A jelenlegi modern fizika több mint 100 éves. Ma már inkább gátja, mint segítője a tudomány fejlődésnek. Szükség van tehát egy új fizikára. De milyen is lesz ez az új fizika? Erre keressük a választ.
A második magyarázat lényegesen jobb volt. Ez Stokes ír-angol fizikustól származott. Az ő nevét a hidrodinamikából, a róla elnevezett törvényről ismerhetjük, de a fénytan területén is kimagaslót alkotott. A fény fluoreszkálását ő ismerte fel először és magyarázta helyesen.
Stokes elképzelése szerint nem helyes az abszolút nyugvó éterben haladó Föld modellje. Szerinte a fényközeg nem áll egyhelyben, hanem a Föld közelében lévő része követi a Föld mozgását. A Föld viszi magával a fényközeget a földfelszínen, mintha egy vékony rétege hozzátapadna a Földhöz. Így a Föld felszínén (ahol a mérés történt), a Föld és a fényközeg között nem lehet sebességkülönbség. Ez tökéletes összhangban van az MM kísérlet eredményével, hiszen a kísérlet is azt mutatta, hogy ha létezik közeg, akkor az együtt mozog a Földdel, mert nincs sebességkülönbség közöttük.
Az akkori tudósok mégsem fogadták el ezt a magyarázatot. A mozgó fényközeg nagyon idegen volt számukra, mert az abszolút nyugvó éter gondolata ekkorra már mély gyökereket vert a fizikában, így képtelenek voltak elfogadni Stokes kézenfekvő magyarázatát. Stokes magyarázata egy újfajta fényközeget tételezett fel, amelynek egyes részei mozognak, és így felborította volna az éterről kialakult megkövesedett képet, amely szerint az éter az abszolút nyugalom megtestesítője.
Ezenkívül volt még néhány rosszul értelmezett kísérlet is, amely látszólag nem támasztotta alá Stokes elképzelést, így az akkori tudósok nagyobb része elvetette a helyes magyarázatot. A kérdés így nem jutott nyugvópontra.
És ekkor jelent meg a színem Albert Einstein, és kitalált egy 3. magyarázatot, amely a legrosszabb volt a három közül. Az ő megoldása: Éter nem létezik, sem semmiféle más fényközeg.
A folytatásban majd ezt elemezzük ki részletesebben.
Te szuperfifikus, hallottâl te már valamit a "Nagy Attraktorról", ami felé a Föld mozog kb 10.000 km/h sebességgel. Ez a sebesség úgyan nagy, de mégis kicsi a fény sebességéhez viszonyítva.
Hallottál te valamit az elemi gravitációs töltésekröl, amikböl a gravitáció kiindul és a c sebessége független a g-töltések sebességétöl és erre van egy mozgásegyenlet, levezetve a hatásintegrálból?
Te rosszul teszed fel a kérdést: NEM a Föld sebességét akarták kimérni az MM kísérlettel, hanem AZT, hogy a fény sebessége független a Föld sebességétöl. Az egész hablatyodat hagyhatnád, nincs semmi megfogható értelme!
Az első magyarázat Fitzgerald ír fizikustól származott, amelyet Lorentz azonnal a magáévá tett. Fitzgerald azt mondta, hogy a nyugvó éter létezik és ebben mozog a föld, csak nem lehet kimutatni. Azért nem, mert az éterben való mozgás hatására a mérőműszer deformálódott. Az interferométernek az a karja, amelyik a mozgás irányába esett, összenyomódott. Az összenyomódás mértéke akkora volt, amely éppen megakadályozta a sebességkülönbség kimutatását. Ez a magyarázat nagyon tetszett Lorentznek, mert így megmenthetőnek látta az abszolút nyugvó étert, amelyet éppen ő talált ki. De sokan megkérdezték: miért bosszantana bennünket a természet azzal, hogy éppen megakadályozza a mérést? Amire Lorentznek nem volt értelmes válasza.
Azonban volt ennek a magyarázatnak egy másik végzetes hibája is. Ugyanis az összenyomódás bizonyíthatatlan volt. Ha meg akarnánk mérni a műszer karjának az összenyomódását, pl. egy méterrúddal, akkor nem mennénk vele semmire, mert a méterrúdnak is ugyanúgy össze kellene nyomódnia mert az is ugyanúgy mozog az éterben.
A fizikában pedig az olyan magyarázatnak nincs értelme, amely nemhogy gyakorlatilag, de még elvileg sem teszi lehetővé a magyarázat bizonyítását. Így ez az elképzelés nem aratott nagy sikert. Hiába volt ekkoriban Lorentz a világ legtekintélyesebb fizikusa, nem sikerült elfogadtatnia az erre a helyzetre kitalált, de bizonyíthatatlan magyarázatot.
