Светящийся эфир
Светящийся эфир - это вещество, которое когда-то заполняло Вселенную и объясняло, как может происходить пропускание волн света. Люди верили, что свет - это своего рода волна. Волны распространяются по поверхности воды в пруду, по воздуху в помещении и т.д. Все волны, которые люди изучали до этого, проходили через среднюю Звуковую волну, проходили быстрее через сталь, чем через воздух. Поэтому люди представляли себе, что свет должен путешествовать и через подобную среду. Так как свет движется быстрее, чем что-либо другое, свет должен путешествовать через что-то более жесткое (например, сталь) быстрее, чем что-либо другое. Но в то же время это вещество должно было бы полностью уступать, чтобы оно не замедляло движение планет и не заставляло их в конце концов падать на их солнца. Люди, пришедшие до Альберта Эйнштейна, верили, что это вещество существует, и называли его "светящимся эфиром".
Если наблюдатель должен был путешествовать на лодке, проходящей через океанское течение, то он мог наблюдать за изменением скорости движения волн в зависимости от отношения наблюдателя к течению.
Физики проводили эксперименты, чтобы попытаться прояснить этот вопрос. Эксперимент Микельсона-Морли показал, что не было никакой среды, через которую проходил бы свет. Он показал, что нет эфира Luminiferous.
Самый простой способ увидеть общую идею - это представить себе очень быстрый космический корабль, движущийся со скоростью в половину скорости света от одной звезды к другой. У космического корабля есть два скоростных измерителя, один из которых направлен назад, а другой - вперед. Поскольку космический корабль движется в сторону от фотонов, отведенных желтой звездой, и бежит в сторону фотонов, отведенных синей звездой, наш обычный опыт подсказывает нам, что мы будем измерять скорость желтых фотонов в 150 000 километров в секунду, а скорость синих фотонов в 450 000 километров в секунду. Однако оба фотона измеряются со скоростью 300 000 км/сек. Таким образом, этот результат показывает, что скорость не меняется по отношению к движению космического корабля.
Недавнее исследование
Недавнее исследование намного точнее, чем исследование Майкельсона и Морли, но оно все же показывает, что скорость света постоянна вне зависимости от того, в каком направлении он движется.
Красный космический корабль движется от желтой звезды к синей звезде. На вставке внизу показаны спидометры для света от обеих звезд.
Вопросы и ответы
В: Что такое фотопористый эфир?
Ответ: Светящийся эфир - это субстанция, которая, как когда-то считалось, заполняет Вселенную и объясняет, как могут перемещаться световые волны. Люди верили, что свет - это своего рода волна, и что он должен проходить через какую-то среду, чтобы иметь постоянную скорость.
В: Что люди верили об этом веществе?
О: Люди считали, что это вещество должно обладать очень низкой вязкостью, чтобы оно не замедляло движение планет и не заставляло их в конечном итоге падать на свои солнца. Они также считали, что это может помочь объяснить, почему свет путешествует с такой высокой скоростью.
В: Как физики пытались объяснить этот вопрос?
ОТВЕТ: Физики проводили эксперименты, такие как эксперимент Майкельсона и Морли, чтобы попытаться определить, действительно ли свет имеет невидимую среду, через которую он распространяется.
Вопрос: Что показал эксперимент Майкельсона-Морли?
Ответ: Эксперимент Майкельсона-Морли показал, что не существует среды, через которую мог бы проходить свет, что указывает на отсутствие эфира, производящего свет.
Вопрос: Как мы можем представить себе, что происходит, когда наблюдатель путешествует в лодке, движущейся по океанскому течению?
ОТВЕТ: Если бы наблюдатель путешествовал в лодке, проходящей через океанское течение, он мог бы наблюдать изменения в скорости волн по мере их движения, в зависимости от их отношения к течению.
Вопрос: Что это говорит нам об относительных скоростях, если мы представим себе космический корабль, летящий от одной звезды к другой?
Ответ: Если мы представим себе очень быстрый космический корабль, летящий со скоростью в половину скорости света от одной звезды к другой, мы увидим, что скорость обоих фотонов измеряется на уровне 300 000 км/с независимо от движения или направления - это указывает на то, что скорости не меняются в зависимости от движения космического корабля.
