Теория относительности Эйнштейна прочно оккупировала науку, но тем не менее вопросы остаются... Считается, что результаты опыта Морли-Майкельсона подтверждают её. Так ли это?
Что открыли, вернее, что не открыли учёные, пытаясь обнаружить эфир. Интерес представлял вопрос, есть ли материальная среда, через которое передаётся электромагнитное взаимодействие. Так как к тому времени было “железно” доказано, что свет является электромагнитной волной, то возник соблазн обнаружить среду, через которое передаётся взаимодействие, с помощью света и существует ли абсолютная система отсчёта. Проведенные опыты со светом показали, что не существует светоносной среды! Причём, сложение скоростей в данном опыте полностью соответствовало классическим представлениям. Скорость света находилась в зависимости от скорости источника и приёмника, именно этим объяснятся результат опыта. Но так как не было никаких сомнений, что свет является электромагнитным излучением, то эта интерпретация даже не рассматривалась под предлогом, такого не может быть, потому, что этого не может быть. Более того, вследствие ненаглядности опыта, появились утверждения, что данный опыт говорит о том, что скорость света не зависит от скорости источника. Однако стоит взять карандаш, начертить схему опыта и просчитать 2 варианта: случай, если скорость света зависит от скорости источника и приёмника, и если распространяется в эфире. И всё станет на свои места, т.е. опыт подтвердил классические представления о сложении скоростей.
Суть опыта заключается в том, что бы увидеть и по возможности вычислить разницу во времени хода лучей в зависимости от относительного движения эфира и опытной установки. На экране получалась интерференционная картинка и при повороте опытной установки она должна была меняться из-за того что менялось время прохождения лучей света, конечно, если свет распространяется в среде, называемой эфир.
Обозначим
vэ - скорость движения эфира или скорость движения опытной установки относительно системы отсчёта ,
a - расстояние между зеркалами, для простоты будем считать одинаковыми.
Классический вариант
Если бы результат опыта был положителен, то это подтвердило бы гениальную догадку, что свет является электромагнитной волной и что есть среда, как выделенная система отсчета, через которое передаётся взаимодействие. Но результат был отрицательным, получалось, что свет не является электромагнитной волной, ведь по теории именно электромагнитное поле было носителем фотонов света!!! А, носителя света не было обнаружено. Логично, далее, было бы провести аналогичные опыты по обнаружению среды передающей электромагнитные взаимодействия, используя электрические заряды, и если результат оказался отрицательным, тогда имело смысл предполагать, что электромагнитное поле может быть таким носителем, а дело в чём-то другом.
Для того чтобы понять зависит скорость света от источника и приёмника, можно проделать более наглядный опыт по обнаружению эфира с помощью лазера. Морли и Майкельсон разделяли луч на два перпендикулярных луча и потом их сводили вместе, и, вращая установку, хотели обнаружить сдвиг в интерференционной картине из-за запаздывания луча света. Это должно было произойти из-за движения Земли в пространстве относительно эфира. Аналогичный эксперимент можно провести и с лазером, но, не разделяя луч.
Закрепить лазер оптического диапазона, так что бы луч был параллелен земле и на расстоянии, скажем, километр установить экран или датчик позиционирования. Лазер это позволяет сделать, в отличие от пучка света, который имеет большой угол расхождения. И в течение суток наблюдать отклонение луча от первоначального положения. Кстати, попытки такие, и отклонения обнаруживались, но они не соответствовали расчетным. Если есть светоносная среда, это отклонение в максимуме может достигать 10 см из-за движения по орбите и вращения Земли вокруг собственной оси. Не трудно предугадать результат этого опыта… Но данный эксперимент более простой и наглядный. Какие выводы можно сделать? А, то, что свет ведёт себя как любое другое тело. То есть, если бы мы закрепили не лазер, а стрелковое оружие и стали проверять результаты стрельбы, то они не зависели бы от времени суток. А, это означает, что свет либо имеет инерцию или скорость его зависит от скорости источника, что в опытах Морли и Майкельсона не так очевидно. Т.е. не было обнаружено светоносной среды, но это не говорит о том, что есть среда, которая передает взаимодействия. Всё как-то не убедительно...
Законы электромагнитного поля.
Казалось бы, этот пробел заполнили открытые к тому времени законы электромагнитного поля. Из них следовало, что они выполнялись, не зависимо от систем отсчета. Складывалась картина, что электромагнитные взаимодействия так же выполняются, не зависимо от источника и приёмника излучения. Но … Есть большое НО… Скорость источников и приёмников электромагнитных полей при постановке экспериментов (при изучение законов этих полей) были на много порядков ниже скорости распространения взаимодействия. Я не припомню эксперимента, где бы экспериментаторы носились с приборами друг относительно друга со скоростью близкой к свету, что бы проверить законы электромагнитных полей на таких скоростях. Следствием таких экспериментов стала бы зависимость законов от относительного движения приёмников и источников полей при приближении к скорости света. И уж точно работа по перемещению заряда в потенциальном поле по замкнутой кривой при релятивистских скоростях не равнялась бы нолю, а сопровождалась бы дополнительными энергетическими потерями.
Хорошая ссылка: https://fb.ru/article/401565/opyit-maykelsona-i-morli