latitude of the observatory.

Интерферометр непрерывно вращается в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси на широте обсерватории.

462

As the earth rotates on its axis, the axis of the interferometer extended may be considered as the generating element of a cone, the apex of which is at the center of the earth.

Поскольку Земля поворачивается вокруг своей оси, то продолжение оси интерферометра может быть рассмотрено как образующий элемент конуса, вершина которого находится в центре Земли.

463

The earth in its orbital motion carries this cone around the orbit, the axis of the cone, the earth’s axis, always pointing in the same direction in cosmic space.

Земля в своем орбитальном движении удерживает этот конус вокруг орбиты, и ось конуса и земная ось всегда указывает на одно и то же направление в космическом пространстве.

464

At the same time this system with rotations about three different axes is being translated through space in an unknown manner.

В то же время эта система с вращениями вокруг трех различных осей перемещается в пространстве неизвестным образом.

465

It is presumed, further, that the ether-drift interferometer will detect only that single component of the complicated combination of translations and rotations which at the instant lies in the optical plane of the interferometer; it gives the magnitude and direction of this one component.

Предполагается далее, что эфирно–ветровой интерферометр будет определять только ту единственную компоненту сложной комбинации перемещений и вращений, которая в каждое мгновение лежит в оптической плоскости интерферометра; это даст величину и направление этой составляющей.

466

Модели из статьи Д.К.Миллера, иллюстрирующие суточную вариацию величины и направления эффекта эфирного ветра.

467

Fig. 17. Models illustrating the diurnal variation in the magnitude and direction of the ether-drift effect.

Рис. 18.17. Модели, иллюстрирующие суточную вариацию величины и направления эффекта эфирного ветра.

468

Fig. 17 shows a globe with a model representing an interferometer attached at a point corresponding to Mount Wilson.

На рис. 18.17 показан глобус с моделью, изображающей интерферометр, прикрепленный в точке, соответствующей расположению Маунт Вилсон.

469

The wire extending from the pole of the globe indicates the direction of an assumed

resultant absolute motion.

Проволока, протянутая из полюса глобуса, показывает направление предполагаемого результирующего абсолютного движения.

470

With the earth in the position shown in the left view, the projection of the motion indicated by the wire, on the plane of the interferometer, passes through the north and south points and has a magnitude less than the full value of the motion.

Если Земля находится в положении, показанном в левой части рисунка, проекция движения, изображенная проволокой, в плоскости интерферометра проходит через северную и южную точки, и имеет величину, меньшую, чем полная скорость движения.

471

When the earth has turned on its axis to the position shown in the middle view, the projection of the absolute motion in the plane of the interferometer lies to the west of north; as the interferometer rotates on its axis the telescope will detect the maximum component when it points west of north.

Когда Земля повернулась вокруг своей оси в положение, показанное в средней части рисунка, проекция абсолютного движения в плоскости интерферометра направлена на северо-запад; если интерферометр поворачивается вокруг своей оси, телескоп будет отмечать максимальное значение составляющей, когда он направлен на северо-запад.

472

When the earth has turned to the position shown at the right, the projected component of motion will again be north and south and will have a maximum value, slightly less than the full value.

Когда Земля повернулась в положение, показанное справа, проекция составляющей движения снова будет северной и южной и будет иметь максимальное значение, немного меньшее полного.

473

Thus there is a diurnal variation in the observed azimuth of ether-drift.

Таким образом, имеется суточная вариация в наблюдаемом азимуте эфирного ветра.

474

It is evident, further, that the angle which the absolute motion makes with the plane of the interferometer varies throughout the day as the interferometer is carried around on the cone described by its axis.

Очевидно, далее, что угол, который образует абсолютное движение с плоскостью интерферометра, изменяется в течение суток, так как интерферометр вращается вокруг конуса, определенного его осью.

475

In the illustration, the absolute motion most nearly coincides with the plane of the interferometer in the right view which corresponds to a maximum observed effect; in the left view, the motion is more nearly perpendicular to the plane of the interferometer and the effect is a minimum.

На иллюстрации абсолютное движение наиболее близко совпадает с плоскостью интерферометра в правой части изображения, что соответствует максимуму наблюдаемого эффекта; в левой части изображения движение наиболее близко к перпендикуляру к плоскости интерферометра, и эффект минимален.

476

It follows that there is a diurnal variation in the magnitude of the effect and this is quite independent of the {224} azimuth variation, except insofar as they may be produced by one cause.

Отсюда следует, что имеются суточные вариации величины эффекта, и они совершенно не зависят от вариации азимута, кроме случаев, когда они могут быть произведены одной причиной.

477

Модель для изучения компонентов эфирного ветра из статьи Д.К.Миллера

478

Fig. 18. Model for studying the components of ether-drift.

Рис. 18.18. Модель для изучения компонентов эфирного ветра

479

480

The model shown in Fig. 18, was prepared to assist in a study of the ether-drift effect in its astronomical relations.

Модель, показанная на рис. 18.18, была создана, чтобы облегчить изучение астрономического аспекта скорости эфирного ветра.

481

The large circular disk represents the plane of the interferometer which can be rotated around the inclined polar axis, bringing its plane into all the possible diurnal positions, corresponding to the Mount Wilson location.

Большой круглый диск представляет плоскость интерферометра, и может вращаться вокруг наклонной полярной оси, устанавливая эту плоскость во все возможные суточные положения, соответствующие расположению Маунт Вилсон.

482

At the center of the disk is mounted a parallelogram whose sides can be made to represent any assumed values for the two components of the absolute motion, while the directions can be set as desired and the corresponding resultant will be reproduced.

В центре диска смонтирован параллелограмм, стороны которого могут быть подобраны так, чтобы изображать предполагаемые скорости двух составляющих абсолютного движения; при этом направления могут устанавливаться по желанию, а соответствующая результирующая будет воспроизведена.

483

A small electric lamp is so supported that, as the interferometer is rotated around the polar axis and while the parallelogram remains stationary, the lamp casts the shadow of the resultant on the plane of the interferometer, showing how the azimuth of the drift varies with the time of day.

Небольшая электрическая лампа укреплена так, что когда интерферометр поворачивается вокруг полярной оси, то, поскольку параллелограмм остается неподвижным, лампа отбрасывает тень результирующей на плоскость интерферометра, показывая, как изменится азимут ветра в течение суток.

484

The angle which the resultant makes with the plane can be observed and thus the variation in magnitude of the drift for the assumed motion is determined.

Угол, который результирующая образует с плоскостью, можно наблюдать, и таким образом можно определить изменение скорости ветра для предполагаемого движения.

485

A probable value for the cosmical component of motion having been selected, a single wire representing the resultant for any epoch is substituted for the parallelogram and the diurnal variations in azimuth and magnitude are studied.

Была выбрана вероятная скорость космической составляющей движения, одиночная проволока, изображающая результирующую для некоторой эпохи, заменена параллелограммом, и были изучены суточные изменения в азимуте и скорости.

486

Модель, иллюстрирующая суточную вариацию азимута эфирного ветра из статьи Д.К.Миллера 1933 г.

487

Fig. 19. Model illustrating the diurnal variation in the azimuth of the ether-drift.

Рис. 18.19. Модель, иллюстрирующая суточную вариацию азимута эфирного ветра

488

Three views of the model, Fig. 19, show how the azimuth swings to the west of north and then to the east, for the motion assumed.

На трех видах модели (рис. 18.19) показано, как для предполагаемого движения азимут отклоняется к северо-западу и далее к востоку.

489

490

It is evident from these models that the observed ether-drift effect would be very different for different resultant motions, as for different epochs, and that it would vary greatly in different latitudes.

Из этих моделей видно, что наблюдаемая скорость эфирного ветра должна быть очень разной для различных результирующих движений и для разных эпох и что она должна меняться в широких пределах для различных широт.

491

The conditions shown correspond approximately to the results here to be considered.

Показанные условия приблизительно соответствуют результатам, которые необходимо здесь рассмотреть.

492

Solution for the absolute motion of the solar system

Решение для абсолютного движения Солнечной системы

493

The point on the celestial sphere towards which the earth is moving because of its absolute motion is called the apex of its motion.

Точка на небосводе, к которой направлено абсолютное движение Земли, названа апексом этого движения.

494

This point is defined by its right ascension and declination, as is a star, and the formulae of practical astronomy are directly applicable to its determination from the interferometer observations.

Координаты этой точки определены прямым восхождением и склонением, так же, как и для звезд, и формулы практической астрономии непосредственно пригодны для их определения на основе интерферометрических наблюдений.

495

The theoretical consideration of the determination of the apex of the motion of the earth has been given in a paper by Professor J. J. Nassau and Professor P. M. Morse, which appeared in the Astrophysical Journal for March, 1927.[11]

Теоретическое рассмотрение определения апекса движения Земли дано в статье проф. Дж. Дж. Нассау и проф. П. М. Морзе, которая опубликована в Astrophysical Journal в марте 1927 г. [11].

496

497

Knowing the latitude of the observatory, φ, and the sidereal time, θ, of the observation, two independent determinations may be obtained for the right ascension, α, and for the declination, δ, of the apex of the earth’s absolute motion, one determination from the observed velocity, V, and one from the azimuth, A, of the ether-drift effect.

Зная широту обсерватории φ и звездное время наблюдения θ, можно получить два независимых определения прямого восхождения α и склонения δ апекса земного абсолютного движения, одно определяется из наблюдаемой скорости V а второе — из азимута A эффекта эфирного ветра.

498

The ether-drift effect being a second order effect, periodic in each half turn of the apparatus, {225} it follows that if a certain magnitude of effect is observed when the telescope points in a given direction, exactly the same effect will be obtained when the interferometer has been rotated 180° and the telescope points in the opposite direction.

Влияние эфирного ветра, будучи эффектом второго порядка, периодично в каждой половине оборота аппарата, отсюда следует, что если определенное смещение полос наблюдалось тогда, когда направление телескопа приняло некоторое значение, то точно такой же эффект будет получен, когда интерферометр повернется на 180° и направление телескопа станет противоположным.

499

The interferometer observations determine the line in which the motion takes place but do not distinguish between the plus and minus directions of the motion in this line; the choice between the plus sign, northward, and the minus sign, southward, must be determined from the consistency of the result when this motion is combined with the known orbital motion of the earth.

Интерферометрические наблюдения определяют линию, по которой происходит движение, но они не отличают положительного направления движения по этой линии от отрицательного. Выбор между знаком «плюс» по направлению к северу и знаком «минус» по направлению к югу должен быть определен из соответствия результата, когда это движение соединено с известным орбитальным движением Земли.

500

For simplicity in the presentation of the formulae, they will be given for an apex having a north declination and for an observatory located in the northern hemisphere.

Для упрощения представления формул они будут даны для апекса, имеющего северное склонение, и для обсерватории, расположенной в северном полушарии.

501

If the final solution requires a motion to the southward, the new apex will be diametrically opposite the one first determined; its right ascension will be the right ascension of the first apex minus 12 hours and its declination will have the same numerical value as that for the first apex but with the minus sign.

Если окончательное решение потребует движения к югу, то новый апекс будет диаметрально противоположен первому определенному апексу; его прямое восхождение будет прямым восхождением первого апекса минус 12 часов, и его склонение будет иметь то же самое числовое значение, что и для первого апекса, но со знаком минус.

502

For an observatory located in the southern hemisphere there would be certain systematic differences in the formulae which need not be given here.

Для обсерватории, расположенной в южном полушарии, должны существовать определенные систематические отличия в формулах, которые нет необходимости излагать здесь.

503

The apex of the absolute motion determined from the magnitude of the ether-drift effect

Апекс абсолютного движения, определенный из скорости эфирного ветра

504

It is shown in the paper by Nassau and Morse, what is also evident from a study of the model, Fig. 17, that the sidereal time, when the component of motion in the plane of the interferometer is a minimum, θ_v=min, measures the right ascension of the apex; that is

В статье Нассау и Морзе показано, что, как это и вытекает с очевидностью из модели (см. рис. 18.17), что звездное время, когда составляющая движения в плоскости интерферометра минимальна θ_v₌_min, определяет прямое восхождение апекса, то есть,

505

α = θ_v=min.

506

It is evident that the component of motion in the plane of the interferometer is

Очевидно, что составляющая движения в плоскости интерферометра

507

v = V sin z,

508

V being the velocity of the absolute motion and z the zenith distance of its apex.

где V — скорость абсолютного движения, а z — зенитное расстояние его апекса.

509

510

If δ ≥ 90° – φ, it may be seen from the model that the minimum value of v occurs when z is equal to δ – φ, that its maximum value occurs when z is equal to 180° – (δ +φ) and that the maximum and minimum values occur at times separated by twelve sidereal hours.

Если δ ≥ 90° – φ, можно видеть из модели, что значение v минимально тогда, когда z равно δ – φ, а максимально тогда, когда z равно 180° – (δ + φ) и что во времени максимум и минимум значений отличаются на 12 ч звездного времени.

511

If the observations cover the entire sidereal day, the maximum and minimum effects may be obtained.

Если наблюдения занимают полные звездные сутки,то могут быть получены максимум и минимум эффекта.

512

Let R be the ratio of minimum to maximum observed velocities; then

Положим, что R есть отношение минимальной наблюдаемой скорости к максимальной, тогда

513

R = v_min/v_max = sin(δ – φ) / sin(δ + φ),

514

from which the declination of the apex of the absolute motion is derived:

tan δ = [(1 +R) / (l – R)] tan φ.

откуда склонение апекса абсолютного движения определится выражением

tg δ = [(1 +R) / (l – R)] tg φ.

515

516

If δ < 90° — φ, the line of motion will coincide with the plane of the interferometer twice in each day and the maximum observed velocity, v_max, will be equal to the actual velocity V.

Если δ < 90° — φ, линия движения будет совпадать с плоскостью интерферометра дважды в каждые сутки, и максимальное значение наблюдаемой скорости v_max будет равно действительной скорости V.

517

As the minimum velocity occurs when the apex crosses the meridian of the observer, its zenith distance will be φ – δ and hence the observed velocity will be the velocity V multiplied by the sine of φ – δ. Therefore:

v_min / v_max = V sin (φ – δ) / V = sin (φ – δ) and

δ = φ ± sin ^–1 (v_min/v_max).

Поскольку скорость будет иметь минимум тогда, когда апекс пересекает меридиан (зенит) наблюдателя, его угловое расстояние от зенита составит

, и поэтому наблюдаемая скорость будет равна скорости V, умноженной на синус угла

Следовательно,

v_min / v_max = V sin (φ – δ) / V = sin (φ – δ) и

δ = φ ± sin ^–1 (v_min/v_max).

518

519

Since the apex dips below the horizon, the observed velocity will have two maximum values during the sidereal day and two minimum values.

После того, как апекс заходит ниже горизонта, в течение звездных суток наблюдаемая скорость будет иметь два максимума, а также два минимума.

520

The maxima occur when the apex crosses the horizon of the observer and the minima when it crosses the meridian.

