เกิดอะไรขึ้นกับความเร็วของแสง? ความเท็จหลักของทฤษฎีสัมพัทธภาพ

2024 ผู้เขียน: Seth Attwood | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 16:17

ความเร็วแสงจะคงที่ นี่ถือเป็นข้อเท็จจริงที่พิสูจน์แล้ว แต่มันเป็นเช่นนั้นจริงหรือ? ในประเด็นปลุกระดมนี้ เราจะเข้าใจปัญหาทางวิทยาศาสตร์ที่ยากลำบากอย่างถี่ถ้วน ไป.

หลักฐานการทดลองหลักเกี่ยวกับทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์ถือเป็นการทดลองของ Michelson-Morley ที่มีชื่อเสียงระดับโลกในการวัดการลอยตัวของอีเทอร์

ในการทดลอง นักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาพฤติกรรมของแสง จากนั้นอีเธอร์ก็ถูกใช้เป็นสื่อกลางในการแพร่กระจายของแสง เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าโลกหมุนรอบดวงอาทิตย์ด้วยความเร็ว 30 กิโลเมตรต่อวินาที ดังนั้นสมมติฐานจึงถือกำเนิดขึ้นว่าหากคุณวัดความเร็วของแสงตามเส้นทางของโลกและเทียบกับวิถีของโลก คุณจะพบความแตกต่างบางประการ

ข้อสันนิษฐานเบื้องต้นคืออีเธอร์ไม่เคลื่อนที่อย่างแน่นอนเมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์ เหล่านั้น. ความเร็วของแสงในทิศทางเดียวจะเป็นบวก 30 และในอีกทางหนึ่ง - ลบ 30 กม. / วินาที

เป็นผลให้ได้รับความแตกต่างของความเร็วที่คำนวณทางทฤษฎีน้อยกว่า แต่ความแตกต่างนี้คือ ไม่มีการพูดถึงศูนย์ นั่นคือนักวิทยาศาสตร์ได้รับความแตกต่างในความเร็ว 7.5 km / s และต่อมาผลลัพธ์นี้ก็ถูกเพิกเฉย ความพยายามทางประวัติศาสตร์ในการวัดความเร็วของอีเธอร์ที่สัมพันธ์กับโลกได้ดำเนินการมาเกือบตั้งแต่สมัยสงครามนโปเลียนและเป็นของ Arago, Fizeau, Angstrem, Fresnel Fizeau ในปี 1859 และ Angstrom ในปี 1865 ประกาศผลในเชิงบวกของการค้นหาลมอีเทอร์

ช่วงเปลี่ยนผ่านของศตวรรษที่ 19 และ 20 การถ่ายทอดผ่านไปยังนักวิทยาศาสตร์สามคน ได้แก่ มิเชลสัน มอร์ลีย์ และมิลเลอร์ นี่คือภาพถ่ายที่ถ่ายในการประชุมปี 1927 ที่หอดูดาว Mount Wilson

Michelson, Morley และ Miller ทำงานในมหาวิทยาลัยเดียวกันในสหรัฐฯ และ Miller เป็นศาสตราจารย์อายุ 50 ปี เพื่อนสนิทของ Professor Morley และเพื่อนร่วมงานของ Michelson ในงานของเขา เขาใช้ชุดติดตั้งดั้งเดิมของ Michelson เพื่อปรับเปลี่ยน - เปลี่ยนวัสดุแผ่นพื้นและขยายทางเดินแสงให้ยาวขึ้น

จากผลการทดลองของมิลเลอร์ ความเร็วลมอีเทอร์อยู่ที่ 10 กิโลเมตรต่อวินาที โดยมีความคลาดเคลื่อน ± 0.5 กิโลเมตรต่อวินาที นอกจากนี้ ผลการวัดระยะยาวยังแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงรายวันและรายปี

ทิศทางจักรวาลของมิลเลอร์ได้รับการยืนยันในภายหลังโดยมิเชลสันเอง และในการสนทนากับไอน์สไตน์ มิเชลสันเรียกทฤษฎีสัมพัทธภาพว่าเป็น "สัตว์ประหลาด" ที่เกิดจากการทดลองที่ล้มเหลวในช่วงแรกของเขา

มาอาศัยข้อเท็จจริงเหล่านี้ในรายละเอียดเพิ่มเติม มิลเลอร์ดำเนินการวัดขนาดมหึมา: ในปี 1925 เพียงปีเดียว จำนวนรอบการหมุนของอินเตอร์เฟอโรมิเตอร์ทั้งหมดคือ 4400 และจำนวนการนับแต่ละครั้งเกิน 100,000

