stringtranslate.com

Светоносный эфир

Светоносный эфир: была выдвинута гипотеза, что Земля движется через «среду» эфира, переносящего свет.

Светоносный эфир или эфир [1] ( светоносный означает «несущий свет») был постулированной средой для распространения света . [2] Он был призван объяснить способность, по-видимому, волнового света распространяться через пустое пространство ( вакуум ), чего волны делать не должны. Предположение о пространственной заполненности (пространстве, полностью заполненном материей) светоносного эфира, а не о пространственном вакууме, предоставило теоретическую среду, которая требовалась волновыми теориями света.

Гипотеза эфира была предметом значительных споров на протяжении всей своей истории, поскольку она требовала существования невидимой и бесконечной материи без взаимодействия с физическими объектами. По мере изучения природы света, особенно в 19 веке, физические качества, требуемые от эфира, становились все более противоречивыми. К концу 19 века существование эфира подвергалось сомнению, хотя не было физической теории, которая могла бы его заменить.

Отрицательный результат эксперимента Майкельсона-Морли (1887) предполагал, что эфира не существует, открытие, которое было подтверждено в последующих экспериментах в течение 1920-х годов. Это привело к значительной теоретической работе по объяснению распространения света без эфира. Крупным прорывом стала специальная теория относительности , которая могла объяснить, почему эксперимент не смог увидеть эфир, но была более широко интерпретирована, чтобы предположить, что он не был нужен. Эксперимент Майкельсона-Морли, наряду с излучателем черного тела и фотоэлектрическим эффектом , был ключевым экспериментом в развитии современной физики , которая включает как относительность, так и квантовую теорию , последняя из которых объясняет корпускулярную природу света.

История света и эфира

Частицы против волн

В XVII веке Роберт Бойль был сторонником гипотезы эфира. По мнению Бойля, эфир состоит из тонких частиц, один вид которых объясняет отсутствие вакуума и механические взаимодействия между телами, а другой вид объясняет такие явления, как магнетизм (и, возможно, гравитация), которые, в противном случае, необъяснимы на основе чисто механических взаимодействий макроскопических тел, «хотя в эфире древних не было ничего, что было бы отмечено, кроме рассеянной и очень тонкой субстанции; тем не менее, в настоящее время мы довольствуемся тем, что допускаем, что в воздухе всегда есть рой потоков, движущихся в определенном направлении между северным полюсом и южным». [3]

В «Трактате о свете » (1690) Христиан Гюйгенс выдвинул гипотезу, что свет — это волна, распространяющаяся через эфир. Он и Исаак Ньютон могли представить себе световые волны только как продольные , распространяющиеся подобно звуку и другим механическим волнам в жидкостях . Однако продольные волны обязательно имеют только одну форму для данного направления распространения, а не две поляризации , как поперечная волна . Таким образом, продольные волны не могут объяснить двойное лучепреломление , при котором две поляризации света по-разному преломляются кристаллом. Кроме того, Ньютон отверг свет как волны в среде, потому что такая среда должна была бы распространяться повсюду в пространстве и тем самым «нарушала бы и замедляла движения этих больших тел» (планет и комет) и, таким образом, «поскольку она [среда света] бесполезна и препятствует действию природы и заставляет ее томиться, то нет никаких доказательств ее существования, и поэтому ее следует отвергнуть». [4]

Исаак Ньютон утверждал, что свет состоит из множества мелких частиц. Это может объяснить такие особенности, как способность света распространяться по прямым линиям и отражаться от поверхностей. Ньютон представлял себе частицы света как несферические «корпускулы» с разными «сторонами», которые вызывают двойное лучепреломление. Но корпускулярная теория света не может удовлетворительно объяснить преломление и дифракцию . [5] Чтобы объяснить преломление, Третья книга оптики Ньютона (1-е изд. 1704 г., 4-е изд. 1730 г.) постулировала «эфирную среду», передающую колебания быстрее света, посредством которой свет, будучи обгонен, приходит в «припадки легкого отражения и легкой передачи», что вызывает преломление и дифракцию. Ньютон считал, что эти колебания связаны с тепловым излучением:

Разве Тепло теплой Комнаты не передается через вакуум Вибрациями гораздо более тонкой Среды, чем Воздух, которая после того, как Воздух был вытянут, осталась в Вакууме? И разве эта Среда не та же самая, что и та Среда, посредством которой Свет преломляется и отражается, и посредством чьих Вибраций Свет сообщает Тепло Телам и приводится в состояния легкого Отражения и Легкой Передачи? [A 1] : 349 

В отличие от современного понимания того, что тепловое излучение и свет являются электромагнитным излучением , Ньютон рассматривал тепло и свет как два разных явления. Он считал, что тепловые колебания возбуждаются, «когда Луч Света падает на Поверхность любого прозрачного Тела». [A 1] : 348  Он писал: «Я не знаю, что такое этот Эфир», но если он состоит из частиц, то они должны быть

чрезвычайно малые, чем частицы Воздуха, или даже чем частицы Света: чрезвычайная малость его Частиц может способствовать величине силы, с которой эти Частицы могут удаляться друг от друга, и тем самым делать эту Среду чрезвычайно более разреженной и эластичной, чем Воздух, и, следовательно, чрезвычайно менее способной сопротивляться движению Снарядов, и чрезвычайно более способной давить на грубые Тела, стремясь расшириться. [A 1] : 352 

Брэдли предлагает частицы

В 1720 году Джеймс Брэдли провел ряд экспериментов, пытаясь измерить звездный параллакс , проводя измерения звезд в разное время года. По мере того, как Земля движется вокруг Солнца, видимый угол к заданной удаленной точке меняется. Измеряя эти углы, можно рассчитать расстояние до звезды на основе известной орбитальной окружности Земли вокруг Солнца. Ему не удалось обнаружить никакого параллакса, тем самым установив нижний предел расстояния до звезд.

Во время этих экспериментов Брэдли также обнаружил связанный эффект; видимое положение звезд действительно менялось в течение года, но не так, как ожидалось. Вместо того, чтобы видимый угол был максимальным, когда Земля находилась на одном из концов своей орбиты по отношению к звезде, угол был максимальным, когда Земля имела самую высокую боковую скорость по отношению к звезде. Этот эффект теперь известен как звездная аберрация .

