Есть мнение, что предельность и неизменность скорости света во всех инерциальных системах отсчёта не постулат Теории Относительности, а факт, экспериментально установленный в результате проведения известного каждому со школьной парты опыта Майкельсона-Морли. И это самое удивительное мнение об опыте Майкельсона, с которым мне приходилось сталкиваться. Обычно по данному поводу совершенно другие глупости думают.
...Между тем, разведка в мировой паутине показала, что такое мнение действительно появилось. С лёгкой (но кривой) руки кого-то из популяризаторов науки, видимо.
Следовательно, об опыте Майкельсона-Морли, которому традиционно посвящается глава в учебнике физики, а значит, очень велика вероятность, – странно, но неоднократно проверенный экспериментом факт, – что читатель слышит об этом «Майкельсоне» (таки да, кстати) в первый раз… Опыт ставился с целью косвенного обнаружения мирового эфира, – всепроникающей среды распространения световых волн. Подразумевал он, как можно видеть на схеме, наблюдение интерференции пущенных крест на крест лучей света. Если свет распространяется в среде, то Земля должна двигаться относительно этой среды. Следовательно, в одном из лучей (попеременно, учитывая вращение планеты вокруг своей оси) скорость света окажется меньшей чем в другом, что будет вносить искажения в картину… Но ничего увидеть не удалось. Скорость света оказалась независящей от направления.
Традиционно, по поводу опыта думают разные глупости. Но чаще всего, что опыт ставился с целью опровержения существования эфира, был проведён однократно, и с тех пор все решили, что «эфира нет». Опыт ставился с целью обнаружения эфира (движения Земли относительно эфира), но отрицательный результат никогда не может считаться окончательным. Соответственно, опыт ставился сотни раз в разных лабораториях по всему миру на протяжении почти сорока лет, – с 1887 по конец 20-х прошлого века. Каждый экспериментатор стремился внести улучшения и повысить точность, так что по результату точно стало известно, что если свет распространяется в среде, то скорость движения Земли относительно данной среды менее одной миллионной миллиметра в секунду.
Следует также отметить, что несмотря на ненаблюдаемость движения планеты относительно среды, существование эфира опыты не опровергали. Полагая, что Земля каким-то образом может увлекать за собой прилежащие массы эфира, многие видные учёные до 30-х годов продолжали оставаться сторонниками существования среды. Тут можно назвать, например, Лоренца, на уравнениях которого в значительной мере основана Теория Относительности.
Окончательный отказ от эфирной механики был связан с развитием квантовой механики, давшей более простое, и легко поддающееся проверке (ведь, отдельные кванты могут наблюдаться непосредственно) объяснение волновым свойствам электромагнитных излучений. Тем не менее, Эйнштейн подчёркивал, что опыты Майкельсона вызвали в науке «замешательство», обусловившее быстрый и громкий успех его теории.
...Может быть, в основе нового мифа лежит это высказывание?
В любом случае, странно сие.
В рамках опыта скорость света наблюдалась и оказалась неизменной в одной, связанной с наблюдателем (интерферометром) системе отсчёта. Какой-либо второй системы – движущейся относительно первой, – там не было в принципе. И быть не могло, ведь задача заключалась в том, чтобы обнаружить движение по изменению скорости света…
Постоянство же скорости света, именно постулат, – непроверяемая исходная посылка в рассуждениях, оказавшаяся очень удобной. Теория именно постулирует, что наблюдатели, движущиеся относительно друг-друга в любых направлениях с любыми (до световыми) скоростями, наблюдая один и тот же фотон, увидят его летящим со скоростью света. Это очень нетривиальное допущение. Конртинтуитивное, ибо скорости кажутся относительными… Как бы быстро не неслись два поезда по параллельным путям, относительно друг-друга они будут неподвижны, если скорости эти одинаковы.
Вот, в случае света это не работает. Можно двигаться навстречу фотону, можно убегать от него, – но приближаться он будет со скоростью света в обоих случаях.