Задача о солнечном восходе

Некто наблюдал восход солнца ровно в 7 часов. В котором часу наблюдал бы он тот же восход, если бы свет распространялся мгновенно?

Зная, что свет проходит от Солнца до Земли в 8 минут, отвечают обыкновенно, что наблюдатель при мгновенном распространении света увидел бы восход Солнца на 8 минут ранее – т. е. в 6 часов 52 минуты.

Однако такое решение неверно: расстояние от Солнца до Земли и скорость света тут совершенно не при чем.

Восход Солнца над горизонтом происходит не вследствие действительного движения Солнца, а вследствие вращения земного шара, который повертывает в уже освещенное пространство разные точки своей поверхности. Поэтому наблюдатель и при мгновенном распространения света заметил бы восход Солнца в тот же самый физический момент, что и при немгновенном распространении света, – т. е. ровно в 7 часов.

Если же принять во внимание так называемую атмосферическую рефракцию, то дело изменится. Рефракция искривляет путь лучей в воздухе и тем самым позволяет нам видеть восход Солнца ранее его появления над геометрическим горизонтом.

При мгновенном распространении света рефракции не будет – так как преломление обусловливается различием скоростей света в разных средах. Отсутствие же рефракции повлечет за собой то, что наблюдатель увидит восход Солнца немного позже, чем при немгновенном распространении света; эта разница, в зависимости от широты места наблюдения, температуры воздуха и других условий, колеблется от 2 минут до нескольких дней и даже более (в полярных широтах).

Таким образом, получается парадокс: при мгновенном (т. е. бесконечно быстром) распространении света мы увидим восход Солнца позднее, чем при немгновенном!..