A kérdés tehát nyitva maradt. Miért nem mutatta ki az MM kísérlet a Föld sebességét az éterben?
Mint írtam, az éterelképzeléseknek volt egy közös vonása, hogy mindenki atomos felépítésű, mechanikus anyagnak képzelte az étert. Sokan készítettek is mechanikus modelleket, az éter szerkezetének modellezésére, amelyek rugókat, fogaskerekeket, és más mechanikus elemeket tartalmaztak.
Még maga Maxwell is ilyen mechanikus szerkezettel akarta modellezni az étert. Persze senkinek sem sikerült olyan modellt alkotnia, amely megmagyarázta volna a fény terjedését az éterben, vagy megmagyarázta volna, hogy miért nem tanúsít a benne haladó bolygókkal szemben ellenállást a közeg.
Bár ezek a modellek mind kudarcba fulladtak, mégis szinte mindenki egyöntetűen hitt benne, hogy a világot kitöltő mozdulatlan atomos éterben terjed a fény. Az éterelképzeléshez hozzátartozott, hogy a fény sebességét a saját közegéhez, vagyis az éterhez képest kell értelmezni. Ebből az következett, hogy a fény, amely a mérések szerint közel 300000 km/s sebességgel halad az éterben, minden irányban ezzel a sebességgel száguld. Az is természetes volt ekkoriban, hogy ha megpróbálunk utánaszaladni a fénynek, pl. 30 km/s sebességgel, akkor a fénysugár csak 300000-30=299970 km/s sebességgel menekül előlünk. Oldalirányban azonban marad a 300000 km/s sebesség.
Ezért Maxwell javasolt egy kísérletet a nyugvó éter kimutatására. Lássuk, mi volt a javaslat!
A Föld 30 km/s sebességgel kering a Nap körüli pályán. Ha az éter egyhelyben nyugszik, akkor a Föld az éterben állandóan 30 km/s sebességgel halad. Tehát legyen a Föld az a test, amely utánaszalad a fénysugárnak. Ha a Földről mérjük meg a fény sebességét, akkor a Föld mozgásának irányában 30 km/s-al kisebbnek kell lennie, mint oldalirányban.
Igen ám, de a Föld haladási sebessége 10000-szer kisebb, mint a fény sebessége. Olyan mérőeszköz pedig nem létezett, amellyel ilyen nagy pontossággal meg tudták volna mérni a fény sebességét a két irányban. Ekkor lépett színre a zseniális Michelson, aki azt javasolta, hogy ne külön-külön mérjék meg a fénysebességet a két irányban, hanem csak a különbségüket mutassák ki. Erre ugyanis tudott szerkeszteni egy interferencia elven működő szerkezetet.
Anélkül, hogy a mérés nehézségeinek részleteit ecsetelném, csak a végeredményt írom le.
Mindenki csodálkozására a kísérlet meglepő eredményt hozott. A műszer nem mutatta a várt 30 km/s eltérést a két irányban. Ha van is eltérés, annak 1 km/s alatt kell lennie. Vagyis semmiképpen nem igazolódott be a 30 km/s-os várt eredmény. Ezt azt jelentette, hogy a mozgó Föld és az éter között nincs mérhető sebességkülönbség. Olyan, mintha a Föld folyamatosan állna az éterben.
Miért jelentett ez komoly megrázkódtatást a fizikában? Hát egyrészt azért, mert összeomlott az a halálbiztosnak látszó előzetes feltevés, hogy a Föld mozog a nyugvó éterben. Másrészt pedig így magának az éternek a létezését sem sikerült kísérletileg kimutatni.
A tudósok értetlenül álltak a kísérlet negatív eredménye előtt. De hamarosan 3 teljesen különböző magyarázat is született.
A történet még a görögöknél kezdődik, az "éter" szó eredetével.
Arisztotelész szerint a földi világ négy őselemből áll. Föld, levegő, tűz és víz.
A Földön kívüli világ, örökké égő anyaga volt az "éter", amelynek jelentése: égő.
Innen származik az ég szavunk, vagyis az égbolt.
Szerinte az égen azért láthatók csillagok, mert az égbolton apró lyukak vannak, amin keresztül látjuk az örökké égő anyagot, vagyis az étert.
Ez volt az éter első változata. Már itt fellelhető az éter és a fény kapcsolata.
A középkorban ez a fajta éter feledésbe merült. De amikor először merült fel, hogy a fény hullámokból áll, akkor meg kellett mondani azt is, hogy mi hullámzik. Mert a hullámzás tovahaladó rezgés, amely nem lehetséges, ha nincs valami anyag ami a rezgéseket továbbítja. Ekkor bukkan fel másodszor az éter. Azt a közeget nevezték fényéternek, vagy röviden éternek, amelyben a fény terjed.
