Τι συμβαίνει με την Ταχύτητα του Φωτός; ΤΟ ΚΥΡΙΟ ΨΕΜΑ ΤΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΤΗΣ ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑΣ

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Η ταχύτητα του φωτός είναι σταθερή. Αυτό θεωρείται αποδεδειγμένο γεγονός. Είναι όμως όντως έτσι; Σε αυτό το ταραχώδες θέμα, θα κατανοήσουμε διεξοδικά ένα δύσκολο επιστημονικό ζήτημα. Πηγαίνω.

Η κύρια πειραματική απόδειξη της θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν θεωρείται ότι είναι τα παγκοσμίου φήμης πειράματα Michelson-Morley για τη μέτρηση της ολίσθησης του αιθέρα.

Στα πειράματά τους, οι επιστήμονες μελέτησαν τη συμπεριφορά του φωτός. Στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε αιθέρας ως μέσο για τη διάδοση του φωτός. Ήταν επίσης γνωστό ότι η Γη περιστρέφεται γύρω από τον Ήλιο με ταχύτητα 30 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο. Ως εκ τούτου, γεννήθηκε η υπόθεση ότι αν μετρήσετε την ταχύτητα του φωτός κατά μήκος της πορείας της Γης και σε σχέση με την πορεία της, τότε μπορείτε να βρείτε κάποια διαφορά.

Η αρχική υπόθεση ήταν ότι ο αιθέρας είναι απολύτως ακίνητος σε σχέση με τον Ήλιο. Εκείνοι. η ταχύτητα του φωτός προς τη μία κατεύθυνση θα είναι συν 30, και στην άλλη - μείον 30 km / sec.

Ως αποτέλεσμα, προέκυψε μια διαφορά στην ταχύτητα που υπολογίστηκε λιγότερο θεωρητικά. Αλλά αυτή η διαφορά ήταν, δεν έγινε λόγος για μηδέν. Δηλαδή, οι επιστήμονες έλαβαν μια διαφορά σε ταχύτητες 7,5 km / s και στη συνέχεια αυτό το αποτέλεσμα αγνοήθηκε. Ιστορικές προσπάθειες μέτρησης της ταχύτητας του αιθέρα σε σχέση με τη Γη έχουν πραγματοποιηθεί σχεδόν από την εποχή των Ναπολεόντειων πολέμων και ανήκουν στους Arago, Fizeau, Angstrem, Fresnel. Ο Fizeau το 1859 και ο Angstrom το 1865 δήλωσαν θετικό αποτέλεσμα της αναζήτησης του αιθερικού ανέμου.

Στο γύρισμα του 19ου και του 20ου αιώνα, η ρελέ πέρασε σε μια τριάδα επιστημόνων: τον Michelson, τον Morley και τον Miller. Εδώ είναι μια φωτογραφία που τραβήχτηκε στο συνέδριο του 1927 στο Παρατηρητήριο Mount Wilson.

Ο Michelson, ο Morley και ο Miller εργάζονταν στο ίδιο πανεπιστήμιο των ΗΠΑ και ο Miller ήταν καθηγητής 50 ετών, στενός φίλος του καθηγητή Morley και συνεργάτης του Michelson στη δουλειά του. Χρησιμοποίησε την αρχική διάταξη Michelson, τροποποιώντας την - αντικαθιστώντας το υλικό της πλάκας και επιμηκύνοντας τη διαδρομή φωτός.

Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του πειράματος του Miller, η ταχύτητα του αιθερικού ανέμου ήταν 10 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο με πιθανό σφάλμα ± 0,5 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Επιπλέον, τα αποτελέσματα των μακροχρόνιων μετρήσεων έδειξαν ημερήσιες και ετήσιες αλλαγές.

Οι κοσμικές κατευθύνσεις του Μίλερ επιβεβαιώθηκαν στη συνέχεια από τον ίδιο τον Μίκελσον και σε μια συνομιλία με τον Αϊνστάιν, ο Μάικελσον αποκάλεσε τη θεωρία της σχετικότητας «τέρας» που δημιουργήθηκε από τα πρώτα αποτυχημένα πειράματά του.