Брэдли объяснил этот эффект в контексте корпускулярной теории света Ньютона, показав, что угол аберрации задается простым векторным сложением орбитальной скорости Земли и скорости корпускул света, подобно тому, как вертикально падающие капли дождя ударяют по движущемуся объекту под углом. Знание скорости Земли и угла аберрации позволило ему оценить скорость света.

Объяснение звездной аберрации в контексте эфирной теории света считалось более проблематичным. Поскольку аберрация основывалась на относительных скоростях, а измеренная скорость зависела от движения Земли, эфир должен был оставаться неподвижным по отношению к звезде, пока Земля двигалась через него. Это означало, что Земля могла перемещаться через эфир, физическую среду, без видимого эффекта — именно эта проблема заставила Ньютона изначально отвергнуть волновую модель.

Триумф волновой теории

Спустя столетие Томас Юнг [a] и Огюстен-Жан Френель возродили волновую теорию света, когда указали, что свет может быть поперечной волной, а не продольной; поляризация поперечной волны (подобно ньютоновским «сторонам» света) могла объяснить двойное лучепреломление, и в результате серии экспериментов по дифракции корпускулярная модель Ньютона была окончательно отвергнута. Физики предположили, кроме того, что, как и механические волны, световые волны требуют среды для распространения , и, таким образом, потребовали идеи Гюйгенса об эфирном «газе», пронизывающем все пространство.

Однако поперечная волна, по-видимому, требовала, чтобы распространяющаяся среда вела себя как твердое тело, а не как жидкость. Идея твердого тела, которое не взаимодействует с другой материей, казалась немного странной, и Огюстен-Луи Коши предположил, что, возможно, имело место некое «перетаскивание» или «увлечение», но это затрудняло понимание измерений аберрации. Он также предположил, что отсутствие продольных волн предполагает, что эфир имеет отрицательную сжимаемость. Джордж Грин указал, что такая жидкость будет нестабильной. Джордж Габриэль Стокс стал сторонником интерпретации увлечения, разработав модель, в которой эфир мог бы, подобно сосновой смоле, быть дилатантным (жидким на малых скоростях и жестким на больших скоростях). Таким образом, Земля могла бы двигаться через него довольно свободно, но он был бы достаточно жестким, чтобы поддерживать свет.

Электромагнетизм

В 1856 году Вильгельм Эдуард Вебер и Рудольф Кольрауш измерили численное значение отношения электростатической единицы заряда к электромагнитной единице заряда. Они обнаружили, что отношение между электростатической единицей заряда и электромагнитной единицей заряда равно скорости света c . [7] В следующем году Густав Кирхгоф написал статью, в которой показал, что скорость сигнала по электрическому проводу равна скорости света. Это первые зафиксированные исторические связи между скоростью света и электромагнитными явлениями.

Джеймс Клерк Максвелл начал работать над силовыми линиями Майкла Фарадея . В своей статье 1861 года « О физических силовых линиях» он смоделировал эти магнитные силовые линии, используя море молекулярных вихрей, которые он считал частично состоящими из эфира, а частично — из обычной материи. Он вывел выражения для диэлектрической проницаемости и магнитной проницаемости в терминах поперечной упругости и плотности этой упругой среды. Затем он приравнял отношение диэлектрической проницаемости к магнитной проницаемости с соответствующим образом адаптированной версией результата Вебера и Кольрауша 1856 года и подставил этот результат в уравнение Ньютона для скорости звука. Получив значение, близкое к скорости света, измеренной Ипполитом Физо , Максвелл пришел к выводу, что свет состоит из волнообразных колебаний той же среды, которая является причиной электрических и магнитных явлений. [B 1] [B 2] [B 3] [B 4]

Однако Максвелл выразил некоторые неопределенности относительно точной природы своих молекулярных вихрей, и поэтому он начал приступать к чисто динамическому подходу к проблеме. В 1864 году он написал еще одну статью под названием « Динамическая теория электромагнитного поля », в которой детали светоносной среды были менее явными. [A 2] Хотя Максвелл явно не упоминал море молекулярных вихрей, его вывод закона Ампера о круговой силе был перенесен из статьи 1861 года, и он использовал динамический подход, включающий вращательное движение в электромагнитном поле, которое он сравнил с действием маховиков. Используя этот подход для обоснования уравнения электродвижущей силы (предшественника уравнения силы Лоренца ), он вывел волновое уравнение из набора из восьми уравнений, которые появились в статье и которые включали уравнение электродвижущей силы и закон Ампера о круговой силе . [A 2] Максвелл снова использовал экспериментальные результаты Вебера и Кольрауша, чтобы показать, что это волновое уравнение представляет собой электромагнитную волну, распространяющуюся со скоростью света, тем самым поддерживая точку зрения, что свет является формой электромагнитного излучения.

В 1887–1889 годах Генрих Герц экспериментально продемонстрировал, что электромагнитные волны идентичны световым волнам. Это объединение электромагнитных волн и оптики показало, что существует единый светоносный эфир вместо множества различных видов эфирных сред. [8]

Очевидная необходимость в среде распространения для таких волн Герца (позже названных радиоволнами ) может быть замечена из того факта, что они состоят из ортогональных электрических (E) и магнитных (B или H) волн. Волны E состоят из волнообразных дипольных электрических полей, и все такие диполи, по-видимому, требуют разделенных и противоположных электрических зарядов. Электрический заряд является неразрывным свойством материи , поэтому казалось, что некая форма материи необходима для обеспечения переменного тока, который, казалось бы, должен существовать в любой точке вдоль пути распространения волны. Распространение волн в истинном вакууме подразумевает существование электрических полей без связанного с ними электрического заряда или электрического заряда без связанной материи. Хотя это и совместимо с уравнениями Максвелла, электромагнитная индукция электрических полей не может быть продемонстрирована в вакууме, поскольку все методы обнаружения электрических полей требуют электрически заряженной материи.

