Ученые разбираются с загадками. Как однажды заметил Ричард Фейнман: «Наука должна оставаться постоянным диалогом между скептическим исследованием и чувством необъяснимой тайны».
Три примера: звучит странно, почему математика может так точно описывать наш физический мир и даже предсказывать такие события, как движение планет или распространение радиоволн с Земли на космический корабль.
Обычно считается, что математические теоремы не вытекают из свойств реального мира (некоторые философы так думают), а больше похожи на очень сложную шахматную игру.
Во-вторых, совершенно загадочно, что #свет и радиоволны могут путешествовать в космическом пространстве, где их нечем поддержать.
Тем не менее, здесь хорошо работают математические метафоры (называемые уравнениями Максвелла).
Свет, достигающий нас от далеких звезд, действительно переносится через пустой вакуум, и ему требуется время, чтобы добраться сюда, поэтому, когда мы смотрим на звезды, мы смотрим назад во времени.
Однако идея о том, что свет движется с конечной скоростью, до недавнего времени вызывала сопротивление. Она прижилась только после первого приблизительного измерения #скорости Оле Ремером в 1677 году в одном из величайших экспериментов в истории науки.
Он сделал это с помощью телескопа Галилея, наблюдая луны Юпитера. Галилей предложил использовать луну Ио в качестве часов, поскольку она затмевалась за планетой каждые 42,5 часа, а затмения были видны из любой точки Земли.
Таким образом, моряки могли отслеживать время дома и определять свою долготу по разнице во времени между полуднем дома и полуднем по местному времени. Ремер заметил, что эти затмения иногда опаздывали примерно на десять минут из-за конечности скорости света.
Благодаря этой задержке Кристофер Гюйгенс и Исаак Ньютон смогли сделать первые достаточно точные оценки скорости света, используя приблизительный диаметр земной орбиты.
К восемнадцатому веку идея о том, что Солнце находится в центре Вселенной, получила широкое признание и, следовательно, была единственной идеей, «находящейся в состоянии покоя».
Было замечено, что ночное небо состоит из звездных узоров (называемых «созвездиями» - Орион, Большая Медведица ), которые двигались по небу, когда Земля вращалась вокруг своей оси. По этому неподвижному фону из далеких неподвижных звезд блуждали #планеты , отличающиеся неправильным движением.
Но сама идея фиксированного фона была поставлена под сомнение, когда астрономы наблюдали взрывы сверхновых и движущиеся звезды.
Это было великим открытием, основанным на точных измерениях Тихо Браге.
Ньютон использовал, но не признал открытие Кеплера (и закон обратных квадратов, приписываемый Роберту Гуку), чтобы развить свою теорию гравитации.
Объединение этих идей - конечной скорости света и абсолютного, данного Богом эфира в покое - привело к самой сложной проблеме из всех.
Как можно идентифицировать и локализовать эту систему покоя, и является ли она той неподвижной системой координат, относительно которой следует измерять скорость света?
Если это так, мы можем ожидать встречного эфира (или попутного ветра шесть месяцев спустя), когда Земля движется через него вокруг Солнца со скоростью около 67 000 миль в час. Эта рамка как-то прикреплена к далеким звездам, или к нашему Солнцу, или даже, что очень невероятно, к Земле (вращающейся вместе с ней)?
И, подобно фарам на быстрой машине ночью, не следует ли прибавлять скорость света к скорости автомобиля, источника света?
Он изо всех сил пытался определить местонахождение эфира в Западном университете Кейса, используя изобретенный им оптический интерферометр, но безуспешно. Что привело его к тому, что он в отчаянии почти бросил исследования.
Он обнаружил, что скорость света одинакова во всех направлениях и во все времена года - без встречного ветра! Больше всего озадачили измерения скорости света в Париже Леоном Фуко и Ипполитом Физо, которые подтвердили существование эфира в соответствии с более ранней теорией Френеля. И противоречивое предсказание Максвелла о том, что скорость света не зависит от скорости его источника.
Это были вопросы, над которыми боролись физики девятнадцатого века, что привело к настоящему кризису в физике, как указал лорд Кельвин в своем знаменитом обращении в 1900 году.
Его статья по теории относительности, а затем и его знаменитое уравнение E = mc ^ 2.
Это было уравнение, показывающее, что масса - это форма энергии, которая была необходима для объяснения ядерных реакций, которые приводят в действие наше #Солнце и #звезды , в дополнение к ядерному оружию.
Он сделал это, полностью отменив эфир, показав, что все движения относительны (умные студенты, покидая Лондон примерно в это время, спрашивали начальника станции: «Останавливается ли Оксфорд на этом поезде?»).
Ричард Холмс в своей великолепной истории науки и романтических поэтов начала девятнадцатого века ярко описывает тот век чудес. То, что неспособность обнаружить эфир и любую систему абсолютного покоя во Вселенной может привести к пониманию происхождения и судьбы звезд и ядерной энергии, несомненно, привело к началу второй Эпохи Чудес с рождением обеих теорий относительности. , и квантовая механика, наша самая глубокая загадка.
Если Вам понравилась статья ставьте лайки!
Делитесь впечатлениями в комментариях !
