Éter (fizika)
A világító éter egy olyan anyag, amelyről egykor azt hitték, hogy kitölti az Univerzumot, és megmagyarázza, hogyan történhet a fényhullámok terjedése. Az emberek úgy hitték, hogy a fény egyfajta hullám. A hullámok egy tóban a víz felszínén, egy szobában a levegőn keresztül terjednek stb. Minden hullám, amelyet az emberek korábban tanulmányoztak, egy közegen keresztül haladt A hanghullámok gyorsabban haladnak az acélon keresztül, mint a levegőn keresztül. Ezért az emberek úgy képzelték, hogy a fénynek is hasonló közegen keresztül kell terjednie. Mivel a fény gyorsabban terjed, mint bármi más, a fénynek valami merevebb anyagon (például acélon) is gyorsabban kell áthaladnia, mint bármi máson. Ugyanakkor ennek az anyagnak teljesen engedékenynek kellett lennie, hogy ne lassítsa le a bolygók mozgását, és ne okozza, hogy végül a napjukba zuhanjanak. Az Albert Einstein előtt érkező emberek hittek ennek az anyagnak a létezésében, és "világító éternek" nevezték el.
Ha egy megfigyelő egy óceáni áramlatban mozgó hajón utazik, akkor megfigyelheti a hullámok sebességének változását attól függően, hogy a megfigyelő milyen viszonyban van az áramlattal.
A fizikusok kísérleteket végeztek, hogy megpróbálják tisztázni ezt a kérdést. A Michelson-Morley-kísérlet kimutatta, hogy nincs olyan közeg, amelyen keresztül a fény halad. Megmutatta, hogy nincs fényvezető éter.
Az általános elképzelést legegyszerűbben úgy tudjuk elképzelni, hogy egy nagyon gyors űrhajó a fénysebesség felével halad az egyik csillagtól a másikig. Az űrhajónak két fénysebességmérője van, az egyik hátrafelé, a másik előre mutat. Mivel az űrhajó a sárga csillag által kibocsátott fotonoktól távolodik, és a kék csillag által kibocsátott fotonok felé halad, hétköznapi tapasztalataink alapján azt várjuk, hogy a sárga fotonok sebességét 150 000 kilométer/másodpercben, a kék fotonokét pedig 450 000 kilométer/másodpercben mérjük. Azonban mindkét foton sebességét 300 000 km/sec sebességgel mérjük. Ez az eredmény tehát azt jelzi, hogy a sebességek nem változnak az űrhajó mozgásához képest.
Újabb kutatások
Egy nemrégiben készült tanulmány sokkal pontosabb, mint Michelson és Morley tanulmánya, de még mindig azt mutatja, hogy a fény sebessége állandó, függetlenül attól, hogy milyen irányban mozog az ember.
A piros űrhajó a sárga csillagtól a kék csillag felé tart. Az alsó részen a két csillagból érkező fény sebességmérője látható.
Kérdések és válaszok
K: Mi az a fotopórusos éter?
A: A fénylő éter egy olyan anyag, amelyről egykor azt hitték, hogy kitölti a világegyetemet, és megmagyarázza, hogyan tudnak a fényhullámok terjedni. Az emberek azt hitték, hogy a fény egyfajta hullám, és hogy valamilyen közegen keresztül kell haladnia ahhoz, hogy állandó sebességgel haladjon.
K: Mit hittek az emberek erről az anyagról?
V: Az emberek úgy vélték, hogy ennek az anyagnak nagyon alacsony viszkozitásúnak kell lennie, hogy ne lassítsa le a bolygók mozgását, és ne okozza, hogy végül a napjukba zuhanjanak. Azt is hitték, hogy ez segíthet megmagyarázni, hogy miért terjed a fény ilyen nagy sebességgel.
K: Hogyan próbálták a fizikusok megmagyarázni ezt a kérdést?
V: A fizikusok kísérleteket végeztek, például Michelson és Morley kísérletét, hogy megpróbálják megállapítani, hogy a fénynek valóban van-e láthatatlan közege, amelyen keresztül halad.
K: Mit mutatott ki a Michelson-Morley kísérlet?
V: A Michelson-Morley-kísérlet kimutatta, hogy nincs olyan közeg, amelyen a fény áthaladhatna, ami azt jelzi, hogy nincs fénytermelő éter.
K: Hogyan tudjuk elképzelni, hogy mi történik, amikor egy megfigyelő egy óceáni áramlatban haladó csónakban utazik?
V: Ha egy megfigyelő egy csónakban utazna egy óceáni áramlaton keresztül, akkor képes lenne megfigyelni a hullámok sebességének változását az áramlathoz való viszonyuknak megfelelően.
K: Mit árul el nekünk a relatív sebességekről, ha elképzeljük, hogy egy űrhajó az egyik csillagtól a másikig utazik?
V: Ha elképzeljük, hogy egy nagyon gyors űrhajó a fénysebesség felével halad az egyik csillagtól a másikig, akkor azt látjuk, hogy mindkét foton sebessége 300 000 km/s, függetlenül a mozgástól és az iránytól - ami azt jelzi, hogy a sebességek nem változnak az űrhajó mozgásával összefüggésben.