Кроме того, уравнения Максвелла требовали, чтобы все электромагнитные волны в вакууме распространялись с фиксированной скоростью, c . Поскольку это может происходить только в одной системе отсчета в ньютоновской физике (см. Галилеевская теория относительности ), эфир был выдвинут в качестве гипотезы как абсолютная и уникальная система отсчета, в которой справедливы уравнения Максвелла. То есть эфир должен быть «неподвижным» повсеместно, в противном случае c изменялась бы вместе с любыми изменениями, которые могли бы произойти в его поддерживающей среде. Сам Максвелл предложил несколько механических моделей эфира, основанных на колесах и шестернях, и Джордж Фрэнсис Фицджеральд даже построил рабочую модель одной из них. Эти модели должны были согласовываться с тем фактом, что электромагнитные волны являются поперечными, но никогда не продольными.

Проблемы

К этому моменту механические качества эфира становились все более и более магическими: он должен был быть жидкостью, чтобы заполнять пространство, но в миллионы раз более жесткой, чем сталь, чтобы поддерживать высокие частоты световых волн. Он также должен был быть безмассовым и не иметь вязкости , иначе он бы заметно влиял на орбиты планет. Кроме того, казалось, что он должен был быть полностью прозрачным, недисперсным, несжимаемым и непрерывным в очень малых масштабах. [9] Максвелл писал в Encyclopaedia Britannica : [A 3]

Эфиры были изобретены для того, чтобы в них плавали планеты, чтобы они образовывали электрические атмосферы и магнитные излучения, чтобы передавать ощущения от одной части нашего тела к другой и так далее, пока все пространство не было заполнено эфирами три или четыре раза. ... Единственный эфир, который сохранился, — это тот, который был изобретен Гюйгенсом для объяснения распространения света.

К началу 20 века теория эфира оказалась в затруднительном положении. В конце 19 века была проведена серия все более сложных экспериментов, чтобы попытаться обнаружить движение Земли через эфир, но они не смогли этого сделать. Ряд предложенных теорий увлечения эфиром могли объяснить нулевой результат, но они были более сложными и имели тенденцию использовать произвольно выглядящие коэффициенты и физические предположения. Лоренц и Фицджеральд предложили в рамках теории эфира Лоренца более элегантное решение того, как движение абсолютного эфира может быть необнаружимым (сокращение длины), но если их уравнения были верны, новая специальная теория относительности (1905) могла бы сгенерировать ту же математику, вообще не ссылаясь на эфир. Эфир пал под бритвой Оккама . [B 1] [B 2] [B 3] [B 4]

Относительное движение между Землей и эфиром

Эфирное сопротивление

Две наиболее важные модели, которые были направлены на описание относительного движения Земли и эфира, были моделью (почти) неподвижного эфира Огюстена -Жана Френеля (1818), включающей частичное сопротивление эфира, определяемое коэффициентом сопротивления Френеля, [A 4] и моделью полного сопротивления эфира Джорджа Габриэля Стокса (1844) [A 5] . Последняя теория не считалась правильной, поскольку она была несовместима с аберрацией света , а вспомогательные гипотезы, разработанные для объяснения этой проблемы, не были убедительными. Кроме того, последующие эксперименты, такие как эффект Саньяка (1913), также показали, что эта модель несостоятельна. Однако наиболее важным экспериментом, подтверждающим теорию Френеля, было экспериментальное подтверждение Физо в 1851 году предсказания Френеля 1818 года о том, что среда с показателем преломления n, движущаяся со скоростью v , увеличит скорость света, проходящего через среду в том же направлении, что и v, с c / n до: [E 1] [E 2]

То есть движение добавляет к свету лишь часть скорости среды (предсказано Френелем, чтобы заставить закон Снеллиуса работать во всех системах отсчета, в соответствии со звездной аберрацией). Первоначально это интерпретировалось как то, что среда увлекает за собой эфир с частью скорости среды, но такое понимание стало весьма проблематичным после того, как Вильгельм Вельтман продемонстрировал, что индекс n в формуле Френеля зависит от длины волны света, так что эфир не может двигаться со скоростью, независимой от длины волны. Это подразумевало, что должен быть отдельный эфир для каждой из бесконечного множества частот.

Эксперименты по отрицательному эфирному дрейфу

Основная трудность с гипотезой эфира Френеля возникла из сопоставления двух устоявшихся теорий ньютоновской динамики и электромагнетизма Максвелла. При преобразовании Галилея уравнения ньютоновской динамики инвариантны , тогда как уравнения электромагнетизма — нет. По сути, это означает, что хотя физика должна оставаться той же в неускоренных экспериментах, свет не будет следовать тем же правилам, поскольку он движется в универсальной «эфирной системе отсчета». Некоторый эффект, вызванный этим различием, должен быть обнаружен.

Простой пример касается модели, на которой изначально был построен эфир: звука. Скорость распространения механических волн, скорость звука , определяется механическими свойствами среды. Звук распространяется в 4,3 раза быстрее в воде, чем в воздухе. Это объясняет, почему человек, услышавший взрыв под водой и быстро всплывший, может услышать его снова, когда более медленный звук достигает воздуха. Аналогично, пассажир авиалайнера может продолжать разговор с другим пассажиром, потому что звук слов распространяется вместе с воздухом внутри самолета. Этот эффект является основным для всей ньютоновской динамики, которая гласит, что все, от звука до траектории брошенного бейсбольного мяча, должно оставаться неизменным в летящем самолете (по крайней мере, с постоянной скоростью), как если бы он все еще стоял на земле. Это основа преобразования Галилея и концепции системы отсчета.

Но то же самое не должно было быть верным для света, поскольку математика Максвелла требовала единой универсальной скорости для распространения света, основанной не на локальных условиях, а на двух измеренных свойствах, диэлектрической проницаемости и проницаемости свободного пространства, которые предполагались одинаковыми во всей вселенной. Если бы эти числа менялись, то на небе должны были бы быть заметные эффекты; например, звезды в разных направлениях имели бы разные цвета. [ требуется проверка ]

Таким образом, в любой точке должна быть одна особая система координат, «покоящаяся относительно эфира». Максвелл заметил в конце 1870-х годов, что обнаружение движения относительно этого эфира должно быть достаточно простым — свет, движущийся вместе с движением Земли, будет иметь другую скорость, чем свет, движущийся в обратном направлении, поскольку они оба будут двигаться против неподвижного эфира. Даже если бы эфир имел общий универсальный поток, изменения положения в течение цикла день/ночь или в течение сезона должны позволить обнаружить дрейф.