Максимум появится тогда, когда апекс пересечет горизонт для наблюдателя, а минимум тогда, когда он пересечет меридиан (зенит).

521

The two maxima coalesce when δ = 90° – φ.

Два максимума сойдутся при δ = 90° – φ.

522

The apex of the absolute motion determined from the azimuth of the ether-drift effect

Апекс абсолютного движения, определенный из азимута направления эфирного ветра

523

For δ ≥ φ. From the manner in which the motion of the earth is projected on the plane of the interferometer, Fig. 17, it is evident that the rotation of the earth on its axis from west to east will cause the azimuth of the apex to oscillate back and forth, crossing the meridian twice in each sidereal day at times twelve hours apart.

Для δ ≥ φ. Из способа, которым движение Земли проецируется на плоскость интерферометра (см. рис. 18.17) очевидно, что вращение Земли вокруг оси с запада к востоку является причиной колебаний вперед и назад азимута апекса, пересекающего меридиан (зенит) дважды в каждые звездные сутки с интервалом 12 ч.

524

The sidereal time, θ_E–W, when the apex crosses the meridian from east to west, is the right ascension of the apex. Then

Звездное время θ_E_–_W_, когда апекс пересекает зенит с востока на запад, есть прямое восхождение апекса, так что

525

α = θ_E–W

526

If the time, θ_W—E, when the apex crosses the meridian from west to east is also determined, then

Если время θ_W_—_E_, когда апекс пересекает зенит с запада на восток, также определено, тогда

527

α = (1/2)(θ_E–W +θ_W—E) +6^h.

α = (1/2)(θ_E–W +θ_W—E) + 6 часов.

528

529

{226} As the azimuth of the effect in the interferometer, which corresponds to the azimuth of the apex, oscillates across the meridian, it reaches a maximum displacement, first to the east and then to the west in each sidereal day.

Поскольку азимут эффекта в интерферометре, который соответствует азимуту апекса, совершает колебания относительно меридиана, он достигает максимального смещения сначала к востоку, а затем к западу в каждые звездные сутки.

530

When δ ≥ φ, this maximum azimuth may be treated as the azimuth of a circumpolar star at its eastern or western elongation.

Когда δ ≥ φ, этот максимум азимута может рассматриваться как азимут близполюсной звезды на ее восточной или западной элонгации.

531

It is shown in treatises on spherical and practical astronomy that the azimuth of elongation depends in a very simple way upon the declination of the star and upon the latitude of the observatory.

В учебниках сферической и практической астрономии показано, что азимут элонгации простым образом зависит от склонения звезды и широты обсерватории.

532

The relation is:

Отношение таково:

533

sin A_max = cos δ /cos φ,

534

whence

откуда

535

cos δ = sin A_max cos φ.

536

537

When δ ≤ φ, the azimuth of the apex swings completely around the horizon in a sidereal day.

Когда δ ≤ φ, азимут апекса колеблется полностью вокруг горизонта в течение звездных суток.

538

If θ_E is the sidereal time when the azimuth is due east, then

Если θ_E есть звездное время, когда азимут приходится точно на восток, то

539

tan δ = tan φ cos (θ_E – α).

tg δ = tg φ cos (θ_E – α).

540

541

Presuming that the orbital velocity of the earth is known, the formulae now provided are sufficient for the determination in general of the apex and velocity of the absolute motion of the earth, from observations of the relative motion of the earth and ether as made with the interferometer.

Предполагая, что орбитальная скорость Земли известна, этих формул в основном достаточно для определения апекса и скорости абсолютного движения Земли, из наблюдений относительного движения Земли и эфира с помощью интерферометра.

542

These observations, giving simply the maximum displacement of the interference fringes as the apparatus turns on its axis, together with the azimuth at which this maximum displacement occurs, must adequately cover the period of one sidereal day for a given epoch.

Эти наблюдения, давая просто максимум смещения интерференционных полос при вращении аппарата вокруг оси, вместе с азимутом, при котором возникает максимальное смещение, должны в достаточной мере покрывать период одних звездных суток для данной эпохи.

543

A complete set of such observations gives one determination of the velocity of the absolute motion and two independent determinations of the apex of the motion.

Полная серия таких наблюдений дает одно определение скорости абсолютного движения и два независимых определения апекса движения.

544

545

The determination of the direction of the earth’s absolute motion is dependent only upon the direction in which the telescope points when the observed displacement of the fringes is a maximum; it is in no way dependent upon the amount of this displacement nor upon the adjustment of the fringes to any particular width or zero position.

Определение направления абсолютного движения Земли зависит только от направления, на которое указывает телескоп, когда наблюдаемое смещение полос максимально; причем это не зависит никаким образом ни от величины этого смещения полос, ни от регулировки полос в части их ширины или отсчета нуля.

546

The actual velocity of the earth’s motion is determined by the amplitude of the periodic displacement, which is proportional to the square of the relative velocity of the earth and the ether and to the length of the light path in the interferometer.

Действительная скорость земного движения определена амплитудой периодического смещения, которое пропорционально квадрату относительной скорости Земли и эфира и длине светового пути в интерферометре.

547

The two effects, magnitude and azimuth of observed relative motion, are quite independent of each other.

Два эффекта — скорость и азимут наблюдаемого относительного движения совершенно независимы один от другого.

548

Harmonic analysis of the fringe displacements

Гармонический анализ смещения интерференционных полос

549

The records of the actual interferometer observations for the Mount Wilson cycle consist of three hundred and sixteen pages of readings of the positions of the interference fringes, of the form shown in Fig. 8.

Записи действительных интерферометрических наблюдений маунт–вилсоновского цикла состоят из 316 страниц отсчетов положений интерференционных полос в форме, приведенной на рис. 18.8.

550

Each set contains readings for twenty or more turns of the interferometer.

Каждая серия содержит отсчеты на 20 и более оборотах интерферометра.

551

The twenty or more readings for each of the sixteen observed azimuths are averaged and the averages are compensated for the slow linear shift of the whole interference system during the period of observation, as explained previously in connection with Fig. 9.

20 или более отсчетов для каждого из 16 наблюдаемых азимутов усредняются; в средних значениях скомпенсирован медленный линейный сдвиг всей интерференционной системы за период наблюдения, как это объяснялось ранее применительно к рис. 18.9.

552

The average readings for each set are then plotted on coordinate paper, to a large scale, for the purpose of harmonic analysis.

Затем для целей гармонического анализа средние значения отсчетов для каждой серии наносятся на координатную бумагу в большом масштабе.

553

The graphs, I, II, III, and IV, Fig. 21, show the readings for four successive sets of observations made on April 2, 1925.

Графики I, II, III и IV на рис. 18.21 показывают отсчеты для четырех последовательных серий наблюдений, проведенных 2 апреля 1925 г.

554

The plotted points are positions of the central black fringe of the interference pattern with respect to the fiducial point, as the interferometer makes one complete turn.

Нанесенные точки соответствуют положениям центральной черной полосы интерференционной картины по отношению к начальной точке отсчета за один полный оборот интерферометра.

555

The unit for the scale of ordinates is one-hundredth of a fringe width, while the abscissae correspond to azimuth intervals of 22¹/₂°, beginning at the north point and proceeding clockwise around the horizon.

Единица масштаба ординат – 1/100 ширины полосы, в то время как абсцисса соответствует азимутальному интервалу 22,5°, начиная от северного направления и продолжая далее вокруг горизонта по часовой стрелке.

556

A chart of this kind is plotted for each set of observations.

Графики подобного типа выполнены для каждой серии наблюдений.

557

These charted “curves” of the actual observations contain not only the second-order, halfperiod ether-drift effect, but also a first-order, full-period effect, any possible effects of higher orders, together with all instrumental and accidental errors of observation.

Эти графики «кривых» для фактических наблюдений содержат не только полупериодический эффект эфирного ветра второго порядка, но также полнопериодический эффект первого порядка и некоторые возможные эффекты высших порядков, включая все инструментальные и случайные погрешности наблюдений.

558

The present ether-drift investigation is based entirely upon the second order effect, which is periodic in each half revolution of the interferometer.

Настоящие исследования эфирного ветра основаны всецело на эффекте второго порядка, который периодичен в каждой половине оборота интерферометра.

559

This second-order effect is completely represented by the second term of the Fourier harmonic analysis of the given curve.

Этот эффект второго порядка полностью представлен вторым членом гармонического ряда Фурье данной кривой.

560

In order to evaluate precisely the ether-drift effect, each curve of observations has been analyzed with the Henrici harmonic analyzer for the first five terms of the Fourier series.

Чтобы точно оценить влияние эфирного ветра, каждая кривая наблюдений была подвергнута анализу с помощью гармонического анализатора Хенрика по первым пяти членам ряда Фурье.

561

The first-order effect in the observation is shown by the fundamental component, which is drawn under the corresponding curve of {227} observations in Fig. 21; the second-order effect is shown by the curve next below; while the fourth curve in each instance shows the sum of the third, fourth, and fifth components.

Эффект первого порядка в наблюдении показан основной компонентой, которая проведена под соответствующей кривой наблюдений на рис. 18.21; эффект второго порядка показан кривой, расположенной ниже; тогда как четвертая кривая в каждом примере отражает сумму третьей, четвертой и пятой компонент.

562

It is evident that the observed curves contain very little trace of any effects of any higher orders.

Очевидно, что наблюдаемые кривые содержат очень малый след других эффектов любых высших гармоник.

563

The residual curves are of very small amplitude and are evidence of the fact that the incidental and random errors are small.

Остаточная кривая имеет очень малую амплитуду, и очевиден тот факт, что побочные и случайные ошибки малы.

564

565

The harmonic analysis and synthesis has been performed by methods which have been completely described elsewhere by the writer.[12]

Гармонический анализ и синтез были проведены методами, которые были полностью описаны автором в другой работе [12].

566

The harmonic analysis of the observations gives directly the amplitude in hundredths of a fringe width and the phase as referred to the north point of the second harmonic of the curve, which is the ether-drift effect.

Гармонический анализ наблюдений дает непосредственно амплитуду в сотых долях ширины полос и фазу, отсчитанную от северного направления для второй гармоники кривой, которой соответствует эффект эфирного ветра.

567

The observed amplitude of the movement of the fringes is at once converted into the equivalent velocity of the relative motion of the earth and ether, as observed in the plane of the interferometer, by means of the relation developed in the elementary theory of the experiment: d = 2D(v²/c²) and v = (dc²/2D)^1/2, d being the observed half-period displacement of the fringes and D the length of the arm of the interferometer, that is the distance from the halfsilvered mirror by means of multiple reflections to the end mirror, No. 8, both being expressed in terms of the effective wave-length of the light used for the interferences; v is the relative motion of the earth and the ether in the plane of the interferometer and c is the velocity of light, both being expressed in kilometers per second.

Наблюдаемая амплитуда движения полос сразу же пересчитывается в эквивалентную скорость относительного движения Земли и эфира, наблюдаемого в плоскости интерферометра, посредством соотношения, полученного из элементарной теории эксперимента: d = 2D(v²/c²) и v = (dc²/2D)^1/2, где d — наблюдаемое полупериодическое смещение полос; D — длина плеча интерферометра, то есть расстояние от полупрозрачного посеребренного зеркала с добавлением множественных отражений до концевого зеркала № 8, оба выражены в значениях эффективных длин волн света, примененного для интерференции; v — относительная скорость Земли и эфира в плоскости интерферометра, км/с; c — скорость света, км/с.

568

Relation of fringe displacement to velocity of ether-drift for 2<i>D </i>= 112,000,000λ and λ = 5700A. (Dayton Miller, 1933)

Отношение смещения полос интерференции к скорости эфирного ветра для 2D = 112 000 000 λ и λ=5700Å. Из статьи Д.К.Миллера, 1933 г.

569

Fig. 20. Relation of fringe displacement to velocity of ether-drift for 2D = 112,000,000λ and λ = 5700A.

Рис. 18.20. Отношение смещения полос к скорости эфирного ветра для 2D = 112 000 000 λ и λ=5700Å.

570

The nomograph, Fig. 20, consists of a parabolic curve which shows the relative velocity corresponding to a fringe displacement as observed in the interferometer used in these experiments.

Номограмма на рис. 18.20 содержит параболическую кривую, которая показывает значение относительной скорости, соответствующей смещению полос, которые наблюдаются в интерферометре в этом эксперименте.

571

It is for light of wave-length λ = 5700A, and for a total light-path of 2D = 112,000,000λ.

Это выполнено для света с длиной волны λ = 5700Å и для полной длины светового пути 2D = 112.000.000λ.

572

The azimuth of the ether-drift effect is the direction in which the telescope points when the half-period displacement of the fringes is a positive maximum.

Азимут эфирного ветра находится в направлении, в которое указывает телескоп, когда полупериодическое смещение положительно и максимально.

573

This azimuth, A, is obtained from the phase, P, of the second harmonic component of the observations as determined by the analyzer, from the following relation:

Этот азимут получается из фазы P второй гармонической составляющей наблюдений, определенной анализатором, из следующего соотношения:

574

A = (1/2) (P – 90°).

575

Harmonic analysis of ether-drift observations, Dayton C.Miller, 1933.

Гармонический анализ наблюдений эфирного ветра. Из статьи Д.К.Миллера, 1933 г.

576

Fig. 21. Harmonic analysis of ether-drift observations.

Рис. 18.21. Гармонический анализ наблюдений эфирного ветра.

577

The point thus located is the crest of the curve representing the second component, expressed in degrees, measured from the north point; the x-axis of the curves shown in Fig. 21 begins at the north point and extends for one turn of 360°, through the east, south and west points of azimuth back to the north point.

Направление, полученное таким образом, соответствует вершине кривой, изображающей вторую гармонику, выраженную в градусах, измеряемых от северного направления; ось х кривой, показанной на рис. 18.21, начинается от северного направления и продолжается на один оборот в 360° через восток, юг и запад и снова на север.

578

The figure shows, in the graphs of the second components, what has already been mentioned, that, within 360° of azimuth for one complete turn, there are two crests of the second component, corresponding to two azimuths 180° apart, between which the interferometer is incompetent to distinguish.

На рисунке в графике второй составляющей показано как это уже упоминалось, что в пределах изменения азимута на один полный оборот 360° имеются два максимума во второй составляющей, соответствующих двум азимутам, отстоящим на 180° друг от друга, которые интерферометр не в состоянии различить.

579

The dispersion of the azimuth readings is much less than 90° and the necessity for continuity of azimuth indications for successive observations removes the ambiguity as to which zone of {228} azimuth a reading belongs but it does not, in the end determine whether the direction in the line of motion is plus or minus.

Разброс азимутальных отсчетов много меньше, чем 90°, и необходимость непрерывных измерений азимута для последовательных наблюдений устраняет неопределенность в отношении того, какой именно зоне азимута принадлежит считывание, а какой — нет, наконец, определяя, является ли направление по линии движения положительным или отрицательным.

