Итак, в прошлый раз мы выяснили, что были ученые, которые пытались определить скорость света, но были и другие, которые пытались выяснить взаимосвязь между электричеством и магнетизмом.
В 1800-х годах жил такой ученый - Майкл Фарадей, один из величайших физиков-экспериментаторов, теоретик и шоумен.
Известно, что его считают первооткрывателем электричества, демонстрировавшим в своих экспериментах неразрывную связь между электричеством и магнетизмом.
Именно Фарадей обнаружил, что плоскость поляризации света может вращаться при прохождении через материал (например, стекло), помещенный в сильное магнитное поле, — явление, известное сегодня как эффект Фарадея.
Это был решающий эксперимент, демонстрирующий прямое взаимодействие света и магнетизма. Фарадей предполагал, что свет представляет собой некое электромагнитное явление, но ему не хватало математических инструментов для доказательства этого.
Затем, примерно в то же время, появляется Джеймс Клерк Максвелл (одно из самых известных имен в физике), который подхватил идеи Фарадея и создал математическую теорию (называемую теорией Максвелла), указывающую на очень тесную связь света с электромагнитными волнами.
Позже, когда Максвелл рассчитал скорость электромагнитных волн, он пришел к выводу, что сам свет должен быть электромагнитной волной.
Но оставался непростой вопрос. Всякий раз, когда кто-то вычисляет скорость чего-либо, эта скорость всегда относительна по отношению к чему-либо.
Например, если мы вычисляем скорость движущегося поезда, то его скорость измеряется относительно неподвижной поверхности, по которой он движется. Или, даже если скорость измеряется относительно движущегося объекта, скорость поезда будет равна сумме скорости поезда и объекта (если движение происходит в противоположном направлении, то скорость будет считаться отрицательной).
Но какова была скорость электромагнитных волн (или света) и относительно чего?
Об этом ничего не было известно. Для физиков это было настолько ошеломляющим открытием, что возникла целая воображаемая субстанция, известная под названием - эфир. И хотя эфир не был чем-то уж таким новым (он известен еще со времен Аристотеля), в науке к нему отнеслись серьезно впервые.
Физики выдвинули гипотезу, что Вселенная должна быть заполнена эфиром, и что скорость света (или электромагнитных волн) определяется относительно этого эфира. Было проведено множество экспериментов по обнаружению этого эфира, но ни один из них не увенчался успехом. Физики немного приуныли.
Но тут, как яркий солнечный луч, появился…
Кто бы вы думали?
ТАДАМ!!!
Барабанная дробь,
Конечно же - Альберт Эйнштейн!
Имя известнейшее в физике, являющееся воплощением понятия «гений».
В молодости у него было немало неудач. Но когда он был на пике своей карьеры, он обладал способностью кардинально изменить ход развития целой науки. Например, он действительно изменил физику для поколения, пришедшего после него. Сейчас эта наука называется «современная физика».
А все началось в 1905 году, когда Эйнштейн опубликовал свою «Специальную теорию относительности».
Он сказал, что если уравнения не указывают, относительно чего измеряется скорость света, то это означает, что скорость света не обязательно должна быть относительно чего-либо во Вселенной. Это значит, что скорость света постоянна относительно всего и вся во Вселенной.
Как он до этого додумался? Ну, у него была удивительная способность взглянуть на то, на что все остальные уже давно смотрят, и увидеть это по-новому.
Он сказал, что если скорость света должна быть постоянной, то скорость не должна быть такой, какой мы ее обычно наблюдаем в повседневной жизни. Она должна быть тесно связана и со временем. По мере того, как мы движемся быстрее в пространстве, мы должны двигаться медленнее во времени. А при движении со скоростью света время должно вообще останавливаться.
И если это правда, то наша Вселенная представляла бы собой неразрывно связанные между собой пространство и время. В этом сценарии пространство и время были бы не разными вещами, а одним и тем же, а время можно было бы рассматривать как четвертое измерение.
В обычной ситуации, если кто-то несет такую чушь, его тут же высмеивают и доказывают его неправоту. Эйнштейн же был на пике своей славы благодаря успеху в объяснении фотоэлектрического эффекта (за что позже получил Нобелевскую премию). Но для принятия специальной теории относительности все же потребовалось более 10 лет, чтобы она получила широкое признание, и к тому времени Эйнштейн уже представил ее улучшенную версию — общую теорию относительности, где он переопределил гравитацию и снова всех поразил.
Знаю, кто-то сейчас скажет, что это неправда, что Майкельсон и Морли были первыми. Да и теория электромагнетизма Максвелла об этом говорит, но… потребовался молодой патентный клерк по имени Эйнштейн, который в 1905 году свел все концы вместе и вывел стройную научную теорию.