Эксперименты первого порядка

Хотя эфир почти неподвижен по Френелю, его теория предсказывает положительный результат экспериментов по эфирному дрейфу только до второго порядка по , поскольку коэффициент увлечения Френеля вызвал бы отрицательный результат всех оптических экспериментов, способных измерять эффекты до первого порядка по . Это было подтверждено следующими экспериментами первого порядка, все из которых дали отрицательные результаты. Следующий список основан на описании Вильгельма Вина (1898) с изменениями и дополнительными экспериментами в соответствии с описаниями Эдмунда Тейлора Уиттекера (1910) и Якоба Лауба (1910): [B 5] [B 1] [B 6]

Помимо этих оптических экспериментов, также были проведены электродинамические эксперименты первого порядка, которые должны были привести к положительным результатам по Френелю. Однако Хендрик Антон Лоренц (1895) модифицировал теорию Френеля и показал, что эти эксперименты также могут быть объяснены неподвижным эфиром: [A 6]

Эксперименты второго порядка

Эксперимент Майкельсона–Морли сравнивал время отражения света от зеркал в двух ортогональных направлениях.

В то время как эксперименты первого порядка могли быть объяснены модифицированным стационарным эфиром, ожидалось, что более точные эксперименты второго порядка дадут положительные результаты. Однако таких результатов найти не удалось.

Знаменитый эксперимент Майкельсона–Морли сравнивал исходный свет с самим собой после того, как он был послан в разных направлениях, и искал изменения в фазе таким образом, чтобы их можно было измерить с чрезвычайно высокой точностью. В этом эксперименте их целью было определить скорость Земли через эфир. [E 19] [E 20] Публикация их результата в 1887 году, нулевого результата , была первой ясной демонстрацией того, что что-то было серьезно не так с гипотезой эфира (первый эксперимент Майкельсона в 1881 году не был полностью окончательным). В этом случае эксперимент ММ дал сдвиг картины интерференции примерно на 0,01 полосы , что соответствует небольшой скорости. Однако это было несовместимо с ожидаемым эффектом эфирного ветра из-за скорости Земли (изменяющейся в зависимости от сезона), которая потребовала бы сдвига на 0,4 полосы, и ошибка была достаточно мала, чтобы значение действительно могло быть нулевым. Поэтому нулевая гипотеза , гипотеза об отсутствии эфирного ветра, не могла быть отвергнута. Более современные эксперименты с тех пор уменьшили возможное значение до числа, очень близкого к нулю, около 10 −17 .

Из предыдущего ясно, что было бы безнадежно пытаться решить вопрос о движении Солнечной системы путем наблюдений оптических явлений на поверхности Земли.

—  А. Майкельсон и Э. Морли. «Об относительном движении Земли и светоносного эфира». Philosophical Magazine S. 5. Vol. 24. No. 151. Декабрь 1887. [10]

Серия экспериментов с использованием похожих, но все более сложных аппаратов также вернула нулевой результат. Концептуально иные эксперименты, которые также пытались обнаружить движение эфира, были экспериментом Траутона–Нобла  (1903), [E 21] , целью которого было обнаружение торсионных эффектов, вызванных электростатическими полями, и экспериментами Рэлея и Брейса (1902, 1904), [E 22] [E 23] по обнаружению двойного преломления в различных средах. Однако все они получили нулевой результат, как ранее это сделал Майкельсон–Морли (ММ).

Эти эксперименты с «эфирным ветром» привели к шквалу усилий по «спасти» эфир, приписывая ему все более сложные свойства, и только несколько ученых, таких как Эмиль Кон или Альфред Бухерер , рассматривали возможность отказа от гипотезы эфира. Особый интерес представляла возможность «эфирного увлечения» или «эфирного сопротивления», которое снизило бы величину измерения, возможно, достаточно, чтобы объяснить результаты эксперимента Майкельсона–Морли. Однако, как отмечалось ранее, увлечение эфира уже имело свои собственные проблемы, в частности, аберрацию. Кроме того, интерференционные эксперименты Лоджа ( 1893, 1897) и Людвига Цендера (1895), направленные на то, чтобы показать, увлекается ли эфир различными вращающимися массами, не показали никакого эфирного сопротивления. [E 24] [E 25] [E 26] Более точное измерение было сделано в эксперименте Хаммара (1935), который провел полный эксперимент ММ с одной из «ног», помещенной между двумя массивными свинцовыми блоками. [E 27] Если бы эфир увлекался массой, то этот эксперимент смог бы обнаружить сопротивление, вызванное свинцом, но снова был достигнут нулевой результат. Теория была снова изменена, на этот раз, чтобы предположить, что увлечение работает только для очень больших масс или тех масс, которые имеют большие магнитные поля. Это также было показано неверным экспериментом Майкельсона–Гейла–Пирсона , который обнаружил эффект Саньяка из-за вращения Земли (см. Гипотеза увлечения эфира ).