580

The magnitude and direction of the earth’s orbital motion are known and since its direction is reversed at epochs six months apart, its combination with a constant cosmical motion gives the resultant motions which are different for the two epochs.

Скорость и направление орбитального движения Земли известны; и поскольку направление изменяется на противоположное через интервал в шесть месяцев, его сочетание с постоянным космическим движением дает результирующие движения, которые различны для двух эпох.

581

The combination of the orbital and cosmical motions will lead to results consistent with the observed effects only when the cosmic motion is taken with the correct sign and thus the ambiguity is removed.

Сочетание орбитального и космического движений приводит к результатам, согласующимся с наблюдаемыми эффектами, но только тогда, когда космическое движение дано с правильным знаком и, таким образом, эта неопределенность устранена.

582

The Ether-Drift Observations Made at Mount Wilson in 1925-1926

Наблюдения эфирного ветра, выполненные на Маунт Вилсон в 1925—1926 гг.

583

General program of observation

Общая программа наблюдений

584

The ether-drift observations, made by the writer previous to 1925, consist of twenty-five sets of 995 turns made in collaboration with Professor Morley in 1902-1905, eighty-six sets of 1146 turns made in Cleveland in 1922-1924 and one hundred and sixty-six sets of 1181 turns made at Mount Wilson in 1921 and 1924.

Наблюдения эфирного ветра, выполненные автором до 1925 г., состояли из 25 серий, содержащих 995 оборотов и проведенных в сотрудничестве с профессором Морли в 1902–1905 гг., 86 серий из 1146 оборотов, проведенных в Кливленде в 1922–1924 гг. и 166 серий из 1181 оборотов, проведенных на Маунт Вилсон в 1921 и 1924 гг.

585

These experiments had given conclusive evidence of a real effect which was systematic but which was small in magnitude and was inexplicable as to its azimuth.

Эти эксперименты показали с полной очевидностью реального эффекта, который был систематическим, но малым по величине и необъяснимым по азимуту.

586

A program was adopted involving an extensive series of observations for the solution of the general problem of ether-drift without any presumed effects.

Программа была ориентирована на обширную серию наблюдений для решения общей проблемы эфирного ветра без каких-либо предполагаемых эффектов.

587

In order to justify general conclusions, it is necessary to have observations extending throughout the twenty-four hours of the day to show the effects of the rotation of the earth on its axis and at several different times of the year to show the effects of the earth’s orbital motion.

Для обоснования общих выводов, необходимо иметь наблюдения, охватывающие 24 часа суток для показа влияний вращения Земли вокруг своей оси, а также — в различные времена года, чтобы показать влияние орбитального движения Земли.

588

Since the orbital motion is always tangent to the orbit, it will have different directions at different seasons, producing a resultant absolute motion peculiar to each epoch.

Поскольку орбитальное движение всегда направлено по касательной к орбите, в различные сезоны оно будет иметь различное направление, производя в результирующей абсолютного движения характерные для каждой эпохи отличия.

589

Such observations were made at Mount Wilson for four epochs, April 1, August 1 and September 15, 1925, and February 8, 1926; the number of sets of observations for these epochs is thirty-six, ninety-six, eighty-three and one hundred and one, respectively, giving a total of 6402 turns.

Такие наблюдения были выполнены на Маунт Вилсон для четырех эпох – 1 апреля, 1 августа, 15 сентября 1925 г. и 8 февраля 1926 г.; число серий наблюдения для этих эпох составляло 36, 96, 83 и 101 соответственно, дав в общей сумме 6402 оборота.

590

The model shown in Fig. 24 indicates the relative positions of the earth in its orbit for these four epochs.

Модель, показанная на рис. 18.24, изображает относительное положение Земли на ее орбите для этих четырех эпох.

591

The results obtained from the complete analysis and reduction of these observations will be given in detail.

Результаты, полученные из полного анализа и обработки этих наблюдений, будут рассмотрены подробно.

592

593

It may be noted that these observations have involved the taking of over 200,000 readings of the positions of the interference fringes, requiring that the observer should walk in a small circle, in the dark, while making the readings, a distance of about 160 miles.

Можно заметить, что эти наблюдения включали в себя свыше 200.000 отсчетов положений интерференционных полос, требуя при этом, чтобы наблюдатель ходил по небольшому кругу в темноте, проходя дистанцию около 160 миль (257 км).

594

More than half of these readings were made in the Mount Wilson observations of 1925 and 1926.

Более чем половина этих отсчетов были сделаны на Маунт Вилсон в наблюдениях 1925 и 1926 гг.

595

The latter observations lead to 12,800 single measures of the velocity of the ether-drift and to 25,600 single determinations of the apex of this motion.

Последние наблюдения дали 12.800 отдельных измерений скорости эфирного ветра и 25.600 отдельных определений апекса этого движения.

596

Data of observation

Данные наблюдений

597

In the manner described there are obtained from each set of observations, corresponding to a given sidereal time: first, the magnitude of the relative motion of the earth and ether as projected on the plane of the interferometer, expressed as a velocity in kilometers per second; and second, the azimuth, measured from the north point, of the line in which this projected motion takes place.

Описанным способом были получены из каждой серии наблюдений, соответствующих заданному звездному времени, во-первых, скорость относительного движения Земли и эфира как проекция скорости на плоскость интерферометра, выраженной в километрах в секунду; во-вторых, измеренный от северного направления азимут линии, вдоль которой эта проекция движения существует.

598

Single observations and average curves for the ether-drift effect at Mount Wilson in feb. 1926. Dayton C. Miller, 1933.

Одиночные наблюдения и усредненные кривые результатов измерения эфирного ветра на Маунт Вилсон в феврале 1926 г. Из статьи Дейтона Миллера, 1933 г.

Single observations and average curves for the ether-drift effect at Mount Wilson in apr. 1925. Dayton C. Miller, 1933.

Одиночные наблюдения и усредненные кривые результатов измерения эфирного ветра на Маунт Вилсон в апреле 1925 г. Из статьи Дейтона Миллера, 1933 г.

Single observations and average curves for the ether-drift effect at Mount Wilson in aug. 1925. Dayton C. Miller, 1933.

Одиночные наблюдения и усредненные кривые результатов измерения эфирного ветра на Маунт Вилсон в августе 1925 г. Из статьи Дейтона Миллера, 1933 г.

Single observations and average curves for the ether-drift effect at Mount Wilson in sep. 1925. Dayton C. Miller, 1933.

Одиночные наблюдения и усредненные кривые результатов измерения эфирного ветра на Маунт Вилсон в сентябре 1925 г. Из статьи Дейтона Миллера, 1933 г.

599

{229} Fig. 22. Single observations and average curves for the ether-drift effect at Mount Wilson in 1925-1926.

Рис. 18.22. Одиночные наблюдения и усредненные кривые результатов измерения эфирного ветра на Маунт Вилсон в 1925–1926 гг.

600

These observed quantities for the four epochs are shown graphically in four charts, Fig. 22.

Эти наблюдаемые величины для четырех эпох показаны графически на четырех графиках, рис. 18.22.

601

Each dot on the upper curve of each chart represents a velocity and directly under it on the lower curve is the corresponding azimuth of a single observation.

Каждая точка на верхней кривой каждого графика отображает скорость, а непосредственно под ней нижняя кривая —соответствующий азимут одиночного наблюдения.

602

The solution is based upon the average curve of the observations; as there is considerable dispersion among the single observations, and to eliminate all bias, the average curves have been obtained by simple arbitrary running average for determining twenty equally spaced points on each curve.

Решение базируется на усредненной кривой наблюдений; поскольку имеется значительный разброс среди отдельных наблюдений, и чтобы уничтожить все перекосы, средние кривые получаются простой произвольной скользящей средней для полученных 20 равномерно распределенных точек в каждой кривой.

603

The observations for April, the first series taken, were not sufficiently numerous at two times of day and for these curves only a smaller number of points are available.

Наблюдений в апреле, в первой полученной серии, не были достаточно многочисленны для двух периодов в сутки, и для этих кривых доступно лишь небольшое число точек.

604

The average points are shown by the larger dots with circles and the eight heavy line curves, one for magnitudes and one for azimuths for each of the four epochs constitute the material for further consideration.

Точки усреднений отмечены большими кружками, восемь толстых кривых линий, одна — скорости и одна — азимута для каждой из четырех эпох, составляют материал для дальнейшего обсуждения.

605

606

There are four curves showing the average observed magnitude of the ether-drift effect throughout the sidereal day for the four epochs; each of these curves leads to a determination of the velocity in kilometers per second of the relative motion of the earth and ether and also of the right ascension and declination of the apex {230} of the earth’s absolute motion, characteristic of the particular epoch.

Имеются четыре кривые, показывающие среднюю наблюдаемую величину эффекта эфирного ветра на протяжении звездных суток для четырех эпох; каждая из этих кривых позволяет определить скорость (в километрах в секунду) относительного движения Земли и эфира, а также прямое восхождение и склонение апекса абсолютного движения Земли, характерное для каждой эпохи.

607

There are four curves showing the average azimuth of the ether-drift effect throughout a sidereal day, for the four epochs; each of these curves determines the right ascension and declination of the apex of the earth’s absolute motion.

Имеется четыре кривые, показывающие средний азимут эфирного ветра на всем протяжении звездных суток для четырех эпох; каждая из этих кривых определяет прямое восхождение и склонение апекса абсолютного движения Земли.

608

In all, there are four determinations of the velocity of motion as projected on the plane of the interferometer, one for each epoch, and eight independent determinations of the apex of the motion, two for each epoch.

Всего имеется четыре определения скорости движения, спроецированного на плоскость интерферометра, по одному для каждой эпохи, и восемь независимых определений апекса движения, по два для каждой эпохи.

609

610

These observations are to be reduced according to the principles explained in the preceding sections, to determine the positions of the apexes of the resultant motions for the four epochs.

Эти наблюдения должны быть обработаны в соответствии с принципами, объясненными в предыдущих разделах, чтобы определить положения апекса результирующего движения для четырех эпох.

611

From each curve for the magnitude of the effect are to be obtained the numerical values of the maximum and minimum ordinates and the sidereal time of the minimum; from each curve for the azimuth of the effect are to be obtained the maximum oscillation of the azimuth and the two sidereal times when the curve crosses its axis.

Из каждой кривой для величины эффекта получаются числовые значения максимальной и минимальной ординат и звездное время минимума; из каждой кривой для азимута должно быть получено максимальное колебание азимута и два момента звездного времени, когда кривая пересекает свою ось.

612

613

The reduction of the observations involves the latitude of the location of the interferometer.

Обработка наблюдений учитывает широту расположения интерферометра.

614

The observations here recorded were made at the Mount Wilson Observatory in latitude +34° 13'.

Наблюдения, описанные здесь, были сделаны в обсерватории Маунт Вилсон на широте +34°13'.

615

616

It is at once evident from the character of the curves of observation, Fig. 22, that the declination of the apex is greater than the complement of the latitude of the observatory; this is indicated by the fact that the departure of the azimuth curve from its axis is always less than 90° and by the fact that the magnitude curve shows only a single maximum and a single minimum.

Сразу же очевидно из характера кривых наблюдения, рис.18.22, что склонение апекса больше, чем дополнение [до 90°] широты обсерватории, это видно из того факта, что отклонение азимутальной кривой от ее оси всегда меньше, чем 90°, а также из того факта, что кривая скорости показывает только единственный максимум и единственный минимум.

617

This determines the choice of the alternate formulae of calculation.

Это определяет выбор альтернативных формул вычислений.

618

The study of the conditions with the models leads to the same conclusion.

Изучение условий при помощи моделей приводит к тому же выводу.

619

Furthermore, the earlier calculations of these observations included the consideration of an apex with a declination smaller than the complement of the latitude, always leading to inconsistent results.

Кроме того, ранняя обработка этих наблюдений включала рассмотрение апекса со склонением, меньшим, чем широтное дополнение, это всегда приводило к несовместимым результатам.

620

Thus the apex is known to be circumpolar in its astronomical relations.

Таким образом, в астрономическом отношении апекс должен быть околополярным.

621

622

It may be noted that both the direction and the velocity of the ether drift should change from epoch to epoch because the effect is the resultant of the constant cosmic motion of the earth and of the changing orbital motion and these changes should be systematic and characteristic of the epoch, as will be explained later.

Можно заместить, что как направление, так и скорость эфирного ветра должны изменяться от одной эпохи к другой, потому что его эффект является результирующей постоянного космического движения Земли и ее изменяющегося орбитального движения, и эти изменения должны быть систематическими и характеризовать каждую эпоху, как будет объяснено далее.

623

Final results of observation

Окончательные результаты наблюдений

624

Tables I and II give the right ascensions and declinations of the apexes of the observed motion of the earth for the four epochs and for the two alternative directions.

В табл. 1 и 2 даны прямые восхождения и склонения апексов наблюдаемого движения Земли для четырех эпох и для двух альтернативных направлений.

625

Таблица 1. Прямое восхождение апекса

Эпоха	α_амп	α_аз	Среднее
Север	Юг
8 февраля	18 ч. 00 мин.	18 ч. 00 мин.	18 ч. 00 мин.	6 ч. 00 мин.
1 апреля	15:15	16:10	15:42	03:42
1 августа	15:45	16:10	15:57	03:57
15 сентября	17:05	17:00	17:03	05:05

626

Таблица 2. Склонение апекса

Эпоха	δ_амп	δ_аз	Среднее
8 февраля	±79°35'	±75°19'	±77°27'
1 апреля	±78°25'	±75°12'	±76°48'
1 августа	±67°30'	±62°4'	±64°47'
15 сентября	±61°40'	±62°28'	±62°4'

627

Таблица 3. Скорости и смещения полос

Эпоха	Скорость, км/с	Смещение (λ = 5700Å)
8 февраля	9,3	0,104 λ
1 апреля	10,1	0,123 λ
1 августа	11,2	0,152 λ
15 сентября	9,6	0,110 λ

628

In the tables α–Mag and δ–Mag indicate the values obtained from the magnitude curves, while α–Az and δ–Az are obtained from the azimuth curves.

В таблицах α_амп и δ_амп — значения, полученные из амплитудных кривых; α_аз и δ_аз получены из азимутальных кривых.

629

630

The curves of observation, Fig. 22, give directly the values of the maximum velocity of relative motion of the earth and ether, as observed in the plane of the interferometer, for the four epochs; these velocities are given in Table III.

Кривые наблюдения (см. рис. 18.22) дают непосредственно значения максимальной скорости относительного движения Земли и эфира, наблюдаемой в плоскости интерферометра, для четырех эпох; эти скорости приведены в табл. 3.

631

The table also shows the displacements of the interference fringes, in terms of a fringe- width, which would be produced in the interferometer used in these experiments, by the observed velocities of ether drift.

Табл. 3 также показывает смещения интерференционных полос в единицах ширины полосы, которые должны были быть получены в интерферометре, использованном в этих экспериментах, при наблюдаемых скоростях эфирного ветра.