Ας σταθούμε σε αυτά τα γεγονότα με περισσότερες λεπτομέρειες. Ο Μίλερ πραγματοποίησε μια γιγαντιαία εργασία μέτρησης: μόνο το 1925, ο συνολικός αριθμός στροφών του συμβολόμετρου ήταν 4400 και ο αριθμός των μεμονωμένων μετρήσεων ξεπέρασε τις 100.000.

Ο Μίλερ εργάστηκε συνεχώς από το 1887 έως το 1927, δηλαδή, πέρασε περίπου 40 χρόνια στη μέτρηση της ταχύτητας του «αιθερικού ανέμου» - σχεδόν ολόκληρη την ενεργό δημιουργική του ζωή, δίνοντας ιδιαίτερη προσοχή στην καθαρότητα του πειράματος. Και οι επικριτές αυτών των αποτελεσμάτων δεν ασχολήθηκαν με τη δουλειά.

Για παράδειγμα, ο Roy Kennedy ξόδεψε μόνο… 1, 5 χρόνια για όλες τις εργασίες, συμπεριλαμβανομένου του σχεδιασμού, της κατασκευής της συσκευής, του εντοπισμού σφαλμάτων, των μετρήσεων, της επεξεργασίας των αποτελεσμάτων και της δημοσίευσής τους. Ταυτόχρονα, τα περισσότερα από τα πειράματα που επικρίνουν τον αιθέρα εξακολουθούν να πραγματοποιούνται σε αποθήκες, υπόγεια, σε κρυογονική ή σιδηρομαγνητική θωράκιση - δηλαδή υπό συνθήκες μέγιστης διαλογής αιθέρα.

Μετά τη δημοσίευση των έργων του Μίλερ, πραγματοποιήθηκε ένα συνέδριο στο Παρατηρητήριο Mount Wilson για τις μετρήσεις της ταχύτητας του «αιθερικού ανέμου». Σε αυτό το συνέδριο συμμετείχαν οι Lorentz, Michelson και πολλοί άλλοι κορυφαίοι φυσικοί της εποχής. Οι συμμετέχοντες στο συνέδριο αναγνώρισαν τα αποτελέσματα του Μίλερ ως άξια προσοχής. δημοσιεύτηκαν τα πρακτικά του συνεδρίου.

Αλλά λίγοι άνθρωποι γνωρίζουν ότι μετά από αυτό το συνέδριο ο Michelson επέστρεψε ξανά στα πειράματα για την ανίχνευση του «αιθερικού ανέμου». αυτό το έργο το πραγματοποίησε σε συνδυασμό με τον Peace και τον Pearson. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα αυτών των πειραμάτων, που πραγματοποιήθηκαν το 1929, η ταχύτητα του "αιθερικού ανέμου" είναι περίπου 6 km / s. Στην αντίστοιχη δημοσίευση, οι συγγραφείς της εργασίας σημείωσαν ότι η ταχύτητα του «αιθερικού ανέμου» είναι περίπου το 1/50 της ταχύτητας κίνησης της Γης στον Γαλαξία, ίση με 300 km / s.

Αυτή είναι μια σημαντική σημείωση. Υποδηλώνει ότι αρχικά ο Michelson προσπάθησε να μετρήσει την τροχιακή ταχύτητα της Γης, παραλείποντας εντελώς το γεγονός ότι η Γη, μαζί με τον Ήλιο, κινείται γύρω από το κέντρο του Γαλαξία με πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα. Το γεγονός ότι ο ίδιος ο Γαλαξίας κινείται στο διάστημα σε σχέση με άλλους γαλαξίες δεν ελήφθη επίσης υπόψη.

Φυσικά, αν ληφθούν υπόψη όλες αυτές οι κινήσεις, τότε οι σχετικές αλλαγές στην τροχιακή συνιστώσα θα είναι ασήμαντες. Επιπλέον, όλα τα θετικά αποτελέσματα λήφθηκαν μόνο σε σημαντικό υψόμετρο, δηλαδή στο Παρατηρητήριο Mount Wilson, σε υψόμετρο 1860 μέτρων πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας.

Αλλά αν ο αποκαλούμενος «παγκόσμιος αιθέρας» έχει εν μέρει τις ιδιότητες ενός πραγματικού αερίου, γι' αυτό ο Ντμίτρι Ιβάνοβιτς Μεντελέεφ το τοποθέτησε στο περιοδικό του σύστημα στα αριστερά του υδρογόνου, τότε αυτά τα αποτελέσματα φαίνονται εντελώς φυσικά.