Другая совершенно иная попытка спасти «абсолютный» эфир была сделана в гипотезе сокращения Лоренца-Фицджеральда , которая утверждала, что все было затронуто перемещением через эфир. В этой теории причина, по которой эксперимент Майкельсона-Морли «провалился», заключалась в том, что аппарат сокращался в длине в направлении перемещения. То есть свет подвергался «естественному» воздействию при своем перемещении через эфир, как и предсказывалось, но то же самое происходило и с самим аппаратом, что сводило на нет любую разницу при измерении. Фицджеральд вывел эту гипотезу из статьи Оливера Хевисайда . Без ссылки на эфир, эта физическая интерпретация релятивистских эффектов была разделена Кеннеди и Торндайком в 1932 году, когда они пришли к выводу, что плечо интерферометра сокращается, а также частота его источника света «очень близко» изменяется так, как того требует теория относительности. [E 28] [11]

Аналогично, эффект Саньяка , обнаруженный Ж. Саньяком в 1913 году, был немедленно признан полностью соответствующим специальной теории относительности. [E 29] [E 30] Фактически, эксперимент Майкельсона-Гейла-Пирсона в 1925 году был предложен специально как тест для подтверждения теории относительности, хотя также было признано, что такие тесты, которые просто измеряют абсолютное вращение, также согласуются с нерелятивистскими теориями. [12]

В 1920-х годах эксперименты, впервые проведенные Майкельсоном, были повторены Дейтоном Миллером , который публично заявлял о положительных результатах несколько раз, хотя они не были достаточно большими, чтобы соответствовать какой-либо известной теории эфира. Однако другие исследователи не смогли повторить заявленные Миллером результаты. С годами экспериментальная точность таких измерений была повышена на много порядков, и никаких следов каких-либо нарушений лоренц-инвариантности не было замечено. (Более поздний повторный анализ результатов Миллера пришел к выводу, что он недооценил изменения, вызванные температурой.)

После эксперимента Миллера и его неясных результатов было предпринято еще много экспериментальных попыток обнаружить эфир. Многие экспериментаторы заявили о положительных результатах. Эти результаты не привлекли особого внимания со стороны официальной науки, поскольку они противоречат большому количеству высокоточных измерений, все результаты которых согласуются со специальной теорией относительности. [13]

Теория эфира Лоренца

Между 1892 и 1904 годами Хендрик Лоренц разработал теорию электрон-эфира, в которой он избегал делать предположения об эфире. В его модели эфир полностью неподвижен, и под этим он подразумевал, что он не может быть приведен в движение в окрестности весомой материи. В отличие от более ранних электронных моделей, электромагнитное поле эфира выступает в качестве посредника между электронами, и изменения в этом поле не могут распространяться быстрее скорости света. Фундаментальной концепцией теории Лоренца в 1895 году была «теорема о соответствующих состояниях» для членов порядка v/c. [A 6] Эта теорема утверждает, что наблюдатель, движущийся относительно эфира, делает те же наблюдения, что и покоящийся наблюдатель, после подходящей замены переменных. Лоренц заметил, что необходимо изменять переменные пространства-времени при смене систем отсчета, и ввел такие понятия, как физическое сокращение длины (1892) [A 7] для объяснения эксперимента Майкельсона–Морли и математическое понятие локального времени (1895) для объяснения аберрации света и эксперимента Физо . Это привело к формулировке так называемого преобразования Лоренца Джозефом Лармором (1897, 1900) [A 8] [A 9] и Лоренцом (1899, 1904), [A 10] [A 11] , согласно которому (это было отмечено Лармором) полная формулировка локального времени сопровождается своего рода замедлением времени электронов, движущихся в эфире. Как позже заметил Лоренц (1921, 1928), он считал время, указанное часами, покоящимися в эфире, «истинным» временем, в то время как локальное время рассматривалось им как эвристическая рабочая гипотеза и математическое ухищрение. [A 12] [A 13] Поэтому современные авторы рассматривают теорему Лоренца как математическое преобразование из «реальной» системы, покоящейся в эфире, в «фиктивную» систему, находящуюся в движении. [B 7] [B 3] [B 8]

Работа Лоренца была математически усовершенствована Анри Пуанкаре , который неоднократно формулировал принцип относительности и пытался согласовать его с электродинамикой. Он объявил одновременность всего лишь удобным соглашением, которое зависит от скорости света, в силу чего постоянство скорости света было бы полезным постулатом для максимально возможного упрощения законов природы. В 1900 и 1904 годах [A 14] [A 15] он физически интерпретировал местное время Лоренца как результат синхронизации часов световыми сигналами. В июне и июле 1905 года [A 16] [A 17] он объявил принцип относительности общим законом природы, включая гравитацию. Он исправил некоторые ошибки Лоренца и доказал лоренц-ковариантность электромагнитных уравнений. Однако он использовал понятие эфира как совершенно необнаружимой среды и различал видимое и реальное время, поэтому большинство историков науки утверждают, что ему не удалось изобрести специальную теорию относительности. [B 7] [B 9] [B 3]

Конец эфира

Специальная теория относительности

Теория эфира получила еще один удар, когда преобразование Галилея и ньютоновская динамика были модифицированы специальной теорией относительности Альберта Эйнштейна , что дало математике лоренцевой электродинамики новый, «неэфирный» контекст. [A 18] В отличие от большинства крупных сдвигов в научной мысли, специальная теория относительности была принята научным сообществом на удивление быстро, в соответствии с более поздним комментарием Эйнштейна о том, что законы физики, описанные специальной теорией, «созрели для открытия» в 1905 году. [B 10] Ранняя поддержка специальной теории Максом Планком, наряду с элегантной формулировкой, данной ей Германом Минковским , во многом способствовала быстрому принятию специальной теории относительности среди работающих ученых.

Эйнштейн основал свою теорию на более ранней работе Лоренца. Вместо того, чтобы предполагать, что механические свойства объектов изменяются при их движении с постоянной скоростью через необнаружимый эфир, Эйнштейн предложил вывести характеристики, которыми должна обладать любая успешная теория, чтобы соответствовать самым основным и твердо установленным принципам, независимо от существования гипотетического эфира. Он обнаружил, что преобразование Лоренца должно выходить за рамки своей связи с уравнениями Максвелла и должно представлять фундаментальные соотношения между пространственными и временными координатами инерциальных систем отсчета . Таким образом, он продемонстрировал, что законы физики остаются инвариантными, как и при преобразовании Галилея, но теперь инвариантным стал и свет.

С развитием специальной теории относительности необходимость учета единой универсальной системы отсчета исчезла, а вместе с ней исчезло и принятие теории светоносного эфира XIX века. Для Эйнштейна преобразование Лоренца подразумевало концептуальное изменение: концепция положения в пространстве или времени не была абсолютной, а могла различаться в зависимости от местоположения и скорости наблюдателя.