632

633

The three tables contain all of the data provided by the three hundred and sixteen sets of observations made at Mount Wilson in 1925 and 1926, for the solution of the ether-drift problem.

Эти три таблицы содержат все данные, полученные в 316 сериях наблюдений, выполненных на Маунт Вилсон в 1925 и 1926 гг. для решения проблемы эфирного ветра.

634

635

{230} In this work the calculations proceed directly from the actual observations, without any presumptions as to the result.

В этой работе вычисления выполнены непосредственно на основе реальных наблюдений, без каких бы то ни было предположений о полученных результатах.

636

All of the original observations have been included in the calculation, without any omissions and without the assignment of weights.

Все первичные наблюдения были включены в расчеты без исключений и без приписывания весовых коэффициентов.

637

No corrections of any kind have been applied to the observed quantities.

Для наблюдаемых величин не было применено никаких коррекций.

638

This procedure has been adopted as the only safe one in the first search for a hitherto unidentified effect.

Эта процедура была принята как единственно безопасная для первых поисков до сих пор неизвестного эффекта.

639

The present results strikingly illustrate the correctness of this method, as it now appears that the forty-six years of delay in finding the effect of the orbital motion of the earth in the ether-drift observations has been due to the efforts to verify certain predictions of the so-called classical theories and to the influence of traditional points of view.

Настоящие результаты поразительно проиллюстрировали корректность этого метода и, как теперь выясняется, сорок шесть лет опоздания в установлении влияния орбитального движения Земли в наблюдениях эфирного ветра произошло вследствие попыток проверить определенные предсказания так называемых классических теорий и воздействия традиционных точек зрения.

640

Absolute Motion of the Solar System and The Earth’s Orbital Motion Determined

Определены абсолютное движение Солнечной системы и орбитальное движение Земли

641

Northern apex of the solar motion rejected

Отказ от северного апекса движения Солнца

642

As already explained, the interferometer determines the line in which the motion of the earth with respect to the ether takes place but does not determine the direction of motion in this line.

Как уже объяснялось, интерферометр определяет линию, в которой происходит движение Земли по отношению к эфиру, но не определяет направления движения по этой линии.

643

The results of the observations given in Tables I and II indicate either an apex located near the north pole of the ecliptic or one diametrically opposite, near the south pole of the ecliptic.

Результаты наблюдений, данные в табл. 1 и 2, указывают как на то, что апекс расположен около северного полюса эклиптики, так и на диаметрально противоположное направление около южного полюса эклиптики.

644

The choice between the two possible directions of motion is determined by the consistency of the results in satisfying the original observations taken as a whole and in connection with known phenomena.

Выбор между двумя возможными направлениями движения определен согласованностью результатов, удовлетворяющих первичным наблюдениям, взятых как целое и в связи с известными явлениями.

645

The studies of the proper motions and of the motions in the line of sight of stars in our own cluster have shown that the solar system is moving with respect to the nearby stars towards an apex located in the constellation Hercules, about 42° from the northern one of the two apexes indicated by the interferometer observations, the velocity of this motion being about nineteen kilometers per second.

Изучение собственных движений и движений вдоль луча зрения звезд в нашем скоплении показало, что Солнечная система движется по отношению к ближайшим звездам по направлению к апексу, расположенному в созвездии Геркулеса примерно на 42° от северного из двух апексов, указанных интерферометрическими наблюдениями; скорость этого движения составляет около 19 км/с.

646

This circumstance seemed confirmatory of an absolute motion towards the north and the northern apex was chosen for further study of the problem.

Это обстоятельство как будто подкрепляет представление о северном направлении движения, и северный апекс был выбран для дальнейшего изучения проблемы.

647

648

Upon the completion of the observations for three epochs at Mount Wilson, corresponding to April 1, August 1, and September 15, 1925, a study of the results was made upon the presumption of a northern apex.

После завершения наблюдений для трех эпох на Маунт Вилсон, соответствующих 1 апреля, 1 августа и 15 сентября 1925 г., было проведено изучение результатов с точки зрения предположения о северном апексе.

649

Various trial solutions were checked with the parallelogram apparatus, Fig. 18, and finally by a partial least squares solution, for the determination of the velocity of the cosmic motion.

Для определения скорости космического движения были проверены различные пробные решения с помощью параллелограммного аппарата (см. рис. 18.18) с окончательной обработкой методом частных наименьших квадратов.

650

The effects which should be characteristic of the several epochs because of the varying direction of the orbital motion could not be identified in the corresponding curves of observation, indicating that the orbital component is probably much smaller than the cosmic component.

Эффекты, которые должны были характеризовать различные эпохи вследствие изменения направления орбитального движения, не могли быть найдены из соответствующих кривых данных наблюдений, показывая, что орбитальная составляющая, вероятно, много меньше космической.

651

The curves for the three epochs were simply averaged and it was found that when plotted in relation to local civil time, the curves are in such phase relations that they nearly neutralize each other; the average effect for the three epochs thus plotted is very small and unsystematic.

Кривые для трех эпох были просто усреднены, и было установлено, что когда они изображены в отсчете по местному гражданскому времени, они имеют такие фазовые соотношения, что почти полностью нейтрализуют друг друга; средний эффект для трех эпох, изображенных таким образом, очень мал и не систематичен.

652

The curves of observation were then plotted with respect to sidereal time and a very striking consistency of their principal characteristics was shown to exist, not only among the three curves for azimuth and those for magnitude, but, what was more impressive, there was a consistency between the two sets of curves, as though they were related to a common cause.

Когда же кривые наблюдений были выполнены графически по отношению к звездному времени, выявилось поразительное соответствие их принципиальных характеристик, не только среди трех кривых для азимутов и стольких же для амплитуд, но и, что было более впечатляющим, наблюдалось соответствие двух серий кривых, как если бы они были вызваны общей причиной.

653

The average of the curves, on sidereal time, showed conclusively that the observed effect is dependent upon sidereal time and is independent of diurnal and seasonal changes of temperature and other terrestrial causes and that it is a cosmical phenomenon.

Усреднение кривых по звездному времени окончательно показало, что наблюдаемый эффект зависит от звездного времени и не зависит ни от суточных, ни от сезонных изменений температуры и других земных причин и что это — космический феномен.

654

The results of this study were presented as the address of the President of the American Physical Society at the meeting in Kansas City, on December 29, 1925. [13]

Результаты этого исследования были представлены как доклад президента Американского физического общества на заседании в Канзас-Сити 29 декабря 1925 г. [13].

655

The conclusion stated that there is a positive, systematic ether-drift effect, corresponding to a constant relative motion of the earth and the ether, which at Mount Wilson has an apparent velocity of ten kilometers per second; and that the variations in the direction and magnitude of indicated motion are exactly such as would be produced by a constant motion of the solar system in space towards an apex, near the north pole of the ecliptic, having a right ascension of 17¹/₂ hours and a declination of +65°.

Заключение гласило, что имеется систематический положительный эффект эфирного ветра, соответствующий постоянному относительному движению Земли и эфира, которое на Маунт Вилсон имеет видимую скорость 10 км/с; и что вариации в направлении и скорости найденного движения точно такие, какие должны быть произведены постоянным движением Солнечной системы в пространстве по направлению к апексу около северного полюса эклиптики, имеющего прямое восхождение 17,5 ч. и склонение +65°.

656

On the hypothesis of the Stokes ether concept, that the ether is partially entrained by matter moving through it, it was suggested that the observed velocity of ten kilometers per second might be only a fraction of the absolute velocity; {232} and further, assuming that the earth’s orbital velocity of thirty kilometers per second, similarly reduced, would be so small as to be near the limit of perceptibility in these observations, it was suggested that the actual velocity of the cosmical motion might be two hundred kilometers or more, per second.

По гипотетической эфирной концепции Стокса эфир частично захватывается материей, движущейся сквозь него; это предполагает, что наблюдаемая скорость 10 км/с может являться лишь частью абсолютной скорости движения и, более того, предполагая, что орбитальная скорость Земли, составляющая 30 км/с, тоже уменьшена пропорционально, то в наблюдаемой скорости эта составляющая должна быть столь мала, что находится близ границы чувствительности этих наблюдений; поэтому можно полагать, что реальная скорость космического движения составляет 200 километров в секунду или даже больше.

657

It was also reported that, for some unexpected reason, all the azimuths were displaced to the westward.

Было также отмечено, что по некоторым неизвестным причинам все азимуты оказались смещенными к западу.

658

659

A fourth series of observations was made at Mount Wilson, corresponding to the epoch, February 8, 1926, and a reexamination of all the observations for the four epochs was made, as before, on the presumption of an apex near the north pole of the ecliptic and, because no consistent effect of the orbital motion could be found, the four series of observations were simply averaged for the determination of the cosmical motion of the solar system.

Четвертая серия наблюдений была выполнена на Маунт Вилсон и соответствовала эпохе 8 февраля 1926 г., и были перепроверены все наблюдения четырех эпох, как и ранее, исходя из предположения о расположении апекса около северного полюса эклиптики и, поскольку устойчивый эффект орбитального движения Земли не мог быть найден, для определения космического движения Солнечной системы результаты четырех серий наблюдений были просто усреднены.

660

The results of this elaborate study were reported at the Pasadena Ether-Drift Conference of February 4 and 5, 1927 [14] indicating that there is a constant cosmical motion, of the same general characteristics as were reported at Kansas City, the apex having a right ascension of 17 hours and a declination of +68°.

Итоги такого детального исследования были доложены в Пасадене 4 и 5 февраля 1927 г. на конференции по эфирному ветру [14]; было показано, что существует постоянное космическое движение с теми же общими характеристиками, что были доложены в Канзас-Сити, для апекса, имеющего прямое восхождение в 17 ч. и склонение +68°.

661

It was understood at this time that the process of averaging the observations for the four epochs eliminated the orbital effect, since two of the positions of the earth in its orbit were nearly diametrically opposite the other two, as is shown in Fig. 24.

В это время стало понятно, что процесс усреднения наблюдений четырех эпох уничтожает орбитальный эффект, поскольку два положения Земли на орбите были почти диаметрально противоположны друг другу, как показано на рис. 18.24.

662

It was announced at the Pasadena Conference that the orbital effect, if it existed, was certainly small and though the search so far had failed to demonstrate its influence, yet the writer was confident that it would be found and that further study and observation would be carried on for this purpose.

На конференции в Пасадене было заявлено, что орбитальный эффект, если он существует, был весьма мал, и хотя исследования до сих пор оказались неудачными с точки зрения демонстрации этого вляияния, автор все же уверен, что он может быть найден и что дальнейшие исследования и наблюдения должны быть проведены с этой целью.

663

It may be added that an adequate analysis and calculation of the observations of the four epochs, upon any one set of assumed conditions, requires the time of an expert computer for perhaps a full year.

Можно добавить, что адекватные анализ и вычислительная обработка наблюдений для четырех эпох, при любом наборе предполагаемых условий, требуют, возможно, целого года работы опытного вычислителя.

664

This and other considerations, such as the making of further observations in Cleveland in 1927 and 1929, have delayed the plan for the restudy of the Mount Wilson observations until the autumn of 1932.

Это и другие соображения, такие, как выполнение дальнейших наблюдений в Кливленде в 1927 и 1929 гг., задержали план переосмысления наблюдений на Маунт Вилсон до осени 1932 года.

665

666

As explained in the next section, the new study of the problem, based upon the presumption of a solar motion directed to the southward, has given consistent results for both the cosmic motion of the solar system and for the orbital motion of the earth.

Как объяснено в следующем разделе, новое изучение проблемы, основанное на предположении о движении Солнечной системы в южном направлении, дает согласующиеся результаты как для космического движения Солнечной системы, так и для орбитального движения Земли.

667

For this reason the northern apex of the solar motion is rejected in favor of the southern apex.

По этой причине северный апекс солнечного движения отвергнут и предпочтен южный апекс.

668

Southern apex of the solar motion adopted

Выбор южного апекса движения Солнца

669

Beginning in the autumn of 1932, a reanalysis of the ether-drift problem, and a recalculation of the observations made at Mount Wilson in 1925 and 1926 have now been completed.

Начиная с осени 1932 г. был произведен повторный анализ проблемы эфирного ветра, а также закончен пересчет результатов наблюдении, выполненных на Маунт Вилсон в 1925 и 1926 гг.

670

By adopting the alternative possibility that the motion of the solar system is in the cosmic line previously determined but is in the opposite direction, being directed to the apex near the south pole of the ecliptic, a wholly consistent solution has been obtained.

Использование альтернативной возможности, что движение Солнечной системы по ранее определенной космической прямой, но в противоположном направлении — то есть, по направлению к апексу рядом с Южным полюсом эклиптики, дало полностью согласующееся решение вопроса.

671

This gives for the first time a quantitative determination of the absolute motion of the solar system and a positive detection of the effect of the orbital motion of the earth, by means of the ether-drift interferometer.

Это впервые дает числовое значение абсолютного движения Солнечной системы и выделяет положительный эффект орбитального движения Земли с помощью эфирно–ветрового интерферометра.

672

Chart of the observed apexes of the resultant absolute motion of the earth. Dayton Miller's ether drift observations, 1925/1926.

Карта наблюденных апексов для результирующей абсолютного движения Земли. Из статьи Дейтона К. Миллера, 1933 г. Апексы эфирного ветра из скорости, азимута за апрель, август, сентябрь 1925 г. и февраль 1926 г. на Маунт Вилсон, южное полушарие небесной сферы

673

Fig. 23. Chart of the observed apexes of the resultant absolute motion of the earth.

Рис. 18.23. Карта наблюденных апексов для результирующей абсолютного движения Земли

674

675

The apexes derived from the observations for the four epochs, determined by the right ascensions and declinations given in Tables I and II, are shown on the chart, Fig. 23, which represents the south circumpolar region of the celestial sphere.

Апексы, установленные на основании наблюдений четырех эпох, определены их прямыми восхождениями и склонениями, приведенные в табл. 1 и 2, показаны на карте (рис. 18.23), которая изображает район южного полушария небесной сферы.

676

The observed apexes derived from the azimuth curves are indicated by squares {233} and those derived from the magnitude curves, by triangles; the means of the two positions for each epoch, indicated by the stars, are the final observed positions of the apexes of the earth’s absolute motion for the respective epochs.

Наблюдаемые апексы, полученные из азимутальных кривых, показаны квадратами, а полученные из амплитудных кривых отмечены треугольниками; средние для этих двух положений для каждой эпохи указаны звездочками и представляют собой окончательные наблюдаемые положения апекса абсолютного движения Земли для соответствующих эпох.

677

The four apexes should lie on the earth’s “aberration orbit,” the center of which is the apex of the cosmic component of the earth’s motion.

Четыре апекса должны лежать на земной «аберрационной орбите», центр которой есть апекс космической составляющей движения Земли.

678

This aberration orbit is the projection of the earth’s orbit on the celestial sphere and, since the center is only 7° from the pole of the ecliptic, the projection, for the purposes of this study, is a circle.