มิลเลอร์ทำงานอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ปี พ.ศ. 2430 ถึง พ.ศ. 2470 นั่นคือเขาใช้เวลาประมาณ 40 ปีในการวัดความเร็วของ "ลมอีเธอร์" ซึ่งเป็นชีวิตที่สร้างสรรค์ที่กระฉับกระเฉงเกือบทั้งหมดโดยให้ความสนใจเป็นพิเศษกับความบริสุทธิ์ของการทดลอง และนักวิจารณ์ผลลัพธ์เหล่านี้ไม่ได้รบกวนการทำงาน

ตัวอย่างเช่น Roy Kennedy ใช้เวลาเพียง… 1, 5 ปีในการทำงานทั้งหมด รวมถึงการออกแบบ การผลิตอุปกรณ์ การดีบัก การวัด การประมวลผลผลลัพธ์ และการตีพิมพ์ ในเวลาเดียวกัน การทดลองส่วนใหญ่ที่วิพากษ์วิจารณ์อีเธอร์ยังคงดำเนินการในบังเกอร์ ชั้นใต้ดิน ในชุดเกราะแช่เยือกแข็งหรือเฟอร์โรแมกเนติก นั่นคือภายใต้เงื่อนไขของการตรวจคัดกรองอีเทอร์สูงสุด

หลังจากการตีพิมพ์ผลงานของมิลเลอร์ ได้มีการจัดการประชุมขึ้นที่หอดูดาว Mount Wilson เกี่ยวกับการวัดความเร็ว "ลมอีเทอร์" การประชุมครั้งนี้มี Lorentz, Michelson และนักฟิสิกส์ชั้นนำคนอื่นๆ เข้าร่วมการประชุม ผู้เข้าร่วมการประชุมต่างเห็นคุณค่าของผลงานของมิลเลอร์ว่าควรค่าแก่การเอาใจใส่ การดำเนินการของการประชุมถูกตีพิมพ์

แต่น้อยคนนักที่จะรู้ว่าหลังจากการประชุมครั้งนี้ มิเชลสันกลับมาทำการทดลองอีกครั้งเพื่อตรวจหา "ลมอีเทอร์" อีกครั้ง งานนี้เขาดำเนินการร่วมกับสันติภาพและเพียร์สันจากผลการทดลองเหล่านี้ซึ่งดำเนินการในปี พ.ศ. 2472 ความเร็วของ "ลมอีเธอร์" อยู่ที่ประมาณ 6 กม. / วินาที ในสิ่งพิมพ์ที่เกี่ยวข้อง ผู้เขียนงานตั้งข้อสังเกตว่าความเร็วของ "ลมอีเทอร์" นั้นอยู่ที่ประมาณ 1/50 ของความเร็วการเคลื่อนที่ของโลกในกาแล็กซี่ เท่ากับ 300 กม. / วินาที

นี่เป็นบันทึกสำคัญ มันแสดงให้เห็นว่าในขั้นต้นมิเชลสันพยายามวัดความเร็วของวงโคจรของโลกโดยขาดหายไปจากข้อเท็จจริงที่ว่าโลกพร้อมกับดวงอาทิตย์เคลื่อนที่รอบศูนย์กลางของกาแลคซีด้วยความเร็วที่สูงกว่ามาก ความจริงที่ว่ากาแล็กซี่เคลื่อนที่ในอวกาศเมื่อเทียบกับดาราจักรอื่นก็ไม่ได้นำมาพิจารณาด้วย

โดยธรรมชาติแล้ว หากพิจารณาการเคลื่อนไหวเหล่านี้ทั้งหมด การเปลี่ยนแปลงที่เกี่ยวข้องในองค์ประกอบการโคจรก็จะไม่มีนัยสำคัญ นอกจากนี้ ผลลัพธ์ที่เป็นบวกทั้งหมดได้มาจากระดับความสูงที่มีนัยสำคัญเท่านั้น กล่าวคือที่หอดูดาว Mount Wilson ที่ระดับความสูง 1,860 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล

แต่ถ้าสิ่งที่เรียกว่า "โลกอีเธอร์" มีสมบัติเป็นก๊าซจริงบางส่วน ซึ่งเป็นสาเหตุที่ Dmitry Ivanovich Mendeleev วางไว้ในระบบธาตุของเขาทางด้านซ้ายของไฮโดรเจน ผลลัพธ์เหล่านี้จะดูเป็นธรรมชาติโดยสมบูรณ์