Úgy képzelték, hogy ez egy mindent áthatoló, láthatatlan, nagyon finom, súlytalan anyag. Mivel minden kitölt, ezért a fény mindenütt képes terjedni.
Ez volt az éter második változata. Nem tudták, hogy ez valójában micsoda, csak a fény közegét jelölték vele. Vagyis az éter ekkoriban általánosságban magát a fényközeget jelentette.
De senki sem tudta, hogy mi is ez, vagy hogyan kellene elképzelni. Ekkor már ismerték a másik hullámmozgást a hangot. Tudták, hogy a hangrezgéseket a levegő közvetíti. Ezért először az étert a levegő mintájára képzelték el, vagyis egy láthatatlan gáznak gondolták. Ez már egy konkrét 3. változata volt az éternek. Az akkori nézet szerint a levegő-szerű éter ugyanúgy atomokból vagy molekulákból áll, mint a levegő, és ugyanúgy tud mozogni is, vagyis áramlatok lehetnek benne, mint a levegőben, amikor a fúj a szél.
Ezután felfedezték, hogy a fény polarizálható, vagyis keresztirányú (transzverzális) rezgés. Szemben a hanggal, amely hosszirányú (longitudinális) rezgés. Ezért, a közeg sem lehetett levegőszerű, mert levegőben nem alakul ki keresztirányú (transzverzális) rezgés, csak kemény anyagokban. Ekkor jött az az ötlet, hogy az éter egy különleges folyadék, amely a gyors rezgések esetében kemény anyagként működik, de lassú mozgásnál gyakorlatilag olyan híg folyadékként viselkedik, amelynek gyakorlatilag nincs ellenállása. Ezért nem fékezi az éter a bolygók mozgását. Ezt a különleges folyadékot is atomokból állónak képzelték, és ugyanolyan mozgónak, áramlónak, mint a levegőt. Ez volt a 4. elképzelés.
De a mozgó folyadékszerű éter elképzelés sem volt hosszú életű. Mert hamarosan felváltotta a kocsonya-szerű éter. Ez már nem volt képes mozogni, csak a rezgéseket tudta továbbítani, mint a ahogyan a kocsonya. Ezt is atomokból állónak, átlátszónak, és mindent kitöltőnek képzelték. De már tejesen mozdulatlan és merev lett, amelynek még a legtávolabbi részei sem mozoghattak egymáshoz képest.
Kézenfekvőnek látszott, hogy ehhez a mozdulatlan éterhez hozzákapcsolják az abszolút nyugalmat, mert ez egy globális nyugvó viszonyítási alapot szolgáltatott.
Az abszolút nyugalmat megtestesítő éter volt az 5. változat.
"Ezek szerint az elektromágneses hullám, vagyis a fénysugár maga fékezi önmagát a benne rejlő tulajdonságok alapján.
Szerintem nem úgy van. A közeg fékezi le. De nem mechanikai súrlódással.
A közeg mágneses permeábilitása és villamos permittivitása mondja meg, hogy benne a mágneses mező és a villamos mező milyen gyorsan tud felépülni és leépülni. Ez szabja meg a fény sebességét.
„Pl. a fény sebességét a közeg mágneses és villamos tulajdonságai szabják meg.”
Wiki: A transzverzális hullám olyan hullám, ami a haladási irányára merőlegesen kelt rezgéseketa közegben, amiben terjed. Ezzel szemben a longitudinális hullám a haladási irányban kelt rezgéseket. (kiemelés tőlem)
Nem úgy van, hogy más dolog a közeg, és más dolog a benne haladó fénysugár. Ezek szerint az elektromágneses hullám, vagyis a fénysugár maga fékezi önmagát a benne rejlő tulajdonságok alapján. Amíg az elektromosság „előre tart”, addig a mágnesesség rá merőlegesen „oldalra tart”? Ez a „széttartás” lenne az „önfékezés oka?
"Az időbeli eltolódások oka, a véges sebességű hatásterjedés. Ennek az okát ki tudja megmondani? Mi az a FÉK, ami az információt és az anyagot „kordában”tartja?"
Ezt nagyon jól látod.
Információt is csak valamilyen anyagi közeg segítségével lehet továbbítani.
Ugyanis a semmi nem képes információ továbbításra.
A FÉK tehát a közvetítő közeg tulajdonságaiban rejlik.
Pl. a fény sebességét a közeg mágneses és villamos tulajdonságai szabják meg.
Az időbeli eltolódások oka, a véges sebességű hatásterjedés. Ennek az okát ki tudja megmondani? Mi az a FÉK, ami az információt és az anyagot „kordában”tartja?