Эта аберрационная орбита есть проекция земной орбиты на небесную сферу и, поскольку центр ее смещен на 7° от полюса эклиптики, эта проекция, для целей настоящего исследования, есть окружность.

679

The center of the circle which most nearly fits the four observed apexes represented by the stars is found by graphic methods; this center is a first approximation to the apex of the earth’s cosmic motion.

Центр окружности, которая наиболее близко соответствует четырем наблюдаемым апексам, изображенным звездочками, найден графическим методом. Этот центр есть первое приближение к апексу космического движения Земли.

680

Модель, иллюстрирующая положения Земли на ее орбите для че-тырех эпох наблюдения. Из статьи Дейтона К. Миллера, 1933 г.

681

FIG. 24. Model illustrating the positions of the earth in its orbit at the four epochs of observation.

Рис. 18.24. Модель, иллюстрирующая положения Земли на ее орбите для четырех эпох наблюдения

682

The four apexes not only lie remarkably close to the circle but they are properly spaced to correspond to their epochs, as indicated by the model of the orbit, Fig. 24.

Четыре апекса не только лежат замечательно близко к окружности, но они должным образом соответствуют их эпохам, как показано моделью орбиты на рис. 18.24.

683

684

By means of the triangle law it is now possible to make an approximate solution for the velocity of the earth’s cosmic motion.

С помощью закона треугольника теперь можно найти приближенное решение для скорости космического движения Земли.

685

The explanation will be facilitated by means of the model, Fig. 24, which shows the relative positions of the earth in its orbit for the four epochs; above each of the four globes is a wire parallelogram, approximately to scale, which illustrates the relations of the orbital and cosmic components of motion and their resultant; the cosmical component has a downward direction.

Объяснение упростится, если воспользоваться моделью (см. рис. 18.24), показывающей относительные положения Земли на ее орбите для четырех эпох; над каждым из четырех глобусов помещен проволочный параллелограмм, который в примерном масштабе показывает отношение орбитальной и космической составляющих движения и их результирующую; космическая составляющая движения направлена вниз.

686

The direction and magnitude of the orbital component are known, the direction of the resultant motion is given by the observations (its magnitude is not required), the direction of the cosmic component is towards the center of the aberration orbit as just found; thus there are given the directions of the three sides of a triangle, and the magnitude of one side, which determines the magnitudes of the other sides.

Направление и скорость орбитальной составляющей движения известны, направление результирующего движения дано наблюдениями (его величина не требовалась), космическая составляющая направлена к центру аберрационной орбиты так, как это было только что найдено. Таким образом, имеются заданные направления трех сторон треугольника и величина одной стороны, что определяет величины других сторон.

687

In this manner, a first approximation to the velocity of the cosmic component of motion was found to be 200 kilometers per second.

Таким способом было найдено в первом приближении, что скорость космической составляющей движения составляет порядка 200 км/с.

688

689

Having obtained an approximate value for the velocity of the cosmic motion, it is used, by the application of the laws of spherical triangles, to find the apex of the cosmic component; this is done separately for each of the four epochs, by using the directions of the resultant motion given by the four observed resultant apexes and the velocity and directions of the earth’s orbital motion appropriate to the four epochs.

Полученное приблизительное значение скорости космического движения было использовано, применением законов сферической тригонометрии, для нахождения апекса космической составляющей; это сделано независимо для каждой из четырех эпох путем использования направлений результирующего движения, данных четырьмя наблюдаемыми результирующими апексами, а также скоростью и направлениями орбитального движения Земли, соответствующим четырем эпохам.

690

Thus there are obtained four approximate locations of the apex of the cosmic motion, based upon the assumed velocity; these should coincide with the center of the aberration orbit but probably will be scattered near the center.

Таким образом, получены четыре приближенных местоположения апекса космического движения, основанных на предполагаемом значении скорости; они должны совпадать с центром аберрационной орбиты, но возможно, что они будут разбросаны вокруг этого центра.

691

692

Further trials were made, with assumed values for the velocity of the cosmic component of 205, 210, and 215 kilometers per second, leading to the conclusion that a velocity of 208 kilometers per second, for the cosmic component, gives the closest grouping of the four independently determined locations of the cosmic apex.

Дальнейшие попытки были предприняты с предполагаемыми значениями скорости космической составляющей движения 205, 210 и 215 км/с, в результате чего было сделано заключение, что скорость 208 км/с космической составляющей дает наиболее плотное группирование четырех независимых локализаций космического апекса.

693

Table IV gives the right ascensions and declinations of the four points and, also, the mean values of the coordinates, which are adopted as locating the apex of the cosmic motion.

В табл. 4 даны прямое восхождение и склонение указанных четырех точек и, таким образом, средние значения координат, которые приняты как местоположение апекса космического движения.

694

Таблица 4. Центры аберрационной орбиты из мест наблюдения

Эпоха	α	β
8 февраля	5 ч 14 мин	-69°54'
1 апреля	4 ч 46 мин	-70° 4'
1 августа	4 ч 40 мин	-72°00'
15 сентября	4 ч 54 мин	-70°11'
Средний апекс	4 ч 54 мин	-70°33'

695

The apexes, derived from the observations of each epoch separately, are shown by the four dots near the center of the circle in Fig. 23, while the average value of these positions is indicated by the dot in the circle.

Апексы, определенные из наблюдений каждой эпохи независимо друг от друга, показаны четырьмя точками около центра окружности на рис. 18.23; при этом среднее значение этих местоположений показано точкой в окружности.

696

This is the final solution for the cosmic {234} component of the motion of the earth and is the absolute motion of the solar system as a whole; this cosmic motion of the earth has a velocity of 208 kilometers per second and is directed to the apex having a right ascension of 4 hours and 54 minutes and a declination of –70° 33′.

Это и есть окончательное решение для космической составляющей движения Земли, что является абсолютным движением Солнечной системы как целого; это космическое движение Земли имеет скорость 208 км/с и направлено к апексу, имеющему прямое восхождение 4 ч. 54 мин. и склонение −70°33'.

697

698

The location of the apex thus determined is in the constellation Dorado, the Sword-Fish, and is about 20° south of the star Canopus, the second brightest star in the heavens.

Местоположение апекса, таким образом, определено в созвездии Золотой Рыбы и находится примерно на 20° южнее звезды Канопус, второй ярчайшей звезды небосвода.

699

It is in the midst of the famous Great Magellanic Cloud of stars.

Он находится в середине прекрасного Большого Магелланова скопления звезд.

700

The apex is only about 7° from the pole of the ecliptic and only 6° from the pole of the invariable plane of the solar system; thus the indicated motion of the solar system is almost perpendicular to the invariable plane.

Апекс находится всего лишь около 7° от полюса эклиптики и около 6° от полюса неизменяемой плоскости Солнечной системы; таким образом, показанное движение Солнечной системы почти перпендикулярно неизменяемой плоскости.

701

This suggests that the solar system might be thought of as a dynamic disk which is being pulled through a resisting medium, and which therefore sets itself perpendicular to the line of motion.

Это означает, что Солнечная система может быть рассмотрена как динамический диск, который проходит через сопротивляющуюся среду и который по этой причине сам устанавливает перпендикуляр к линии движения.

702

703

The fact that the sun is moving towards the southern apex with a velocity of 208 kilometers per second and at the same time is apparently moving, with respect to the near-by stars, in the opposite direction towards the constellation Hercules with a velocity of 19 kilometers per second, indicates that the group of stars as a whole is moving towards the southern apex with a velocity of 227 kilometers per second.

Тот факт, что Солнце движется по направлению к южному апексу со скоростью 208 км/с и в то же самое время существует видимое движение по отношению к ближайшим звездам в противоположном направлении к созвездию Геркулеса со скоростью 19 км/с, означает, что группа звезд как целое движется вперед к южному апексу со скоростью 227 км/с.

704

Reduced velocity and displaced azimuth are unexplained

Уменьшенная скорость и смещение азимута не объяснены

705

The direction of the earth’s motion in space has been determined by assuming that the motion is projected onto the plane of the interferometer and by observing the variations produced in the projected component by the rotation of the earth on its axis and by the revolution around the sun.

Направление движения Земли в пространстве определено из предположения, что движение спроецировано на плоскость интерферометра и путем наблюдения различий, произведенных в спроецированной компоненте обращением Земли вокруг своей оси и вращением вокруг Солнца.

706

The velocity of the motion has been obtained by comparison with effects presumed to be produced by the known orbital velocity of the earth.

Скорость движения определена путем сравнения с эффектами, которые, как предполагается, производятся известной орбитальной скоростью Земли.

707

The evaluation of the observed effect is based on the presumption that it is a second order effect and that the ether is wholly stagnant and undisturbed by the motion of the earth through it.

Оценка наблюдаемого эффекта основана на предположении, что это эффект второго порядка и что эфир полностью неподвижен и не возмущен движением Земли сквозь него.

708

There are found to be two facts of observation which are wholly unexplained on this simple theory.

Наблюдения выявили два факта, которые никак не объясняются этой простой теорией.

709

710

The displacement of the interference fringes has always been less than was expected, indicating a reduced velocity of relative motion, as though the ether through which the interferometer is being carried by the earth’s motion were not absolutely at rest.

Смещение интерференционных полос, всегда меньшее ожидавшегося, показало уменьшение скорости относительного движения; как если бы эфир, через который интерферометр переносится движением Земли, не находился в абсолютном покое.

711

When the values of the velocity of the earth’s motion as calculated from the results of this investigation are compared with the velocities observed in the interferometer, there is obtained a quantitative measure of the factor of reduction which has so far remained inexplicable.

Когда значения скорости движения Земли, рассчитанные по результатам этих исследований, сравнивается со скоростями, наблюдаемыми с помощью интерферометра, получается числовое значение коэффициента уменьшения скорости, которое до сих пор остается необъяснимым.

712

Table V shows the maximum observed resultant velocities, from Table III, together with the calculated resultant velocities in the plane of the interferometer and the factor of reduction, k, for each epoch.

В табл. 5 показан максимум наблюдаемой результирующей скорости из табл. 3, совместно с вычисленными результирующими скоростями в плоскости интерферометра и коэффициент уменьшения «k» для каждой эпохи.

713

{235}

Таблица 5. Космические скорости

Эпоха	Скорость, км/с		k
наблюдаемая	вычисленная
8 февраля	9,3	195,2	0,048
1 апреля	10,1	198,2	0,051
1 августа	11,2	211,5	0,053
15 сентября	9,6	207,5	0,046
Значение, принятое для вычислений, k = 0,0514

714

The value of k which leads to results most concordant with the actual observations for all epochs is k = 0.0514 and this one value has been used in the calculations for the theoretical curves.

Значение «k», которое приводит к результатам, наиболее согласованным с реальными наблюдениями для всех эпох, равно 0,0514 и это единственное значение было использовано в вычислениях теоретических кривых.

715

However, until the physical nature of this reduction factor is understood, it need not be assumed that it should be constant for all epochs.

Однако, до тех пор, пока физическая природа этого коэффициента уменьшения остается непонятной, не нужно полагать, что этот коэффициент постоянен для всех эпох.

716

It is assumed that the cosmic component and the orbital component are both reduced in the same proportion.

Предполагается, что космическая и орбитальная компоненты уменьшаются в одной и той же пропорции.

717

718

In accordance with the simple theory, the direction of the cosmic motion should swing back and forth across the north and south line once in each sidereal day, because of the rotation of the earth on its axis.

В соответствии с простой теорией направление космического движения должно колебаться назад и вперед через линию север-юг, совершая одно колебание в каждые звездные сутки, вследствие вращения Земли вокруг оси.

719

Chart showing the observed displacement of the axis of azimuth of the ether-drift. Dayton Miller, 1933

График, показывающий наблюдаемое смещение оси азимута эфирного ветра. Из статьи Дейтона К. Миллера, 1933 г.

720

Fig. 25. Chart showing the observed displacement of the axis of azimuth of the ether-drift.

Рис. 18.25. График, показывающий наблюдаемое смещение оси азимута эфирного ветра

721

When the observed azimuth of motion is charted, the resulting curve of directions crosses its own axis twice in each day, as shown in Fig. 25, but this axis is variously displaced from the meridian.

Когда наблюдаемый азимут нанесен на график, результирующая кривая направлений пересекает свою ось дважды в каждые сутки, как показано на рис. 18.25, но эта ось различным образом смещена относительно меридиана.

722

For the February epoch the axis is displaced 10° to the west of north; for April the displacement is 40° east; for August 10° east, and for September 55° east.

Для эпохи февраля ось смещена на 10° к северо-западу, для апреля смещена на 40° к востоку, для августа – 10° к востоку, и для сентября – 55° к востоку.

723

Validity of the solution

Обоснованность решения

724

Every suspected cause of disturbance having been eliminated, and an adequate method of {236} procedure having been developed, it is presumed that the persistently observed effects, which though small are systematic, are due to a real ether-drift.

Для каждой возможной причины возмущений, подлежащей устранению, должен быть разработан адекватный метод соответствующей процедуры, предполагающий, что устойчивые наблюдаемые эффекты, которые хотя и малы, но систематичны, являются следствием реального эфирного ветра.

725

The observed displacement of the interference fringes, for some unexplained reason, corresponds to only a fraction of the velocity of the earth in space.

Наблюдаемое смещение интерференционных полос по некоторым неизвестным причинам соответствует лишь части скорости Земли в пространстве.

726

The theoretical solution of the problem of absolute motion which has been presented involves only the relative values of the magnitudes of the observed effect and does not require a knowledge of the cause of the reduction in the apparent velocity of the motion nor of the amount of this reduction.

Теоретическое решение проблемы абсолютного движения, которое было представлено, включает только относительные значения величины наблюдаемого эффекта и не требует знания ни причины уменьшения видимой скорости движения, ни размеров этого уменьшения.

727

The validity of the solution is shown by using the newly found velocity and direction of the cosmic motion together with the known velocity and direction of the orbital motion of the earth for the calculation of the resultant effects for each of the four epochs.

Обоснованность решения показана использованием недавно определенных скорости и направления космического движения вместе с известными скоростью и направлением орбитального движения Земли для вычисления результирующего эффекта для каждой из четырех эпох.

728

729

The magnitude and direction of the resultant motion, as projected on the plane of the interferometer, are computed for intervals of two hours throughout the sidereal day for each epoch.

Величина и направление результирующего движения, спроецированного на плоскость интерферометра, рассчитаны через интервал 2 ч звездных суток для каждой эпохи.

730

The observed and calculated velocity and azimuth of ether-drift for the four epochs of observation, plotted with relation to sidereal time. Dayton C. Miller, 1933

Наблюдаемые и рассчитанные скорости и азимуты эфирного ветра для четырех эпох наблюдения, привязанные к звездному времени. Из статьи Дейтона К. Миллера, 1933 г.

731

Fig. 26. The observed and calculated velocity and azimuth of ether-drift for the four epochs of observation, plotted with relation to sidereal time.