Более того, в другой статье, опубликованной в том же месяце в 1905 году, Эйнштейн сделал несколько наблюдений по тогдашней сложной проблеме, фотоэлектрическому эффекту . В этой работе он продемонстрировал, что свет можно рассматривать как частицы, имеющие «волновую природу». Частицам, очевидно, не нужна среда для перемещения, и, следовательно, свету она тоже не нужна. Это был первый шаг, который привел к полному развитию квантовой механики , в которой волновая и корпускулярная природа света рассматриваются как действительные описания света. Краткое изложение размышлений Эйнштейна о гипотезе эфира, теории относительности и световых квантах можно найти в его лекции 1909 года (первоначально на немецком языке) «Развитие наших взглядов на состав и сущность излучения». [A 19]

Лоренц со своей стороны продолжал использовать гипотезу эфира. В своих лекциях около 1911 года он указал, что то, что «теория относительности должна сказать... может быть выполнено независимо от того, что мы думаем об эфире и времени». Он прокомментировал, что «существует ли эфир или нет, электромагнитные поля, безусловно, существуют, а также существует энергия электрических колебаний», так что «если нам не нравится название «эфир», мы должны использовать другое слово в качестве крючка, чтобы повесить все эти вещи». Он пришел к выводу, что «нельзя отказать носителю этих концепций в определенной субстанциальности». [14] [B 7]

Тем не менее, в 1920 году Эйнштейн выступил с речью в Лейденском университете , в которой он прокомментировал: «Однако более тщательное размышление учит нас, что специальная теория относительности не заставляет нас отрицать эфир. Мы можем предположить существование эфира; только мы должны отказаться от приписывания ему определенного состояния движения, т. е. мы должны абстрагироваться от него и взять последнюю механическую характеристику, которую Лоренц ему еще оставил. Позже мы увидим, что эта точка зрения, мыслимость которой я сейчас же попытаюсь сделать более понятной с помощью несколько хромающего сравнения, оправдывается результатами общей теории относительности». Он завершил свою речь, сказав, что «согласно общей теории относительности пространство наделено физическими качествами; в этом смысле, следовательно, существует эфир. Согласно общей теории относительности пространство без эфира немыслимо». [15]

Другие модели

В последующие годы было несколько человек, которые отстаивали неолоренцевский подход к физике, который является лоренцевским в том смысле, что постулирует абсолютное истинное состояние покоя, которое не поддается обнаружению и не играет никакой роли в предсказаниях теории. (Несмотря на напряженные усилия, никаких нарушений лоренцевой ковариантности никогда не было обнаружено.) Поэтому эти теории напоминают теории эфира 19-го века только по названию. Например, основатель квантовой теории поля Поль Дирак заявил в 1951 году в статье в журнале Nature под названием «Есть ли эфир?», что «мы скорее вынуждены иметь эфир». [16] [A 20] Однако Дирак так и не сформулировал полную теорию, и поэтому его предположения не нашли признания в научном сообществе.

Взгляды Эйнштейна на эфир

Когда Эйнштейн был еще студентом Цюрихского политехнического института в 1900 году, он был очень заинтересован в идее эфира. Его первоначальным предложением исследовательской диссертации было провести эксперимент по измерению скорости движения Земли через эфир. [17] «Скорость волны пропорциональна квадратному корню сил упругости, которые вызывают [ее] распространение, и обратно пропорциональна массе эфира, движимого этими силами». [18]

В 1916 году, после того как Эйнштейн завершил свою основополагающую работу по общей теории относительности , Лоренц написал ему письмо, в котором предположил, что в рамках общей теории относительности эфир был вновь введен. В своем ответе Эйнштейн написал, что на самом деле можно говорить о «новом эфире», но нельзя говорить о движении относительно этого эфира. Это было далее разработано Эйнштейном в некоторых полупопулярных статьях (1918, 1920, 1924, 1930). [A 21] [A 22] [ A 23] [A 24] [B 11] [B 12] [B 13]

В 1918 году Эйнштейн впервые публично сослался на это новое определение. [A 21] Затем, в начале 1920-х годов, в лекции, которую он был приглашен прочесть в университете Лоренца в Лейдене, Эйнштейн попытался примирить теорию относительности с лоренцевским эфиром . В этой лекции Эйнштейн подчеркнул, что специальная теория относительности отняла у эфира последнее механическое свойство: неподвижность. Однако он продолжил, что специальная теория относительности не обязательно исключает эфир, поскольку последний может быть использован для придания физической реальности ускорению и вращению. Эта концепция была полностью разработана в рамках общей теории относительности , в которой физические свойства (которые частично определяются материей) приписываются пространству, но никакая субстанция или состояние движения не могут быть приписаны этому «эфиру» (под которым он подразумевал искривленное пространство-время). [B 13] [A 22] [19]

В другой статье 1924 года под названием «Об эфире» Эйнштейн утверждал, что абсолютное пространство Ньютона, в котором ускорение абсолютно, является «эфиром механики». А в электромагнитной теории Максвелла и Лоренца можно говорить об «эфире электродинамики», в котором эфир обладает абсолютным состоянием движения. Что касается специальной теории относительности, то в этой теории ускорение также абсолютно, как и в механике Ньютона. Однако отличие от электромагнитного эфира Максвелла и Лоренца заключается в том, что «поскольку больше невозможно было говорить в каком-либо абсолютном смысле об одновременных состояниях в разных местах эфира, эфир стал как бы четырехмерным, поскольку не было объективного способа упорядочить его состояния только по времени». Теперь «эфир специальной теории относительности» по-прежнему «абсолютен», потому что на материю влияют свойства эфира, но на эфир не влияет присутствие материи. Эта асимметрия была решена в рамках общей теории относительности. Эйнштейн объяснил, что «эфир общей теории относительности» не является абсолютным, поскольку материя подвержена влиянию эфира, так же как материя влияет на структуру эфира. [A 23]

Единственное сходство этой релятивистской концепции эфира с классическими моделями эфира заключается в наличии физических свойств в пространстве, которые можно определить с помощью геодезических . Как утверждают историки, такие как Джон Стэйчел , взгляды Эйнштейна на «новый эфир» не противоречат его отказу от эфира в 1905 году. Как указал сам Эйнштейн, никакая «субстанция» и никакое состояние движения не могут быть приписаны этому новому эфиру. Использование Эйнштейном слова «эфир» нашло небольшую поддержку в научном сообществе и не сыграло никакой роли в дальнейшем развитии современной физики. [B 11] [B 12] [B 13]

