Kas negerai su šviesos greičiu? PAGRINDINIS RELIatyvumo TEORIJOS MELAS

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Šviesos greitis pastovus. Tai laikoma įrodytu faktu. Bet ar tikrai taip? Šiame neramiame numeryje mes puikiai suprasime sudėtingą mokslinę problemą. Eik.

Pagrindiniu eksperimentiniu Einšteino reliatyvumo teorijos įrodymu laikomi visame pasaulyje žinomi Michelsono-Morley eksperimentai matuojant eterio dreifus.

Savo eksperimentuose mokslininkai tyrė šviesos elgesį. Tada eteris buvo naudojamas kaip šviesos sklidimo terpė. Taip pat buvo žinoma, kad Žemė aplink Saulę sukasi 30 kilometrų per sekundę greičiu. Taigi gimė prielaida, kad jei išmatuosite šviesos greitį palei Žemės kursą ir prieš jos kursą, galite rasti skirtumą.

Pradinė prielaida buvo, kad eteris yra visiškai nejudantis Saulės atžvilgiu. Tie. šviesos greitis viena kryptimi bus plius 30, o kita - minus 30 km/sek.

Dėl to buvo gautas mažiau teoriškai apskaičiuotas greičio skirtumas. Tačiau šis skirtumas buvo, apie nulį nebuvo nė kalbos. Tai yra, mokslininkai gavo 7,5 km / s greičio skirtumą, o vėliau šis rezultatas buvo ignoruojamas. Istoriniai bandymai išmatuoti eterio greitį Žemės atžvilgiu buvo vykdomi beveik nuo Napoleono karų laikų ir priklauso Arago, Fizeau, Angstrem, Fresnel. Fizeau 1859 m. ir Angstromas 1865 m. paskelbė teigiamą eterinio vėjo paieškos rezultatą.

XIX ir XX amžių sandūroje estafetė atiteko mokslininkų trejetui: Michelsonui, Morley ir Milleriui. Štai nuotrauka, daryta 1927 m. konferencijoje Mount Wilson observatorijoje.

Michelsonas, Morley ir Milleris dirbo tame pačiame JAV universitete, o Milleris buvo 50 metų profesorius, artimas profesoriaus Morley draugas ir Michelsono bendražygis jo darbe. Jis panaudojo originalią Michelson sąranką, ją modifikuodamas – pakeisdamas plokštės medžiagą ir pailgindamas šviesos kelią.

Remiantis Millerio eksperimento rezultatais, eterio vėjo greitis buvo 10 kilometrų per sekundę su tikėtina paklaida ± 0,5 kilometro per sekundę. Be to, ilgalaikių matavimų rezultatai rodė kasdienius ir metinius pokyčius.

Kosmines Millerio kryptis vėliau patvirtino pats Michelsonas, o pokalbyje su Einšteinu Michelsonas reliatyvumo teoriją pavadino „pabaisa“, kurią sukūrė jo ankstyvieji nesėkmingi eksperimentai.

Pakalbėkime apie šiuos faktus išsamiau. Milleris atliko milžinišką matavimo darbą: vien 1925 metais bendras interferometro apsisukimų skaičius buvo 4400, o pavienių skaičiavimų skaičius viršijo 100 000.

Milleris nepertraukiamai dirbo nuo 1887 iki 1927 metų, tai yra, matuodamas „eterio vėjo“greitį praleido apie 40 metų – praktiškai visą savo aktyvų kūrybinį gyvenimą, ypatingą dėmesį skirdamas eksperimento grynumui. O šių rezultatų kritikai darbais savęs nevargino.

Pavyzdžiui, Roy Kennedy visam darbui, įskaitant projektavimą, įrenginio gamybą, jo derinimą, matavimus, rezultatų apdorojimą ir jų publikavimą, skyrė tik… 1,5 metus. Tuo pačiu metu dauguma eterį kritikuojančių eksperimentų vis dar atliekami bunkeriuose, rūsiuose, kriogeniniuose arba feromagnetiniuose šarvuose – tai yra maksimalios eterio atrankos sąlygomis.

Po Millerio darbų publikavimo Mount Wilson observatorijoje vyko konferencija apie „eterio vėjo“greičio matavimus. Šioje konferencijoje dalyvavo Lorentzas, Michelsonas ir daugelis kitų žymiausių to meto fizikų. Konferencijos dalyviai pripažino Millerio rezultatus vertais dėmesio; buvo paskelbti konferencijos pranešimų medžiaga.

Tačiau mažai kas žino, kad po šios konferencijos Michelsonas vėl grįžo prie eksperimentų, skirtų aptikti „eterio vėją“; šį darbą jis atliko kartu su Peace and Pearson. Remiantis šių eksperimentų, atliktų 1929 m., rezultatais, „eterio vėjo“greitis yra maždaug 6 km/s. Atitinkamame leidinyje darbo autoriai pažymėjo, kad „eterio vėjo“greitis yra maždaug 1/50 Žemės judėjimo greičio galaktikoje, lygus 300 km/s.

Tai svarbi pastaba. Tai rodo, kad iš pradžių Michelsonas bandė išmatuoti Žemės skriejimo greitį, visiškai nepaisydamas to, kad Žemė kartu su Saule juda aplink Galaktikos centrą daug didesniu greičiu; nebuvo atsižvelgta ir į tai, kad pati galaktika juda erdvėje kitų galaktikų atžvilgiu.

Natūralu, kad jei bus atsižvelgta į visus šiuos judesius, santykiniai orbitos komponento pokyčiai bus nereikšmingi. Be to, visi teigiami rezultatai buvo gauti tik dideliame aukštyje, būtent Mount Wilson observatorijoje, 1860 metrų virš jūros lygio aukštyje.

Bet jei vadinamasis „pasaulio eteris“iš dalies turi tikrų dujų savybes, todėl Dmitrijus Ivanovičius Mendelejevas įdėjo jį į savo periodinę sistemą į kairę nuo vandenilio, tada šie rezultatai atrodo visiškai natūralūs.