Рис. 18.26. Наблюдаемые и рассчитанные скорости и азимуты эфирного ветра для четырех эпох наблюдения, привязанные к звездному времени

732

The magnitudes multiplied by the reduction factor k are shown in Fig. 26 by the four smooth-line curves at the left.

Скорости, умноженные на уменьшающий коэффициент k, показаны на рис. 18.26 с помощью четырех гладких кривых слева.

733

The azimuths of the calculated directions, as referred to the axes of the curves, are shown by the smooth line curves at the right.

Азимуты рассчитанных направлений по отношению к осям кривых показаны гладкими широкими линиями кривых справа.

734

Superposed on these eight curves are the average curves of the actual observations, taken from Fig. 22.

Сопоставление этих восьми кривых есть средние кривые действительных наблюдений, приведенных на рис. 18.22.

735

736

The calculated curves fit the observations remarkably well, considering the nature of the experiment.

Рассчитанные кривые соответствуют наблюдениям замечательно хорошо, учитывая природу эксперимента.

737

Since the cosmical component of motion is relatively large, its effect predominates so that the phases of the curves remain nearly constant when charted on sidereal time; that is, the minima all occur at about 17 hours.

Поскольку космическая составляющая движения относительно велика, ее эффект преобладает так, что фазы кривой остаются почти постоянными, если они привязаны к звездному времени, так что минимум у всех приходится на 17 часов.

738

It is the orbital component which causes the flattening of the curves for February and April and causes an accentuated minimum six months later.

Это есть кривая орбитальной составляющей, которая выравнивает кривые в феврале и апреле и приводит к выраженному минимуму шесть месяцев спустя.

739

The effect of the orbital component causes the apparent leaning forward in the azimuth curves for August and September.

Эффект орбитальной составляющей является причиной явного наклона вперед азимутальных кривых августа и сентября.

740

Наблюдаемые и рассчитанные скорости и азимуты эфирного ветра для четырех эпох наблюдения, привязанные к гражданскому времени. Из статьи Дейтона К. Миллера, 1933 г.

741

Fig. 27. The observed and calculated velocity and azimuth of ether-drift for the four epochs of observation, plotted with relation to civil time.

Рис. 18.27. Наблюдаемые и рассчитанные скорости и азимуты эфирного ветра для четырех эпох наблюдения, привязанные к гражданскому времени

742

743

The closeness with which the critical characteristics of the theoretical curves for the different epochs are followed by the observations is more strikingly shown when the curves are charted with respect to local civil time, as in Fig. 27.

Близость, с которой критические характеристики теоретических кривых для различных эпох следуют за наблюдениями выглядит наиболее поразительной, когда кривые нанесены на график относительно местного гражданского времени, как на рис. 18.27.

744

The predominating effect of the cosmic component while remaining constant in sidereal time, causes the minimum which occurs near sunrise in February to move progressively in civil time through the day, as the seasons change, so that in September it occurs near sunset; the time when the azimuth curve crosses its axis likewise shifts progressively in civil time.

Преобладающий эффект космической составляющей, оставаясь постоянным в звездном времени, создает минимум, который появляется при восходе Солнца в феврале, постепенно смещаясь в гражданском времени на протяжении дня, вместе с изменением сезонов, так что в сентябре он приходится близко к закату Солнца; время, когда азимутальная кривая пересекает свою ось подобным же образом, постепенно смещается в гражданском времени.

745

746

Continuing the astronomical description, having found the elements of the aberration orbit of the earth’s absolute motion, these are used to compute the apparent places of the observations.

В продолжении астрономического описания, были найдены элементы аберрационной орбиты абсолютного движения Земли, которые были использованы для вычисления истинных положений для наблюдаемых значений.

747

The velocity and apex of the constant cosmic component of the earth’s motion just found is combined with the known orbital velocity for the dates of the four epochs of observation, to find the four apexes of the resultant motions of the four epochs.

Только что найденные скорость и апекс постоянной космической составляющей движения Земли скомбинированы с известной орбитальной скоростью для дат четырех эпох наблюдений, чтобы найти четыре апекса результирующего движения четырех эпох.

748

Таблица 6. Результирующие апексы, наблюдаемые и вычисленные

Дата наблюдения	α_Н	α_В	δ_Н	δ_В
8 февраля	6 ч 0 мин	5 ч 40 мин	−77°27'	−78°25'
1 апреля	3 ч 42 мин	4 ч 00 мин	−76°48'	−77°50'
1 августа	3 ч 57 мин	4 ч 10 мин	−64°47'	−63°30'
15 сентября	5 ч 5 мин	5 ч 00 мин	−62°4'	−62°15'

749

The observed and calculated right ascensions and declinations of the apexes are given in Table VI.

Наблюдаемые и вычисленные прямые восхождения и склонения апексов приведены в табл.6.

750

Observed and calculated apexes of the absolute motion of the solar system. Dayton C. Miller's ether-drift observations, 1933

Наблюдаемый и рассчитанный апексы абсолютного движения Солнечной системы. Южный полюс небесной сферы, полюс эклиптики, Канопус, апексы эфирного ветра. Из статьи Дейтона К.Миллера, 1933 г.

751

FIG. 28. Observed and calculated apexes of the absolute motion of the solar system.

Рис. 18.28. Наблюдаемый и рассчитанный апексы абсолютного движения Солнечной системы

752

753

The apex of the cosmic motion previously determined, given in Table IV, is shown by the {237} large star in Fig. 28 and the four calculated apexes for the resultant motions at the four epochs are shown by the small circles, which necessarily lie on the circle representing the calculated aberration orbit.

Ранее определенный апекс космического движения приведенный в табл.4, показан большой звездочкой на рис. 18.28, а четыре вычисленных апекса для результирующих движений для четырех эпох показаны маленькими кругами, которые обязательно лежат на окружности, представляющей вычисленную аберрационную орбиту.

754

The observed apexes for the four epochs are represented by the small stars.

Наблюдаемые апексы для четырех эпох изображены маленькими звездами.

755

The location of the pole of the ecliptic is also shown.

Также показано местоположение полюса эклиптики.

756

The close agreement between the calculated and observed apparent apexes would seem to be conclusive evidence of the validity of the solution of the ether-drift observations for the absolute motion of the earth and also for the effect of the orbital motion of the earth, which hitherto has not been demonstrated.

Точное согласие между вычисленными и наблюдаемыми видимыми апексами должно приводить к очевидному заключению об обоснованности решения наблюдений эфирного ветра для абсолютного движения Земли и также для эффекта орбитального движения Земли, которые до настоящего времени не были показаны.

757

758

It may seem surprising that such close agreement between observed and calculated places can be obtained from observations of such minute effects, and effects which are reputed to be of such difficulty and uncertainty.

Может показаться неожиданным, что такое полное согласие между наблюдаемыми и вычисленными местоположениями оказалось возможным получить из наблюдений таких очень малых эффектов и эффектов, считающихся трудными для изучения и неопределенными.

759

Perhaps an explanation is the fact that the star representing the final result for the February epoch is, in effect, the average of 8080 single determinations of its location; the star for the August epoch represents 7680 single determinations, that for September, 6640 and that for April, 3208 determinations.

Возможным объяснением является то, что звездочка, изображающая окончательный результат для февральской эпохи, есть, в сущности, усреднение 8080 отдельных определений этого местоположения; звездочка для августовской эпохи представляет 7680 отдельных определений, соответственно для сентябрьской – 6640 и для апрельской – 3208 определений.

760

761

Attention is called to the fact that the results here obtained are not opposed to the results originally announced by Michelson and Morley in 1887; in reality they are consistent with and confirm the earlier results.

Обращает на себя внимание то, что результаты, полученные здесь, не противоречат первоначальным результатам, объявленным Майкельсоном и Морли в 1887 г.; в действительности они согласуются с ними и подтверждают ранние результаты.

762

Модель, иллюстрирующая составляющие эфирного ветра. Из статьи Дейтона К. Миллера, 1933 г.

763

FIG. 29. Model illustrating the components of ether-drift.

Рис. 18.29. Модель, иллюстрирующая составляющие эфирного ветра.

764

With additional observations, the interpretation has been revised and extended.

С добавлением новых наблюдений интерпретация была пересмотрена и расширена.

765

766

The model, Fig. 29, represents, to scale, the conclusions of this study of the absolute motion of the earth.

Модель, приведенная на рис. 18.29, изображает в пропорциональном масштабе, выводы этого исследования абсолютного движения Земли.

767

The earth is represented by the ball near the top of the model and the plane of the ecliptic is the horizontal plane through the center of the earth.

Земля изображена шариком, расположенным около вершины модели, а плоскость эклиптики — горизонтальной пластиной, проходящей через центр Земли.

768

The cosmic component of the earth's motion, which is the absolute motion of

the solar system, is directed to the apex near the south pole of the ecliptic and is represented by the arrow near the top of the model and by the rod in its prolongation below the earth.

Космическая составляющая движения Земли, являющаяся абсолютным движением Солнечной системы, направлена к апексу, расположенному около южного полюса эклиптики; она изображена стрелкой, помещенной около вершины модели и стержнем, продлевающим ее ниже «Земли».

769

The orbital motions for the four epochs of these observations are represented by the four arrows in the horizontal plane.

Орбитальные составляющие движения для четырех эпох этих наблюдений отображены стрелками в горизонтальной плоскости.

770

The four resultant motions are shown by the diagonals of the four parallelograms corresponding to the several epochs.

Четыре результирующих движения отображены диагоналями четырех параллелограммов, соответствующим отдельным эпохам.

771

The resultant motion in the course of a year traces on the celestial sphere the aberration orbit of the earth represented by the circle near {238} the bottom of the model; the four epochal positions are marked by the arrows at the bottom.

Результирующее движение в течение года вычерчивает на небесной сфере аберрационную орбиту Земли, представленную кругом в нижней части модели; четыре позиции, соответствующие эпохам наблюдений, отмечены стрелками внизу.

772

This part of the model corresponds to the orbital circle on the chart, Fig. 28, and to the model of the orbit with the four globes, Fig. 24.

Эта часть модели соответствует орбитальной окружности на карте (см. рис. 18.28) и модели орбиты с четырьмя глобусами (см. рис. 18.24).

773

Probable error

Вероятная ошибка

774

A study of the numerical results as plotted in Fig. 26 shows that the probable error of the observed velocity, which has a magnitude of from ten to eleven kilometers per second, is

±0.33 kilometer per second, while the probable error in the determination of the azimuth is ±2.5°.

Изучение численных результатов, приведенных на рис. 18.26, показывает, что вероятная ошибка определения наблюдаемой скорости, имеющей значение от 10 до 11 км/с, составляет ±0,33 км/с при вероятной ошибке определения азимута ±2,5°.

775

The probable error in the right ascensions and declinations of the polar chart, Fig. 28, is ±0.5°.

Вероятная ошибка определения прямых восхождений и склонений на полярной диаграмме (см. рис. 18.28) составляет ±0,5°.

776

Full-Period Effect

Полнопериодический эффект

777

Throughout these experiments, while the attention has been given to the second-order, half-period effect, there has been present a full- period, first-order effect of comparable magnitude.

На протяжении этих экспериментов пока внимание было сосредоточено на полупериодическом эффекте второго порядка, существует полнопериодический эффект первого порядка, сравнимый по величине.

778

The theory of the ether-drift experiment as usually given is exact but it is also abstract, being based upon simplified conditions of the apparatus which never exist in the actual experiment.

Теория эксперимента эфирного ветра, как она обычно дается, точна, но также абстрактна, будучи основанной на упрощенных условиях работы аппарата, которые никогда не существуют в реальном эксперименте.

779

What actually happens to the interference fringes depends not only upon the ether-drift effect but also upon the geometrical arrangement of the mirrors.

То, что в действительности происходит с интерференционными полосами, зависит не только от эффекта эфирного ветра, но также и от геометрического расположения зеркал.

780

The simple theory assumes that the mirrors at the ends of the two arms of the interferometer are perpendicular to the rays of light; this would produce fringes of infinite width, the whole field of view being uniformly illuminated, a critical condition never desired nor used in practice.

Простая теория предполагает, что зеркала на концах двух плеч интерферометра перпендикулярны к лучам света; это должно приводить к появлению полос бесконечной ширины, однообразно освещающих все поле зрения; это критическое состояние никогда не являлось желательным и не применялось на практике.

781

In order to produce a series of straight fringes, suitable for the measurement of displacements, as shown in Fig. 7, it is necessary that one of the end mirrors be rotated about a vertical axis through a very small angle so that the two virtual interfering planes intersect.

Чтобы создать ряд прямых полос, пригодных для измерения смещений, как показано на рис. 18.7, необходимо, чтобы одно из концевых зеркал было повернуто вокруг вертикальной оси на очень малый угол так, чтобы две воображаемые интерферирующие плоскости пересеклись.

782

The width of the fringes and the number of fringes in the field of view are directly dependent upon this inclination of the end mirror.

Ширина полос и число полос в поле зрения прямо зависят от наклона концевого зеркала.

783

The angle of incidence of the light on the mirror, as used in these experiments, differs from 0° by about ±4′′.

Угол падения света на зеркале, как это было в этих экспериментах, изменялся от 0° до примерно ±4''.

784

The late Professor W. M. Hicks of University College, Sheffield, has given an elaborate discussion of the theory,[15] using methods which are not only rigorous but also general, applying to any adjustment whatever of the optical parts of the apparatus.

Покойный проф. В. М. Хикс из Университетского колледжа (Шеффилд) детально обсудил теорию [15], используя методы не только строгие, но и общие, применяя их к некоторым настройкам в оптических путях аппарата.

785

In the theory of Hicks it is shown that when the periodic variation in the relative phases of the two beams of light in the interferometer takes place with the mirrors adjusted as in actual practice, there is introduced an additional effect which is periodic in a full turn of the instrument.

В теории Хикса показано, что когда имеются периодические изменения в относительных фазах двух лучей света в интерферометре происходят с зеркалами, настроенными для использования на практике, появляется дополнительный эффект, период которого составляет полный оборот инструмента.

786

The amplitude of this full-period effect, which varies inversely as the width of the fringes being used at the time of observation, is about equal to the amplitude of the ether-drift effect when there are eight fringes in the field of view; with the adjustment usually secured for six fringes in the field of view, the full-period effect is smaller than the half-period effect, as shown in Fig. 21.

Амплитуда этого полнопериодического эффекта, которая варьируется обратно пропорционально ширине полос, используемых во время наблюдений, примерно равна амплитуде эффекта эфирного ветра, когда в поле зрения имеется восемь полос; с обычно обеспечиваемой установкой шести полос в поле зрения полнопериодический эффект меньше, чем полупериодической эффект, как показано на рис. 18.21.

787

788

The full-period effect, which has usually been overlooked, is present in all of the observations, including the original observations of Michelson and Morley.

Полнопериодический эффект, который обычно остается невыявленным, присутствует во всех наблюдениях, включая первоначальные наблюдения Майкельсона и Морли.

789

Hicks called attention to the latter fact and calculated its magnitude.

Хикс обратил внимание на этот факт и вычислил его величину.

