Продолжение очерков про основные идеи специальной теории относительности (СТО). Начало здесь.
Читая комментарии, вынужден повторно обратиться к гениям, твердо знающим, что СТО неверна: проходите спокойно мимо! Эти заметки не для вас.
Отсутствие «эфирного ветра» было доказано опытом Майкельсона?
На самом деле, течение всего XIX века ставились эксперименты, призванные обнаружить «снос» движущимся эфиром света и электромагнитного поля – правда, в первом порядке величины v/c. Они ничего не обнаружили, что естественно: в установке с неподвижным источником и приемником – предполагаемый эфирный ветер (в вакууме) мог бы дать лишь эффект второго порядка. А он лежал вне точности приборов XIX века.
Многие считают, что луч должен сноситься поперечным эфирным ветром. От орбитальной скорости Земли отклонение на дистанции 10 метров составит ведь 1 мм. Через 12 часов такое же отклонение луча появится в другую сторону. Обнаружить - пара пустяков, и находятся умельцы с лазерной указкой, регистрирующие отклонение!
Конечно, здесь результаты неряшливых опытов. Отклонение означало бы, что форма луча искривляется, свет идет не по прямой. Но скорость «частицы» света в каждой точке – векторная сумма скорости в неподвижной среде плюс скорость «ветра», то и другое константы. Причин для непрямолинейного распространения нет.
А вот в опытах с прозрачными средами, с показателем преломления, большим 1, эффект первого порядка ожидался вполне обоснованно. Проделали множество изощренных экспериментов – с неизменно нулевым результатом. Теория Френеля (о ней, возможно, поговорим в будущем) наскоро залатала дыру.
Да, установка Майкельсона могла ловить эффект второго порядка. Но передовые теоретики того времени скорее удивились бы, если бы опыт Майкельсона что-то обнаружил. Было уже ясно: распространение волн, и вообще электромагнитных взаимодействий – процесс не механический, не связанный с движением масс. Следовательно, как уже объясняли ранее, должно быть либо мгновенным (что противоречит опытам), либо иметь инвариантную скорость.
В чем идея опыта?
Майкельсон пытался обнаружить движение относительно предполагаемой механической среды распространения света.
Движение в эфире обнаружимо во втором порядке величины v/c. Можно замерять время, затрачиваемое сигналом на распространение вдоль фиксированного отрезка туда и обратно (с отражением на конце). Та система отсчета, в которой время будет наименьшим, покоится относительно среды.
Или проще: замерять это время при разных ориентациях прибора. Одинаковые результаты будут означать, что система покоится абсолютно. А если неодинаковы, можно вычислить скорость движения относительно среды. Такова идея опыта Майкельсона и Морли. Только он дал (применительно к свету) отрицательный результат.
Возможно, эфир просто увлекается Землей?
Конечно, думали и об этом (теория Стокса). Но такие «течения» в массе эфира влекут преломление, которое легко обнаружились бы астрономическими наблюдениями. Разве только считать, что Земля увлекает с собой эфир всей Вселенной…
Отрицательный результат окончательно похоронил все теории эфира, кроме концепции Фитцджеральда-Лоренца. В соответствии с ней эфир, хотя и существовал номинально, был необнаружим. Оставался последний шаг: отбросить идею эфира, как излишнюю.
Может ли случиться, что эфир будет со временем обнаружен?
В его классическом значении – нет, исключается.
До СТО еще можно было сохранять понимание поля как способа математического представления. Поле скоростей, поле температур, – здесь естественными были вопросы: скорость – чего? температура – чего?
Когда стало очевидным, что электромагнитное поле является самостоятельной материей, а не просто математическим формализмом – с этого момента идея эфира потеряла физическое содержание.
Кое-кто уверяет, что Майкельсон и Морли все-таки обнаружили эфирный ветер, хотя и меньшей величины, чем ожидалось. Называют также Миллера. Кажется, почему бы не пересмотреть протоколы их опытов?
Здесь недоразумение. Подобные эксперименты многократно повторялись с точностью, на много порядков большей, чем те, давние. Ссылка на Майкельсона – просто дань уважения. Его результаты суть факт истории, а не современной науки.