Парадокс Штермера

Ф Зигель| опубликовано в номере №928, Январь 1966
  • В закладки
  • Вставить в блог

История эта принадлежит к числу забытых эпизодов е развитии науки, забытых несправедливо. Случилось это из-за недостаточно высокого уровня знаний того времени, когда было совершено открытие. Обнаруженному новому факту было дано более или менее правдоподобное объяснение, тогда как на самом деле все может оказаться сложнее и необычнее.

Загадочное эхо

В декабре 1927 года норвежский радиолюбитель инженер Иорген Халльс рассказал своему соотечественнику, знаменитому исследователю полярных сияний Карлу Штермеру об одном странном явлении. Когда мощная (по тем временам) голландская коротковолновая радиостанция в Эндховене посылала прерывистые радиосигналы, Халльс неоднократно слышал ослабленные отголоски этих сигналов, причем (что, собственно, и было удивительно) радиоэхо наступали через несколько секунд после основного сигнала.. Если считать, что радиоволны отразились от некоторого материального объекта, от какого-то тела, то получается (при скорости радиоволн в 300 тысяч километров в секунду), что этот объект должен находиться от Земли на расстоянии в несколько сотен тысяч километров.

Что же это за объект? Может быть, Луна или какое-нибудь другое небесное тело?

Наблюдения Халльса весьма заинтересовали Штермера. Он решил проверить их сам. По просьбе Штермера радиостанция в Эндховене проводила специальные радиопередачи с посылкой коротковолновых сигналов, а Штермер на одной из радиостанций вблизи Осло пытался уловить их отголоски.

Первые три месяца 1928 года опыты не дали результатов. Никаких отголосков уловить не удалось, и Штермер был уже близок к тому, чтобы прекратить эксперименты. Однако позже, в июле 1928 года, он поделился своими сомнениями с известным голландским физиком Ван-дер-Полем, и оба ученых решили осенью возобновить наблюдения.

Настойчивость исследователей была наконец вознаграждена: 11 октября 1928 года Штермер впервые услышал загадочные радиоэхо. В этот день радиостанция в Эндховене в течение получаса отправляла условные сигналы: три тире. Передача велась на волне 31,4 метра, причем общая продолжительность сигналов составляла 1,5 — 2 секунды. Сигналы посылались каждые 20 секунд, а между ними станция безмолвствовала.

Штермер заметил, что каждый сигнал давал один отголосок, а иногда и несколько, причем, как правило, отголосок, подобно сигналу, также состоял из трех тире. Иногда же отголосок затягивался в более длительный звук, чем сигнал, но и в этих случаях высота звука радиоэхо была такая же, как и у посланного сигнала.

Штермер отметил следующие промежутки времени между сигналом и отголоском: 15, 9, 4, 8, 13, 8, 12, 10, 9, 5, 8, 7, 6; и 12, 14, 14, 12, 8; и 12, 5, 8; и 12, 8, 5, 14, 14, 15, 12, 7, 5, 5, 13, 8, 8, 8, 13, 9, 10, 7, 14, 6, 9, 5, 9 секунд.

В тот же день, но в другие часы Ван-дер-Поль, подобно Штермеру, наблюдал многочисленные радиоэхо. По его наблюдениям между посылкой сигнала и отголосками прошло 8, 11, 15, 8, 13, 3, 8, 8, 8, 12, 15, 13, 8, 8 секунд.

Далее в течение почти двух недель никаких отголосков уловить не удалось. Но 24 октября на посланные радиосигналы снова был получен «ответ». На этот раз отголоски удалось принять в нескольких пунктах и иногда одновременно. Не оставалось сомнений, что странные радиоэхо действительно существуют, а вовсе не являются какой-нибудь иллюзией. Любопытно отметить, что промежутки между сигналом и эхо 24 октября были особенно продолжительными и достигали в отдельных случаях 30 секунд.

После 24 октября космический источник радиоэхо надолго «замолчал» и лишь в феврале 1929 года снова заявил о своем присутствии. Теперь в наблюдениях загадочного явления приняли участие известные английские ученые Эпплтон и Барроу.

В мае 1929 года французские наблюдатели Галле и Талан уловили около двух тысяч отголосков. Часто эхо приходило спустя 30 секунд после посылки сигнала и имело примерно 1/3 его интенсивности. Стоит отметить, что французы вели передачу на волне 25 метров, несколько более длинной, чем в опытах Штермера.

После всех этих экспериментов радиостанция в Эндховене прекратила подачу сигналов, а полученный материал надо было изучить и объяснить1.

__________

1 Подробнее см. К. Штермер «Проблема полярных сияний». Гостехиздат. 1933 г., стр. 86 — 100.

В поисках объяснения

Нельзя сказать, чтобы объяснение, данное в свое время Штермером, нас сегодня удовлетворило. Штермер полагал, что земной шар окружен огромной областью, имеющей форму тороида, в которой нет свободных электронов. Поверхность, ограничивающая эту область, по его мнению, обладает отражательными свойствами. Поэтому посылаемые с Земли радиоволны встречают отражательную поверхность, которая и создает радиоэхо. Она, как считал Штермер, может «в одно мгновение появиться и снова исчезнуть, а новая может возникнуть на другом расстоянии от Земли и, в свою очередь, тоже исчезнуть и т. д. Этим и объясняется, что эхо наступает по прошествии постоянна меняющихся промежутков времени».

Нет нужды входить в подробности теории, развитой Штермером, хотя бы потому, что ее исходные предпосылки неверны. Нам теперь хорошо известно, что там, где, по мнению Штермера, не должно быть свободных электронов, на самом деле существуют внешние радиационные пояса Земли, состоящие в основном как раз из электронов. Таким образом, рушатся и все дальнейшие выводы Штермера.

Чем же можно тогда объяснить странные радиоэхо?

  • В закладки
  • Вставить в блог
Представьтесь Facebook Google Twitter или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.

В 8-м номере  читайте о «Фаусте петровской эпохи» загадочном Якове Брюсе, об Александре Ланском - одном из фаворитов Екатерины II, о жизни и творчестве Михаила Лермонтова, о русском и американском инженере-кораблестроителе Владимире Ивановиче Юркевиче, о популярнейшем актере Андрее Мягкове. О жизни и творчестве русского художника Ореста Кипренского и многое другое



Виджет Архива Смены

в этом номере

Мертвые не возвращаются

К 90-летию со дня рождения Джека Лондона