790

Unfortunately, in none of the observations heretofore made have there been quantitative measurements of the width of the fringes which determines the angle of inclination of the mirror and it is not possible to use the full-period effect for a solution of the problem of ether-drift.

К несчастью, ни в каких наблюдениях, сделанных до сих пор, не проводилось количественное измерение ширины полос, которое определяет угол наклона зеркала, и невозможно использовать полнопериодический эффект для решения проблемы эфирного ветра.

791

However, the approximate number of fringes visible in the field of view has frequently been recorded.

Однако приближенное число полос, видимых в поле зрения, чаще всего записывалось.

792

The full-period effect; the relation of amplitude to width of fringes, Dayton Miller's interferometer, 1933.

Полнопериодический эффект: отношение амплитуды к ширине полос интерференции. Из статьи Дейтона К. Миллера, 1933 г.

793

Fig. 30. The full-period effect; the relation of amplitude to width of fringes.

Рис. 18.30. Полнопериодический эффект: отношение амплитуды к ширине полос

794

A comparison of the width of fringes thus indicated with the magnitude of the full-period effect shows a direct {239} linear relation as required by the theory of Hicks; this relation is shown in Fig. 30.

Сравнение ширины полос, таким образом, измеряемое с величиной полнопериодического эффекта показывает прямую линейную зависимость, как этого и требует теория Хикса; это отношение показано на рис. 18.30.

795

The Entrained Ether Hypothesis

Гипотеза увлечения эфира

796

In order to account for the results here presented, it seems necessary to accept the reality of a modified Lorentz-FitzGerald contraction, or to postulate a viscous or dragged ether.

Чтобы объяснить приведенные здесь результаты, кажется необходимым признать реальность модифицированного сокращения Лоренца–Фицжеральда или постулировать вязкий или увлекаемый эфир.

797

In commenting upon the preliminary report of this work presented to the National Academy of Sciences in April, 1925, Dr. L. Silberstein said:

Комментируя предварительный отчет об этой работе, представленной Национальной академии наук в апреле 1925 г. д-р Л.3ильберштейн сказал:

798

“From the point of view of an ether theory, this set of results, as well as all others previously discovered, is easily explicable by means of the Stokes ether concept, as modified by Planck and Lorentz, and discussed by the writer (Silberstein) in the Philosophical Magazine.”[16]

«С точки зрения теории эфира этот набор результатов, так же как и все ранее открытые, легко объяснимы посредством эфирной концепции Стокса, модифицированной Планком и Лоренцем и обсужденной автором (Зильберштейном) в „Philosophical Magazine“[16]».

799

The theory of Stokes may be described by means of the following sentences selected from Sir Joseph Larmor’s treatise on Aether and Matter, pages 10, 13, 35 and 36:

Теория Стокса может быть описана посредством следующего текста из трактата «Эфир и материя» сэра Джозефа Лармора (стр. 10, 13, 35 и 36):

800

801

As Sir George Stokes was not disposed to admit that the aether could pass freely through the interstices of material bodies in the manner required by Fresnel’s views, and as any other theory of its motion which could be consistent with the fact of astronomical aberration required irrotational flow, an explanation of the limitation to that flow had, he considered, to be found.

«Поскольку сэр Джордж Стокс не был расположен допустить, что эфир может свободно проходить сквозь промежутки материальных тел так, как это требуется в согласии со взглядами Френеля и, так как другие теории его движения, которые могут быть согласованы с фактом астрономической аберрации, требуют безвихревого течения, он предполагал найти объяснение ограничений, налагаемых на этот поток.

802

This chain of argument, that motion of bodies disturbs the aether, that aberration requires the disturbance to be differently irrotational, that this can only be explained by the dispersion of incipient rotational disturbance by transverse waves, and further that radiation itself involves transverse undulation, he regards as mutually consistent and self supporting, and therefore, as forming distinct evidence in favor of this view of the constitution of the aether.

Эту цепь аргументов — что движение тел возмущает эфир, что аберрация, напротив, требует, чтобы эти возмущения были безвихревыми, что это может быть объяснено только рассеиванием зарождающихся вихревых возмущений поперечными волнами, и далее, что само излучение включает в себя поперечное волновое движение, – он считает взаимно согласующейся и самоподдерживающейся и, далее, формирующей ясные доказательства в пользу этого взгляда на строение эфира …

803

. . . The question then arises how far this explanation will extend to the case in which the aether is entrained by the matter that is moving through it.

Затем возникает вопрос, насколько далеко распространяется это объяснение применительно к случаю, в котором эфир увлекается материей, движущейся сквозь него».

804

805

There are systematic differences in the so-called constant of aberration and in standard star places as determined at different observatories, which might be explained on the hypothesis of a variation in ether drift due to differences in the local coefficient of drag.

Существуют систематические различия в так называемой константе аберрации и в стандартных положениях звезд, определенных различными обсерваториями, которые могут быть объяснены гипотезой изменения эфирного ветра вследствие различий в местном коэффициенте увлечения.

806

The drag at any given station may depend more or less upon altitude, local contour and the distribution of large masses of land such as mountain ranges.

Увлечение эфира в любом данном местоположении может зависеть более или менее от высоты над уровнем моря, местного контура и расположения больших масс на поверхности Земли, таких, как горные хребты.

807

The ether-drift experiments have never been made at sea-level, nor, in fact, at any place except Mount Wilson, with sufficient completeness to give accurate measures of the effects.

Эксперименты по эфирному ветру никогда не проводились на уровне моря, а также нигде, фактически, исключая Маунт Вилсон, с достаточной полнотой, чтобы дать точные измерения эффекта.

808

The evidence now indicates that the drift at Mount Wilson does not differ greatly in magnitude from that at Cleveland and that at sea-level it would probably have about the same value.

Теперь очевидно, что скорость ветра на Маунт Вилсон не сильно отличается от скорости ветра в Кливленде и что на уровне моря она будет, вероятно, иметь примерно то же значение.

809

810

The reduction of the indicated velocity of two hundred or more kilometers per second to the observed value of ten kilometers per second may be explained on the theory of the Lorentz- FitzGerald contraction without assuming a drag of the ether.

Уменьшение измеренной скорости 200 км/с или более до наблюдаемой 10 км/с может быть объяснено на основе теории сокращения Лоренца–Фицжеральда без привлечения представлений об увлечении эфира.

811

This contraction may or may not depend upon the physical properties of the solid and it may or may not be exactly proportional to the square of the relative velocities of the earth and the ether.

Это сокращение может зависеть или не зависеть от физических свойств твердого тела и это может быть, а может и не быть точно пропорционально квадрату относительной скорости Земли и эфира.

812

A very slight departure of the contraction from the amount calculated by Lorentz would account for the observed effect.

Очень небольшое отклонение сокращения от значения, вычисленного Лоренцем, должно объяснить наблюдаемый эффект.

813

Sir Oliver Lodge in his autobiography says:

Сэр Оливер Лодж в автобиографии написал:

814

“I still cling to the idea that the FitzGerald contraction is a reality which must be taken into consideration in any physical contemplation of the universe.”[17]

«Я еще упорно придерживаюсь идеи, что фицжеральдовское сокращение – реальность, которая должна быть учтена при любом рассмотрении физического устройства Вселенной» [17].

815

816

One is compelled, therefore, to consider whether there are possible readjustments of the theories of the ether that will account for the reduction in the observed velocities of absolute motion and for the displaced azimuths.

Поэтому необходимо обсудить, какие имеются возможности для уточнения теорий эфира, чтобы они учитывали уменьшения наблюдаемой скорости абсолютного движения и смещение азимута.

817

The difficulties presented by these anomalies are certainly not greater than those existing in many other fields of experimental research.

Трудности, созданные этими аномалиями, конечно, не больше, чем подобные трудности, существующие во многих других областях экспериментальных исследований.

818

Other Recent Ether-Drift Experiments

Другие современные эксперименты по эфирному ветру

819

Since the announcement of the evidence of absolute motion of the solar system made at Kansas City in 1925, several other experimenters have performed ether-drift experiments with interferometers of various designs and under various conditions, leading to results which are generally considered to be at variance with the conclusions of this paper.

С тех пор, как сообщение о свидетельствах абсолютного движения Солнечной системы было сделано в Канзас-Сити в 1925 г., были проведены некоторые другие эксперименты по обнаружению эфирного ветра интерферометрами различных конструкций и в различных условиях, ведущие к результатам, которые обычно рассматриваются как противоречащие выводам настоящей статьи.

820

Brief reference to these experiments will be made but without extended analysis.

Краткое изложение этих экспериментов будет сделано без детального анализа.

821

822

Dr. Roy J. Kennedy, at Pasadena, used an interferometer with an optical device of original design, giving great sensitivity.[18]

Д-р Рой Дж. Кеннеди из Пасадены применил интерферометр с оптическим устройством оригинальной конструкции, дающим высокую чувствительность [18].

823

The length of {240} the light path, to the end mirror, represented by D in the formula previously given, was 200 centimeters.

Длина оптического пути до оконечного зеркала, обозначенная D в формуле, данной ранее, составляла 200 см.

824

The apparatus was in a sealed metal case filled with helium.

Аппарат был помещен в герметичный металлический корпус, заполненный гелием.

825

The conclusion was that any indicated ether-drift must be less than 2.5 kilometers per second; this limiting value was later reduced by Illingworth to 1 kilometer per second.

Был сделан вывод, что какой-либо измеренный эфирный ветер должен иметь скорость менее 2,5 км/с; это предельное значение было позднее уменьшено Иллингвортом до 1 км/с.

826

827

Professor A. Piccard and E. Stahel, of Brussels, thinking that the height above the earths surface might influence the ether-drift effect, placed an interferometer in a balloon which ascended to an altitude of 2500 meters.[19]

Проф. А.Пиккар и Е.Стаэль из Брюсселя, полагая, что высота над поверхностью Земли может оказывать влияние на скорость эфирного ветра, разместили интерферометр на аэростате, который был поднят на высоту 2500 м [19].

828

The balloon was rotated about a vertical axis by means of a propeller.

Аэростат вращался вокруг вертикальной оси посредством пропеллера.

829

The interferometer had a light path in which D was 280 centimeters; it had a self-recording device and a thermostatic control; it was enclosed in a metal case which was evacuated.

Длина оптического пути интерферометра D составила 280 см; он имел самозаписывающий прибор и термостат и был заключен в вакуумированный металлический корпус.

830

The indicated velocity of ether-drift might have been as large as 7 kilometers per second, which was the limit of precision.

Измеренная скорость эфирного ветра могла составить 7 км/с, что было ограничением точности.

831

This interferometer was later taken to the summit of the Rigi in Switzerland, at an altitude of 1800 meters, where the observations showed an upper limit to the possible ether-drift of 1.5 kilometers per second.[20]

Этот интерферометр был позже перенесен на вершину горы Риги в Швейцарии, на высоту 1800 м, где наблюдения показали верхний предел возможной скорости эфирного ветра 1,5 км/с [20].

832

833

The late Professor Michelson, together with F. G. Pease and F. Pearson, used an interferometer mounted in the laboratory of the Mount Wilson Observatory in Pasadena, having a light path, D, equal to 1616 centimeters, which was later increased to 2592 centimeters.

Покойный проф. Майкельсон вместе с Ф. Г. Писом и Ф.Пирсоном использовали интерферометр, смонтированный в обсерватории Маунт Вилсон в Пасадене и имеющий длину светового пути D=1616 см, которая позже была увеличена до 2592 см.

834

The readings were made in the vertical axis of the interferometer, the observer being located in the room above the apparatus.

Отсчеты делались по вертикальной оси интерферометра, наблюдатель помещался в комнате, расположенной над аппаратом.

835

“The results gave no displacement as great as one-fiftieth of that to be expected on the supposition of an effect due to a motion of the solar system of three hundred kilometers per second.”[21]

«Результат не дал смещения больше, чем 1/50 того, которое ожидалось из предположения эффекта, вызванного движением Солнечной системы со скоростью 300 км/с» [21].

836

837

Professor Georg Joos, working at Jena, used an interferometer mounted on a quartz base suspended in an evacuated metal housing and provided with photographic registration.

Проф. Георг Иоос, работающий в Йене, использовал интерферометр, смонтированный на кварцевой основе, подвешенной в вакуумированном металлическом кожухе, и снабженный фотографической регистрацией.

838

The interferometer had a light path, D, equal to 2099 centimeters.

Интерферометр имел длину оптического пути D=2099 см.

839

The results indicated that any existing ether drift could not exceed 1 kilometer per second.[22]

Результаты показали, что какой-либо существующий эфирный ветер не мог превысить 1 км/с [22].

840

841

In three of the four experiments, the interferometers have been enclosed in heavy, sealed metal housings and also have been located in basement rooms in the interior of heavy buildings and below the level of the ground; in the experiment of Piccard and Stahel, a metal vacuum chamber alone was used and in the experiment of Michelson, Pease and Pearson, the interferometer was in the constant temperature vault but did not have a vacuum case.

В трех экспериментах из четырех интерферометр был заключен в массивный герметизированный металлический корпус, размещенный в подвальных комнатах внутри фундаментальных зданий ниже уровня земной поверхности; в эксперименте Пиккара и Стаэля была использована металлическая вакуумированная камера, а в эксперименте Майкельсона, Писа и Пирсона интерферометр находился в подвале с постоянной температурой, но без вакуумированного корпуса.

842

If the question of an entrained ether is involved in the investigation, it would seem that such massive and opaque shielding is not justifiable.

Если вопрос увлечения эфира включен в исследование, наличие таких массивных и непрозрачных экранов представляется неоправданным.

843

The experiment is designed to detect a very minute effect on the velocity of light, to be impressed upon the light through the ether itself, and it would seem to be essential that there should be the least possible obstruction between the free ether and the light path in the interferometer.

Эксперимент рассчитан на обнаружение очень малых влияний на скорость света, являющихся следом прохождения света через эфир, и представляется важным условием, что должны быть наименьшие возможные затруднения движению между свободным эфиром и световым путем в интерферометре.

844

It is planned to make a direct study of this factor of the problem.

Запланировано непосредственно изучить эту сторону проблемы.

845

846

In none of these other experiments have the observations been of such extent and of such continuity as to determine the exact nature of the diurnal and seasonal variations.

Ни в одном из других подобных экспериментов не было проведено наблюдений такой длительности и такой непрерывности, как для выявления точной природы суточных и сезонных изменений.

847

848

While the interferometer used by Kennedy is more sensitive than that of ordinary type, it is doubtful whether the precision of the result equals that obtained from the very large number of readings made under all conditions of temperature and season with the interferometer of the usual type which is much less sensitive to disturbing causes.

Несмотря на то, что интерферометр, использованный Кеннеди, более чувствителен, чем приборы обычного типа, вызывает сомнение, является ли точность результатов равной тем, которые были получены при очень большом числе отсчетов, сделанных при всех температурных условиях и сезонах на интерферометрах обычного типа, обладающих много меньшей чувствительностью к возмущающим причинам.

