რა სჭირს სინათლის სიჩქარეს? ფარდობითობის თეორიის მთავარი ტყუილი

2024 ავტორი: Seth Attwood | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-16 16:09

სინათლის სიჩქარე მუდმივია. ეს ითვლება დადასტურებულ ფაქტად. მაგრამ მართლა ასეა? ამ უაზრო საკითხში ჩვენ საფუძვლიანად გავიგებთ რთულ სამეცნიერო საკითხს. წადი.

აინშტაინის ფარდობითობის თეორიის მთავარ ექსპერიმენტულ დადასტურებად მიჩნეულია მსოფლიოში ცნობილი მაიკლსონ-მორლის ექსპერიმენტები ეთერის დრიფტის გაზომვის შესახებ.

თავიანთ ექსპერიმენტებში მეცნიერებმა შეისწავლეს სინათლის ქცევა. შემდეგ ეთერი გამოიყენებოდა, როგორც საშუალება სინათლის გასავრცელებლად. ასევე ცნობილი იყო, რომ დედამიწა მზის გარშემო ტრიალებს წამში 30 კილომეტრის სიჩქარით. აქედან წარმოიშვა ვარაუდი, რომ თუ თქვენ გაზომავთ სინათლის სიჩქარეს დედამიწის კურსზე და მის კურსზე, მაშინ შეგიძლიათ იპოვოთ განსხვავება.

თავდაპირველი ვარაუდი იყო, რომ ეთერი აბსოლუტურად უმოძრაოა მზის მიმართ. იმათ. სინათლის სიჩქარე ერთი მიმართულებით იქნება პლუს 30, ხოლო მეორეში - მინუს 30 კმ/წმ.

შედეგად მიღებული იქნა სიჩქარის სხვაობა, რომელიც ნაკლებად იყო გათვლილი თეორიულად. მაგრამ ეს განსხვავება იყო, ნულზე საუბარი არ იყო. ანუ მეცნიერებმა მიიღეს სხვაობა სიჩქარეში 7,5 კმ/წმ და შემდგომში ეს შედეგი იგნორირებული იყო. დედამიწასთან მიმართებაში ეთერის სიჩქარის გაზომვის ისტორიული მცდელობები განხორციელდა თითქმის ნაპოლეონის ომების დროიდან და ეკუთვნის არაგოს, ფიზოუს, ანგსტრემს, ფრენელს. ფიზეომ 1859 წელს და ანგსტრომმა 1865 წელს გამოაცხადეს ეთერული ქარის ძიების დადებითი შედეგი.

მე-19 და მე-20 საუკუნეების მიჯნაზე ესტაფეტა გადაეცა მეცნიერთა სამეულს: მაიკლსონს, მორლის და მილერს. აქ არის ფოტო გადაღებული 1927 წლის კონფერენციაზე, Mount Wilson Observatory-ში.

მაიკლსონი, მორლი და მილერი მუშაობდნენ იმავე აშშ-ს უნივერსიტეტში, ხოლო მილერი იყო 50 წლის პროფესორი, პროფესორ მორლის ახლო მეგობარი და მაიკლსონის თანამოაზრე მის საქმიანობაში. მან გამოიყენა ორიგინალური Michelson-ის კონფიგურაცია, შეცვალა იგი - შეცვალა ფილის მასალა და გააგრძელა სინათლის ბილიკი.

მილერის ექსპერიმენტის შედეგების მიხედვით, ეთერის ქარის სიჩქარე იყო 10 კილომეტრი წამში, სავარაუდო შეცდომით ± 0,5 კილომეტრი წამში. გარდა ამისა, გრძელვადიანი გაზომვების შედეგებმა აჩვენა ყოველდღიური და წლიური ცვლილებები.

მილერის კოსმოსური მიმართულებები შემდგომში თავად მიქელსონმა დაადასტურა და აინშტაინთან საუბარში მიკელსონმა ფარდობითობის თეორიას უწოდა "ურჩხული", რომელიც წარმოიქმნა მისი ადრეული წარუმატებელი ექსპერიმენტებით.

ამ ფაქტებზე უფრო დეტალურად ვისაუბროთ. მილერმა ჩაატარა გიგანტური საზომი სამუშაო: მხოლოდ 1925 წელს ინტერფერომეტრის შემობრუნების საერთო რაოდენობა იყო 4400, ხოლო ინდივიდუალური დათვლების რაოდენობამ 100000-ს გადააჭარბა.