Концепции эфира

Смотрите также

Ссылки

Сноски

  1. ^ Янг приписал эфир к теории теплорода , соединив свет и тепло, и процитировал отрывки из Ньютона, такие как: «Светоносный эфир пронизывает Вселенную, разреженный и в высокой степени эластичный» и:

    Разве тепло не передается через вакуум посредством вибрации гораздо более тонкой среды, чем воздух? И разве эта среда не та же самая, что и та среда, посредством которой свет преломляется и отражается, и посредством вибрации которой свет передает тепло телам и приходит в состояние легкого отражения и легкой передачи? [6]

Цитаты

  1. ^ См . «Google Scholar 'светоносный эфир'».
  2. ^ Научная книга XIX века «Руководство к научному познанию знакомых вещей» представляет собой краткое изложение научных представлений в этой области того времени.
  3. ↑ Роберт Бойль, Труды достопочтенного Роберта Бойля , под ред. Томаса Бирча, 2-е изд., 6 томов (Лондон, 1772), III, 316; цитируется в EA Burtt, Метафизические основы современной науки (Гарден-Сити, Нью-Йорк: Doubleday & Company, 1954), 191–192.
  4. ^ Эдвин Артур Бертт (2003). Метафизические основы современной науки (иллюстрированное, несокращенное, переизданное издание). Courier Corporation. стр. 270. ISBN 978-0-486-42551-1.Выдержка из страницы 270
  5. ^ Сезар А. Сциаммарелла; Федерико М. Сциаммарелла (2012). Экспериментальная механика твердых тел. John Wiley & Sons. стр. 146. ISBN 978-1-119-97009-5.Выдержка из страницы 146
  6. ^ Джиллиспи, Чарльз Коулстон (1960). Грань объективности: эссе по истории научных идей. Princeton University Press. стр. 408. ISBN 0-691-02350-6.
  7. ^ Шварц, Мелвин (1987). Принципы электродинамики (пересмотренное издание). Dover Publications, Inc. стр. 106–107. ISBN 978-0-486-65493-5.
  8. ^ Николс, Эдвард Л. (ноябрь 1904 г.). «Основные концепции физической науки». Popular Science Monthly . 66 .
  9. ^ Юсеф, Мохамед Хадж (2018-01-01). Двойственность времени: комплексно-временная геометрия и вечное творение пространства. Мохамед Хадж Юсеф. ISBN 978-1-5395-7920-5.
  10. ^ "Selected Papers of Great American Physicists" (PDF) . www.aip.org . Архивировано (PDF) из оригинала 15 июля 2015 г. . Получено 30 апреля 2018 г. .
  11. ^ Они прокомментировали в сноске: «Из [эксперимента Майкельсона–Морли] не следует, что скорость Земли составляет всего несколько километров в секунду, а скорее, что размеры аппарата изменяются очень близко к тому, что требует теория относительности. Из настоящего эксперимента мы аналогичным образом делаем вывод, что частота света изменяется в соответствии с теорией».
  12. ^ Путаница по этому вопросу видна в выводе Саньяка о том, что «в окружающем пространстве свет распространяется со скоростью V0, независимой от движения в целом источника света O и оптической системы. Это свойство пространства, которое экспериментально характеризует светоносный эфир». Инвариантность скорости света, независимой от движения источника, также является одним из двух фундаментальных принципов специальной теории относительности.
  13. ^ Робертс, Шлейф (2006); FAQ по физике: эксперименты, которые, по-видимому, НЕ согласуются с СТО/ОТО. Архивировано 15 октября 2009 г. на Wayback Machine.
  14. ^ Лоренц писал: «Нельзя отрицать за носителем этих свойств определенную субстанциальность, и если так, то можно со всей скромностью называть истинным временем время, измеряемое часами, которые зафиксированы в этой среде, и рассматривать одновременность как первичное понятие». Однако он продолжал говорить, что это основано на его концепции «бесконечной скорости», которая согласно его собственной теории физически не реализуема. Лоренц также признал, что постулат абсолютной, но необнаружимой системы отсчета покоя был чисто метафизическим и не имел никаких эмпирических последствий.
  15. ^ "Эйнштейн: Эфир и теория относительности". История математики . Получено 7 августа 2023 г.
  16. ^ Дирак писал о своей теории: «Теперь у нас есть скорость во всех точках пространства-времени, играющая фундаментальную роль в электродинамике. Естественно рассматривать ее как скорость некой реальной физической вещи. Таким образом, с новой теорией электродинамики мы скорее вынуждены иметь эфир».
  17. ^ Айзексон, Уолтер (2007). Эйнштейн: Его жизнь и Вселенная . Нью-Йорк: Simon & Schuster. С. 47–48.
  18. ^ «Первая» статья Альберта Эйнштейна (1894 или 1895), http://www.straco.ch/papers/Einstein%20First%20Paper.pdf Архивировано 27 июля 2020 г. на Wayback Machine
  19. ^ Эйнштейн 1920: Мы можем сказать, что согласно общей теории относительности пространство наделено физическими качествами; в этом смысле, следовательно, существует эфир. Согласно общей теории относительности пространство без эфира немыслимо; поскольку в таком пространстве не только не было бы распространения света, но и не было бы возможности существования стандартов пространства и времени (измерительных стержней и часов), а следовательно, и никаких пространственно-временных интервалов в физическом смысле. Но этот эфир нельзя рассматривать как наделенный качеством, характерным для весомых сред, как состоящий из частей, которые можно отслеживать во времени. Идея движения не может быть применена к нему.