849

850

The limitations of the direct-reading method have been recognized but it has been adopted because of its simplicity and because it permits the accumulation of a large number of readings in the shortest time.

Ограничения метода прямого отсчета были признаны, но он был принят потому, что он прост и позволяет набрать большое число отсчетов в кратчайшее время.

851

It is believed that any lack of precision in making a single reading is fully compensated by the large number of readings and by the use of an interferometer of longer light-path and therefore of greater initial sensitivity.

Считается, что некоторый недостаток в точности каждого отдельного отсчета полностью компенсируется большим числом отсчетов и использованием интерферометра с оптическим путем большей длины, и поэтому более высокой изначальной чувствительностью.

852

The interferometer used in the experiments here reported has a light-path, D, equal to 3203 centimeters.

Интерферометр, использованный в описанных здесь экспериментах, имеет длину оптического пути D = 3203 см.

853

Other Evidences of Cosmic Motion

Другие доказательства космического движения

854

{241} The various astronomical determinations of motion of the solar system in space, by the nature of the methods employed, indicate relative motion and do not directly give any information as to an absolute motion.

Различные астрономические определения движения Солнечной системы в пространстве с помощью различных методов показали наличие относительного движения и дали некоторую косвенную информацию об абсолютном движении.

855

However, several recent important experiments in diverse fields seem to give evidence of a cosmic motion.

Однако некоторые недавно проведенные важные эксперименты в различных областях, по-видимому, дали свидетельства космического движения.

856

Dr. Esclangon, Director of the Paris Observatory, has made elaborate studies of earth tides (deformation of the earth's crust) and of ocean tides.

Д-р Эсклагон, Директор Парижской обсерватории, провел детальное изучение земных приливов (деформации земной коры) и океанских приливов.

857

In the latter work he considered 166,500 observations extending over a period of nineteen years. [23]

В последней работе он рассмотрел 166.500 результатов наблюдений, охватывающих период в 19 лет [23].

858

There are component tidal effects which indicate a motion of the solar system in the plane which contains the sidereal time meridian of 4½h and 16½h [23]

Имеется составляющая приливных эффектов, которая указывает на движение Солнечной системы в плоскости, в которой находится меридиан звездного времени 4,5 ч и 16,5 ч. [23]

859

860

By a study of the reflection of light, Esclangon finds strong evidence for what he calls an “optical dissymmetry of space” with its axis of symmetry in the meridian of 8 hours and 20 hours, sidereal time.

При изучении отражения света Эсклагон установил с полной очевидностью то, что он назвал «оптической диссимметрией пространства», ось симметрии которой лежит в меридиане 8 и 20 ч звездного времени.

861

This effect would be explained by an ether-drift and the results are in striking agreement with the ether-drift observations here reported.[24]

Этот эффект можно было бы объяснить наличием эфирного ветра; эти результаты находятся в поразительном соответствии с наблюдениями эфирного ветра, описанными здесь [24].

862

863

Many recent observations on cosmic rays show a very definite maximum of radiation in the direction indicated by the meridian of 5 hours and 17 hours, sidereal time.

Множество недавних наблюдений космических лучей показало очень определенный максимум радиации в направлении, отмеченном меридианом в 5 и 17 ч звездного времени.

864

The very extensive observations of Kolhörster and von Salis, Büttner and Feld and of Steinke all show this effect.[25]

Этот эффект показали весьма обширные наблюдения Кольхестера и фон Салиса, Бюттнера и Фельда, а также Стейнке [25].

865

Observations made on the nonmagnetic ship “Carnegie” show the same effect for the observations made between 30° north and 30° south latitude.[26]

Наблюдения, выполненные на немагнитном корабле «Карнеги» показали тот же эффект для наблюдений, выполненных между 30° северной и 30° южной широты [26].

866

867

Evidences of galactic motions which are related more or less directly to the absolute motion of the solar system have been found by Harlow Shapley studying interstellar matter, by J. S. Plaskett from investigation of the motion of B-type stars, and by G. Strömberg from researches on star clusters and nebulae.[27]

Свидетельства галактических движений, которое относится более или менее прямо к абсолютному движению Солнечной системы, были найдены Харловом Шаплеем, изучающим межзвездную среду, Дж. С.Пласкеттом из изучения движений звезд В-типа и Г. Штромбергом из исследований звездных скоплений и туманностей [27].

868

869

L. Courvoisier has made researches of several types to discover evidences of the absolute motion of the earth.

Л.Курвуазье провел некоторые типы исследований для нахождения свидетельств абсолютного движения Земли.

870

His experiments relate to the reflection of light, the deformation of the earth, the elongations of Jupiter’s satellites, and to the aberration constant.

Его эксперименты относятся к области отражения света, деформации Земли, элонгации орбит спутников Юпитера и аберрационной константы.

871

R. Tomaschek and W. Schaffernicht have made observations on related subjects.[28]

Р.Томашек и В.Шаффернихт выполнили наблюдения по смежным темам [28].

872

873

There are several anomalies in astronomical observations of less definite character, which, however, might be explained by the existence of an ether drift.

Имеется несколько аномалий в астрономических наблюдениях менее определенного характера, которые, однако, могут быть объяснены наличием эфирного ветра.

874

Such anomalies occur in connection with the observed constant of aberration, standard star places and clock corrections determined at different times of day.

Такие аномалии появляются в связи с наблюдаемой константой аберрации, стандартных положений звезд и коррекции часов, определенных в различное время суток.

875

876

Karl G. Jansky of the Bell Telephone Laboratories has found evidences of a peculiar hissing sound in short wave radio reception, which comes from a definite cosmic direction lying in the meridian of 18 hours sidereal time.[29]

Карл Г. Джански из Телефонной лаборатории Белла обнаружил факты существования специфического шипящего звука в коротковолновом радиодиапазоне, который приходит с определенного космического направления, лежащего в меридиане 18 ч звездного времени [29].

877

Acknowledgments

Благодарности

878

The experiments here presented have involved the taking of an enormous amount of observational material, by far the greater part of which was for the purpose of making adjustments and for preliminary trials of conditions; while only the smaller portion, which is still very large, has been used in the final calculations.

Представленные здесь эксперименты были связаны с получением громадного количества материала наблюдений, безусловно большая часть которого предназначалась для регулировки и подготовительной проверки условий: только небольшая часть, которая все же очень велика, была использована в окончательных вычислениях.

879

The reduction of this mass of material has been exceedingly laborious.

Обработка этой массы материала оказалась чрезвычайно трудным делом.

880

No other experiment comes to mind which has involved such an amount of detail and such extended study.

Не удается припомнить каких-либо других экспериментов, которые включали бы такое количество деталей и такого продолжительного изучения.

881

This has required considerable attention from many different persons.

Это потребовало значительного внимания многих персон.

882

The writer is under special obligation to Professor J. J. Nassau, of the Department of Astronomy of Case School of Applied Science, for very great assistance in the analysis and in the mathematical solution of the numerical and astronomical features of the work since the beginning of the Mount Wilson observations in 1921.

Автор особенно обязан проф. Дж. Дж. Нассау из отделения астрономии Кейсовской школы прикладной науки за очень большую помощь в проведении анализа и в математическом решении численных и астрономических задач, возникших в работе с самого начала наблюдений на Маунт Вилсон в 1921 г.

883

Dr. G. Strömberg and other members of the staff of the Mount Wilson Observatory have given advice and assistance of {242} the greatest value.

Д-р Г.Штромберг и другие сотрудники Обсерватории Маунт Вилсон помогли советами и содействием высочайшей ценности.

884

Several research assistants have each, for considerable periods, been identified with the experimental work and the reduction and calculation of the observations; among these the following should be especially mentioned: R. F. Hovey (1920–1923), H. A. Pritchard (1923), Willard Samuelson (1924), G. Brooks Earnest (1925), F. W. Taylor (1925– 1926), Donald H. Spicer (1926–1927) and James R. McKinney (1932–1933).

Некоторые научные ассистенты, каждый на значительный период, полностью отдавали себя экспериментальной работе, а также обработке наблюдений и вычислениям, среди них должны быть отмечены особо: Р. Ф. Ховей (1920–1923 гг.), Г. А. Притчард (1923 г.), Виллард Самуелсон (1924 г.), Г.Брукс Эрнест (1925 г.), Ф. В. Тэйлор (1925–1926 гг.), Дональд Х.Спайсер (1926–1927 гг.) и Джеймс Р.Мак-Кинли (1932–1933 гг.).

885

Dr. R. M. Langer was a most efficient assistant throughout all the observations made at Mount Wilson in 1925 and 1926, which constitute the principal material for the conclusions of the present report.

Д-р Р. М. Лангер был наиболее действенным помощником во всех наблюдениях, выполненных на Маунт Вилсон в 1925 и в 1926 гг., которые составляют основной материал для выводов настоящего доклада.

886

Professor Phillip M. Morse assisted very effectively in the first analysis of the general problem of the absolute motion of the solar system, and he made a considerable part of the calculations for the first solution of this problem in 1925–1926.

Профессор Филип М.Морзе очень эффективно помогал в первом анализе общей проблемы абсолютного движения Солнечной системы, он также выполнил важную часть вычислений для первого решения проблемы в 1925–1926 гг.

887

The writer’s research associates, Professor John R. Martin (1927–1931) and Mr. Robert S. Shankland (1932–1933), have been directly associated with the restudy of the problem which has resulted in the final determination of the absolute motion of the solar system and the orbital motion of the earth as presented in this report.

Коллеги автора по исследованиям – проф. Джон Р.Мартин (1927–1931 гг.) и м-р Роберт С.Шэнкланд (1932–1933 гг.) непосредственно участвовали в повторном осмыслении проблемы, которое завершилось окончательным определением абсолютного движения Солнечной системы и орбитального движения Земли так, как представлено в настоящей работе.

888

889

Case School of Applied Science has made possible the continuous prosecution of the study of the ether-drift problem.

Кейсовская школа прикладной науки сделала возможным продолжительное изучение проблемы эфирного ветра.

890

The Carnegie Institution of Washington and the Mount Wilson Observatory made available the exceptional facilities of Mount Wilson for observational work from 1921 to 1926.

Вашингтонский институт Карнеги и обсерватория Маунт Вилсон создали исключительно благоприятные условия в Маунт Вилсон для проведения наблюдательных работ с 1921 по 1926 гг.

891

Mr. Eckstein Case provided funds for the very considerable expenses involved in making the elaborate series of experiments and tests.

М-р Экштейн Кейс выделил средства для очень значительных расходов, которые возникли в процессе сложных серий экспериментов и испытаний.

^[1] A. A. Michelson, Phil. Mag. [5] 13, 236 (1882); Am. J. Sci. 23, 395 (1882); H. A. Lorentz, Astrophys. J. 68, 345 (1928); Thos. Preston, Theory of Light, 5th ed., 229, 566 (1928); R. W. Wood, Physical Optics, 2nd ed. 265, 672 (1911).

^[2] W. M. Hicks, Phil. Mag. [6] 3, 9, 256, 555 (1902); Nature 65, 343 (1902); E. W. Morley and D. C. Miller, Phil. Mag. [6] 9, 669 (1905); A. Righi, Comptes Rendus 168, 837 (1919); 170, 497, 1550 (1920); 171, 22 (1920). E. R. Hedrick, Astrophys. J. 68, 374 (1928).

^[3] A. A. Michelson, Am. J. Sci. [3] 22, 120 (1881).

^[4] A. A. Michelson and E. W. Morley, Am. J. Sci. [3] 34, 333 (1887); Phil. Mag. [5] 24, 449 (1887); J. de Physique [2] 7, 444 (1888).

^[5] G. F. FitzGerald, see O. J. Lodge, Aberration Problems, Phil. Trans. Roy. Soc. 184, 749 (1894).

^[6] Sir Oliver Lodge, Past Years, 204 (1932).

^[7] H. A. Lorentz, Versuch einer Theorie der electrischen und optischen Erscheinungen in bewegten Körpern (Leyden, 1895); Theory of the Electron, 195 (1909).

^[8] Lord Kelvin, Rapports présentés au Congrès International de Physique 2, 1 (1900).

^[9] E. W. Morley and D. C. Miller, Phil. Mag. [6] 9, 680 (1905); Proc. Am. Acad. Sci. 41, 321 (1905).

^[10] A. Einstein, Ann. d. Physik 17, 891 (1905).

^[11] J. J. Nassau and P. M. Morse, Astrophys. J. 65, 73 (1927).

^[12] D. C. Miller, The Science of Musical Sounds, 123 (1916); J. Frank. Inst. 181, 51 (1916); 182, 285 (1916).

^[13] D. C. Miller, Science 63, 433 (1926).

^[14] D. C. Miller, Astrophys. J. 68, 341 (1928); Contrib. Mt. Wilson Obs. No. 373, 12 (1928).

^[15] W. M. Hicks, Phil. Mag. [6] 3, 9, 256, 555 (1902); Nature 65, 343 (1902); E. W. Morley and D. C. Miller, Phil. Mag. [6] 9, 669 (1905).

^[16] L. Silberstein, Phil. Mag. [6] 39, 161 (1920).

^[17] O. J. Lodge, Past Years, 206 (1932).

^[18] R. J. Kennedy, Proc. Nat. Acad. Sci. 12, 621 (1926); Astrophys. J. 68, 367 (1928).

^[19] A. Piccard and E. Stahel, Comptes Rendus 183, 420 (1926) ; Naturwiss. 14, 935 (1926).

^[20] A. Piccard and E. Stahel, Comptes Rendus 185, 1198 (1927) ; Naturwiss. 16, 25 (1928).

^[21] A. A. Michelson, F. G. Pease and F. Pearson, Nature 123, 88 (1929); J. Opt. Soc. Am. 18, 181 (1929).

^[22] G. Joos, Ann. d. Physik [5] 7, 385 (1930).

^[23] E. Esclangon, Comptes Rendus 182, 921 (1926); 183, 116 (1926).

^[24] E. Esclangon, Comptes Rendus 185, 1593 (1927).

^[25] Kohlhörster, Steinke and Büttner, Zeits. f. Physik 50, 808 (1928).

^[26] Report Carnegie Inst. 27, 255 (1928).

^[27]Harlow Shapley, Nature 122, 482 (1928); J. S. Plaskett, Science 71, 152 (1930); G. Strömberg, Astrophys. J. 61, 353 (1925).

^[28] L. Courvoisier, Astronomische Nachrichten, Nos. 5416, 5519, 5599, 5715, 5772, 5910. R. Tomaschek and W. Schaffernicht, Astronomische Nachrichten, Nos. 5844, 5929; Ann. d. Physik 15, 787 (1932).

^[29] Karl G. Jansky, Electronics 6, 173 (1933).

Из сборника «Эфирный ветер» под ред. В.А.Ацюковского, 1993, 2011. Перевод с англ. В.А.Ацюковского. Корректировка перевода, рисунки и параллельный текст — Р.Г.Чертанов, 1 мая 2013 г.