سرعت نور چه مشکلی دارد؟ دروغ اصلی نظریه نسبیت

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

سرعت نور ثابت است. این یک واقعیت اثبات شده در نظر گرفته می شود. اما آیا واقعا اینطور است؟ در این مسئله فتنه انگیز یک موضوع علمی دشوار را به طور کامل درک خواهیم کرد. برو

اثبات تجربی اصلی نظریه نسبیت انیشتین، آزمایش‌های معروف جهانی مایکلسون-مورلی در مورد اندازه‌گیری رانش اتر است.

دانشمندان در آزمایشات خود رفتار نور را مورد مطالعه قرار دادند. سپس از اتر به عنوان محیطی برای انتشار نور استفاده شد. همچنین مشخص شد که زمین با سرعت 30 کیلومتر در ثانیه به دور خورشید می چرخد. از این رو این فرض به وجود آمد که اگر سرعت نور را در طول مسیر زمین و در برابر مسیر آن اندازه گیری کنید، می توانید تفاوت هایی را پیدا کنید.

فرض اولیه این بود که اتر نسبت به خورشید کاملاً بی حرکت است. آن ها سرعت نور در یک جهت به علاوه 30 و در سمت دیگر - منهای 30 کیلومتر در ثانیه خواهد بود.

در نتیجه تفاوتی در سرعت به دست آمد که کمتر از نظر تئوری محاسبه شد. اما این تفاوت این بود که صحبت از صفر نبود. یعنی دانشمندان اختلاف سرعت 7.5 کیلومتر بر ثانیه را دریافت کردند و متعاقباً این نتیجه نادیده گرفته شد. تلاش های تاریخی برای اندازه گیری سرعت اتر نسبت به زمین تقریباً از زمان جنگ های ناپلئون انجام شده است و متعلق به آراگو، فیزو، آنگسترم، فرنل است. فیزو در سال 1859 و انگستروم در سال 1865 نتیجه مثبت جستجوی باد اتری را اعلام کردند.

در آغاز قرن 19 و 20، رله به سه دانشمند منتقل شد: مایکلسون، مورلی و میلر. در اینجا عکسی است که در کنفرانس سال 1927 در رصدخانه مونت ویلسون گرفته شده است.

مایکلسون، مورلی و میلر در همان دانشگاه ایالات متحده کار می کردند و میلر یک استاد 50 ساله، از دوستان نزدیک پروفسور مورلی و از همکاران مایکلسون در کار او بود. او از تنظیمات اولیه Michelson استفاده کرد و آن را اصلاح کرد - جایگزین مواد دال و طولانی کردن مسیر نور.

بر اساس نتایج آزمایش میلر، سرعت باد اتری 10 کیلومتر در ثانیه با خطای احتمالی 0.5± کیلومتر بر ثانیه بود. همچنین نتایج اندازه گیری های بلند مدت تغییرات روزانه و سالانه را نشان داد.

جهت‌های کیهانی میلر متعاقباً توسط خود مایکلسون تأیید شد و مایکلسون در گفتگو با انیشتین، نظریه نسبیت را «هیولا» نامید که در آزمایش‌های ناموفق اولیه او ایجاد شده است.

بیایید با جزئیات بیشتر به این حقایق بپردازیم. میلر یک کار اندازه گیری غول پیکر انجام داد: تنها در سال 1925، تعداد کل دورهای تداخل سنج 4400 بود و تعداد شمارش های فردی بیش از 100000 بود.

میلر از سال 1887 تا 1927 به طور مداوم کار کرد، یعنی حدود 40 سال را صرف اندازه گیری سرعت "باد اتر" کرد - عملاً کل زندگی خلاقانه فعال خود را با توجه ویژه به خلوص آزمایش. و منتقدان این نتایج خود را با کار خسته نکردند.

به عنوان مثال، روی کندی تنها … 1، 5 سال را صرف تمام کارها، از جمله طراحی، ساخت دستگاه، اشکال زدایی، اندازه گیری، پردازش نتایج و انتشار آنها کرد. در همان زمان، بیشتر آزمایش‌هایی که اتر را مورد انتقاد قرار می‌دهند هنوز در پناهگاه‌ها، زیرزمین‌ها، در زره‌های برودتی یا فرومغناطیسی انجام می‌شوند - یعنی در شرایط حداکثر غربالگری اتر.

پس از انتشار آثار میلر، کنفرانسی در رصدخانه مونت ویلسون در مورد اندازه گیری سرعت "باد اتری" برگزار شد. در این کنفرانس لورنتس، مایکلسون و بسیاری دیگر از فیزیکدانان برجسته آن زمان حضور داشتند. شرکت کنندگان کنفرانس نتایج میلر را شایسته توجه دانستند. مجموعه مقالات کنفرانس منتشر شد.

اما تعداد کمی از مردم می دانند که پس از این کنفرانس، مایکلسون دوباره به آزمایشات برای تشخیص "باد اتری" بازگشت. او این کار را همراه با پیس و پیرسون انجام داد.با توجه به نتایج این آزمایش ها، که در سال 1929 انجام شد، سرعت "باد اتری" تقریباً 6 کیلومتر در ثانیه است. در نشریه مربوطه، نویسندگان کار خاطرنشان کردند که سرعت "باد اتری" تقریباً 1/50 سرعت حرکت زمین در کهکشان است، معادل 300 کیلومتر در ثانیه.

این نکته مهمی است. این نشان می‌دهد که مایکلسون در ابتدا سعی کرد سرعت مداری زمین را اندازه‌گیری کند، و کاملاً از این واقعیت غافل شد که زمین، همراه با خورشید، در مرکز کهکشان با سرعت بسیار بالاتری حرکت می‌کند. این واقعیت که خود کهکشان نسبت به دیگر کهکشان ها در فضا حرکت می کند نیز در نظر گرفته نشد.

طبیعتاً اگر همه این حرکات در نظر گرفته شود، تغییرات نسبی در مولفه مداری ناچیز خواهد بود. علاوه بر این، تمام نتایج مثبت تنها در ارتفاع قابل توجهی، یعنی در رصدخانه کوه ویلسون، در ارتفاع 1860 متری از سطح دریا به دست آمد.

اما اگر به اصطلاح "اتر جهانی" تا حدی دارای خواص یک گاز واقعی باشد، به همین دلیل است که دیمیتری ایوانوویچ مندلیف آن را در سیستم تناوبی خود در سمت چپ هیدروژن قرار داده است، پس این نتایج کاملا طبیعی به نظر می رسد.