Эфир - гипотетическая светоносная субстанция, в которой распространяются электромагнитные волны, подобно звуку в воздухе. Обладает инертностью, невесомостью, окутывают всю Вселенную.
Теория эфира базируется на том, что космическое пространство не должно быть пустым, а должно быть заполнено некоей материальной субстанцией (aka эфиром).
После окончательного опровержения этой теории (спустя 100 лет) в комментариях под моими статьями до сих пор появляются возгласы о глупости Эйнштейна и восторжествованиях эфиру.
Кто же все-таки прав? Стоит разобраться.
Об эфире думали еще до нашей эры
А точнее, о нем думали древнегреческие философы, которые называли это "небесное вещество" "пятым элементом", подобно воздуху, огню, воде и земле (которые, по их мнениям, тоже были заполнены эфиром).
Аристотель придумал эфиру термин - квинтэссенция, а античные представления о ней были неизменны до 1618 года, когда французский ученый Рене Декарт создал гипотезу светоносного эфира в своих "Первоначалах Философии" - гипотеза стала общепризнанной в науке.
Эфир состоит из шарообразных частиц, находится в постоянном движении, образуя вихри. Под давлением этих вихрей создается световой поток (движение эфира засчет центробежной силы). А в конце 17-го века были разработаны две модели света: корпускулярная (свет - частица) и волновая (свет - волна). Обе были на основе существования декартовского эфира.
Декарт заявил, что пустоты (вакуума) не существует, а существует производные материи из первоматерии (субстрата). Он разделил эти производные на три группы:
- Элемент огня - самая тонка и проникающая жидкость, сформированная в процессе стачивания частиц материи - они самые маленькие и быстрые. Из них состоят звезды и Солнце.
- Элемент воздуха - сферы, формирующие тончайшую жидкость по сравнению с видимой материей. Эти частицы сохраняют свою форму, т.е. из нее состоят все видимые тела, кроме планет и звезд (космос). Именно элемент воздуха образует светоносный эфир.
- Элемент земли - частицы эфира, из которых состоят планеты. Малоподвижны, больших размеров.
Механические свойства эфира, а именно абсолютная твёрдость частиц второго элемента и их плотное прилегание друг к другу, способствуют мгновенному распространению изменений в них. Когда импульсы изменений достигают Земли, они воспринимаются нами в качестве тепла и света.
Декарт объяснил не только движение света при помощи эфира, но и гравитацию, которая вызвана давлении окружающих Землю эфирных частиц. Магнетизм вызван циркуляцией вокруг магнита двух встречных потоков мальчайших частиц эфира с противоположной резьбой (так написано в википедии), посему магниты могут притягиваться и отталкиваться. За электростатические явления ответственны частицы лентообразной формы. Декарт также объяснил природу света - они получаются от разных скоростей вращения частиц второго элемента.
Исаак Ньютон был сторонником корпускулярной модели света, но вскоре люди обратили внимание и на волновую теорию, которая перешла в теорию об упругом колебании света в эфире.
Надумали люди тогда много, а вот ответить на вопрос, что такое эфир так и не смогли (похожая ситуация сейчас происходит с темной материей). Никто не мог определить свойства эфира - он стал настоящей загадкой. После появления электродинамики Максвелла эфир стал носителем не только для света, но и для любой другой электромагнитной частицы (и волны).
Квантовый вакуум
Поль Дирак (один из создателей квантовой механики) предположил существование квантового вакуума (эквивалент эфиру) - как сверхмалая субстанция по сравнению с обычными видами эфира.
Эфир, химия и Менделеев
Дмитрий Иванович Менделеев задумывался о том, что представляло из себя "эфир": от гипотез о разреженном воздухе до неизвестного инертного газа с ничтожной массой. На эскизе своей периодической таблице химических элементов он оставляет запись "Легче всех эфир, в миллионы раз", "При нулевом давлении у воздуха есть некоторая плотность, это и есть эфир!" - написал он в своей рабочей тетради в 1874 году. По мнению Менделеева, группа инертных газов могла быть дополнена коронием и легчайшим, пока неизвестным элементом, названным им ньютонием, который и составляет мировой эфир.
С помощью дум об эфире, Менделеев сформулировал молекулярную теорию, термодинамику, обосновал поведение сжатых газов, получил уравнение идеального газа, газовую постоянную и вириальные разложения. О как.
Эфирный ветер
В конце 19-го века теория эфира начала сдавать: астрономы обнаружили, что эфир неподвижен и лишь способен увлекаться под действием движущих веществ. В 1868 году Максвелл захотел доказать существование эфира, для чего создал опыт, который провели американские физики - Альберт Майкельсон и Генри Морли. Задачей опыта было определение эфирного ветера с помощью интерферометра.
Земля обращается вокруг Солнца (надеюсь, в этом никто не сомневается) относительно эфира полгода в одном направлении, полгода - в другом. Интерферометр должен был зафиксировать эти полугодовые эфирные изменения: но никаких колебаний обнаружено не было. Первый удар против пользы эфира.
Эйнштейновский эфир, и как СТО прогнала его своим ветром
Альберт Эйнштейн решил добить лежачего - его Специальная Теория Относительности предложила вместо эфира физический вакуум. Простой аргумент Эйнштейна звучал так:
Нам не нужен эфир, так как с введением кинематики Специальной Теории Относительности, все светоносные и электромагнитные свойства эфира она вобрала в себя, оставив эфир без каких-либо свойств.
Причины отказа от эфира
Помимо СТО, эфир начали считать лишним по этим причинам:
- неощутимую (но хоть какую-то) массу имеет вакуум, который раньше считали безмассовым
- все движения электромагнитных частиц-волн наука способна объяснить без помощи добавления каких-либо других материальных субстанций (т.е. эфира или вакуума)
- несовместимость квантовой природы магнитного поля и гипотезы непрерывного эфира
- эфир Лоуренца-Пуанкаре (наиболее лояльная теория эфира) был несовместим с принципом относительности (ОТО)
- реальность процессов в эфире зависит от точки наблюдения, что в физике недопустимо
Попытки возврата эфира в физику оказались провальными: сейчас термин "эфир" в своем роде используется лишь в истории науки, как в данной статье.
Оставлю данный материал на растерзание, с удовольствием готов рассмотреть ваше мнение (с подтверждением в виде источника). Спасибо.