მილერი განუწყვეტლივ მუშაობდა 1887 წლიდან 1927 წლამდე, ანუ მან გაატარა დაახლოებით 40 წელი "ეთერის ქარის" სიჩქარის გაზომვაზე - პრაქტიკულად მთელი მისი აქტიური შემოქმედებითი ცხოვრება, განსაკუთრებული ყურადღება დაუთმო ექსპერიმენტის სისუფთავეს. და ამ შედეგების კრიტიკოსები თავს არ იწუხებდნენ მუშაობით.

მაგალითად, როი კენედიმ მხოლოდ… 1,5 წელი დახარჯა ყველა სამუშაოზე, მათ შორის მოწყობილობის დიზაინზე, დამზადებაზე, მის გამართვაზე, გაზომვებზე, შედეგების დამუშავებაზე და მათ გამოქვეყნებაზე. ამავდროულად, ექსპერიმენტების უმეტესობა, რომლებიც აკრიტიკებენ ეთერს, კვლავ ტარდება ბუნკერებში, სარდაფებში, კრიოგენულ ან ფერომაგნიტურ ჯავშანში - ანუ მაქსიმალური ეთერის სკრინინგის პირობებში.

მილერის ნაშრომების გამოქვეყნების შემდეგ, მაუნტ ვილსონის ობსერვატორიაში გაიმართა კონფერენცია „ეთერის ქარის“სიჩქარის გაზომვის შესახებ. ამ კონფერენციას ესწრებოდნენ ლორენცი, მაიკელსონი და იმ დროის მრავალი სხვა წამყვანი ფიზიკოსი. კონფერენციის მონაწილეებმა მილერის შედეგები ყურადღების ღირსად აღიარეს; გამოქვეყნდა კონფერენციის მასალები.

მაგრამ ცოტამ თუ იცის, რომ ამ კონფერენციის შემდეგ მაიკლსონი კვლავ დაუბრუნდა ექსპერიმენტებს „ეთერის ქარის“აღმოსაჩენად; ეს სამუშაო მან განახორციელა Peace-თან და Pearson-თან ერთად.1929 წელს ჩატარებული ამ ექსპერიმენტების შედეგების მიხედვით, "ეთერის ქარის" სიჩქარე დაახლოებით 6 კმ/წმ-ია. შესაბამის პუბლიკაციაში ნაშრომის ავტორებმა აღნიშნეს, რომ „ეთერის ქარის“სიჩქარე გალაქტიკაში დედამიწის მოძრაობის სიჩქარის დაახლოებით 1/50-ია, რაც უდრის 300 კმ/წმ-ს.

ეს მნიშვნელოვანი შენიშვნაა. იგი ვარაუდობს, რომ თავდაპირველად მაიკლსონი ცდილობდა დედამიწის ორბიტალური სიჩქარის გაზომვას, სრულიად გამოტოვებდა იმ ფაქტს, რომ დედამიწა, მზესთან ერთად, გალაქტიკის ცენტრის ირგვლივ გაცილებით მაღალი სიჩქარით მოძრაობს; ასევე არ იყო გათვალისწინებული ის ფაქტი, რომ თავად გალაქტიკა სივრცეში მოძრაობს სხვა გალაქტიკებთან შედარებით.

ბუნებრივია, თუ ყველა ეს მოძრაობა იქნება გათვალისწინებული, მაშინ ორბიტალური კომპონენტის შედარებითი ცვლილებები უმნიშვნელო იქნება. უფრო მეტიც, ყველა დადებითი შედეგი მიიღეს მხოლოდ მნიშვნელოვან სიმაღლეზე, კერძოდ, Mount Wilson Observatory-ზე, ზღვის დონიდან 1860 მეტრის სიმაღლეზე.

მაგრამ თუ ეგრეთ წოდებული "მსოფლიო ეთერი" ნაწილობრივ ფლობს ნამდვილი გაზის თვისებებს, რის გამოც დიმიტრი ივანოვიჩ მენდელეევმა მოათავსა იგი თავის პერიოდულ სისტემაში წყალბადის მარცხნივ, მაშინ ეს შედეგები სრულიად ბუნებრივად გამოიყურება.