Первичные источники

  1. ^ abc Newton, Isaac: Opticks (1704). Четвертое издание 1730 г. (Переиздано в 1952 г. (Dover: New York), с комментариями Бернарда Коэна, Альберта Эйнштейна и Эдмунда Уиттекера).
  2. ^ ab Максвелл, Дж. К. (1865). "Динамическая теория электромагнитного поля (часть 1)" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 28.07.2011.
  3. ↑ Максвелл, Джеймс Клерк (1878), «Эфир»  , в Baynes, TS (ред.), Encyclopaedia Britannica , т. 8 (9-е изд.), Нью-Йорк: Charles Scribner's Sons, стр. 568–572
  4. ^ Френель, А. (1818), «Lettre de M. Fresnel à M. Arago sur l'influence du mouvement terrestre dans quelques phénomènes d'optique», Annales de Chimie et de Physique , 9 : 57–66 (сентябрь 1818 г.) ), 286–7 (ноябрь 1818 г.); перепечатано в книгах Х. де Сенармона, Э. Верде и Л. Френеля (ред.), Oeuvres complètes d'Augustin Fresnel , vol. 2 (1868), стр. 627–36; переведено как «Письмо Огюстена Френеля Франсуа Араго о влиянии движения Земли на некоторые явления оптики» в К. Ф. Шаффнере, Теории эфира девятнадцатого века , Пергам, 1972 ( doi :10.1016/C2013-0-02335- 3), стр. 125–35; также переведено (с несколькими ошибками) Р. Р. Трейлом как «Письмо Огюстена Френеля Франсуа Араго относительно влияния движения Земли на несколько оптических явлений», General Science Journal , 23 января 2006 г. (PDF, 8 стр.).
  5. ^ GG Stokes (1845). «Об аберрации света». Philosophical Magazine . 27 (177): 9–15. doi :10.1080/14786444508645215.
  6. ^ ab Lorentz, Hendrik Antoon (1895), Versuch  einer Theorie der electricschen und optischen Erscheinungen in bewegten Körpern [ Попытка теории электрических и оптических явлений в движущихся телах ], Лейден: Э. Дж. Брилл
  7. ^ Лоренц, Хендрик Антун (1892), «De relatieve bebeging van de aarde en den aether»  [Относительное движение Земли и эфира], Zittingsverlag Akad. В. Мокрый. , 1 : 74–79
  8. ^ Лармор, Джозеф (1897), «О динамической теории электрической и светоносной среды, часть 3, отношения с материальными средами»  , Philosophical Transactions of the Royal Society , 190 : 205–300, Bibcode : 1897RSPTA.190..205L, doi : 10.1098/rsta.1897.0020
  9. ^ Лармор, Джозеф (1900), Эфир и материя  , Cambridge University Press
  10. ^ Лоренц, Хендрик Антон (1899), «Упрощенная теория электрических и оптических явлений в движущихся системах»  , Труды Королевской Нидерландской академии искусств и наук , 1 : 427–442
  11. ^ Лоренц, Хендрик Антон (1904), «Электромагнитные явления в системе, движущейся со скоростью, меньшей скорости света»  , Труды Королевской Нидерландской академии искусств и наук , 6 : 809–831
  12. ^ Лоренц, Хендрик Антун (1921), «Deux Mémoires de Henri Poincaré sur la Physique Mathématique»  [Две статьи Анри Пуанкаре по математической физике], Acta Mathematica , 38 (1): 293–308, doi : 10.1007/BF02392073
  13. ^ Лоренц, HA; Лоренц, HA; Миллер, DC; Кеннеди, RJ; Хедрик, ER; Эпштейн, PS (1928), «Конференция по эксперименту Майкельсона-Морли», The Astrophysical Journal , 68 : 345–351, Bibcode : 1928ApJ....68..341M, doi : 10.1086/143148
  14. ^ Пуанкаре, Анри (1900), «Теория Лоренца и принцип реакции»  , Archives Néerlandaises des Sciences Exactes et Naturelles , 5 : 252–278. См. также перевод на английский язык, заархивированный 26.06.2008 на Wayback Machine .
  15. ↑ Пуанкаре, Анри (1904–1906), «Принципы математической физики»  , в Роджерс, Говард Дж. (ред.), Конгресс искусств и науки, всеобщая экспозиция, Сент-Луис, 1904 , т. 1, Бостон и Нью-Йорк: Houghton, Mifflin and Company, стр. 604–622
  16. ^ Пуанкаре, Анри (1905b), «Sur la dynamice de l'électron»  [О динамике электрона], Comptes Rendus , 140 : 1504–1508
  17. ^ Пуанкаре, Анри (1906), «Sur la dynamice de l'électron» [О динамике электрона], Rendiconti del Circolo Matematico di Palermo , 21 : 129–176, Бибкод : 1906RCMP...21..129P, doi : 10.1007/BF03013466, hdl : 2027/uiug.30112063899089 , S2CID  120211823
  18. ^ Эйнштейн, Альберт (1905a), "Zur Elektrodynamic bewegter Körper", Annalen der Physik , 322 (10): 891–921, Бибкод : 1905AnP...322..891E, doi : 10.1002/andp.19053221004. См. также: Английский перевод Архивировано 25.11.2005 на Wayback Machine .
  19. ^ Эйнштейн, Альберт: (1909) Развитие наших взглядов на состав и сущность излучения "Архивная копия". Архивировано из оригинала 2008-04-23 . Получено 2024-01-14 .{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка ) CS1 maint: бот: исходный статус URL неизвестен ( ссылка ), Phys. Z. , 10 , 817–825. (обзор теорий эфира, среди прочих тем)
  20. ^ Дирак, П. М. (1951). "Существует ли эфир?" (PDF) . Nature . 168 (4282): 906. Bibcode :1951Natur.168..906D. doi :10.1038/168906a0. S2CID  4288946. Архивировано из оригинала (PDF) 17 декабря 2008 года . Получено 23 февраля 2017 года .
  21. ^ ab A. Einstein (1918), «Диалог о возражениях против теории относительности»  , Naturwissenschaften , 6 (48): 697–702, Bibcode : 1918NW......6..697E, doi : 10.1007/BF01495132, S2CID  28132355
  22. ^ ab Эйнштейн, Альберт: «Эфир и теория относительности» (1920), переиздано в Sidelights on Relativity (Метуэн, Лондон, 1922)
  23. ^ ab А. Эйнштейн (1924), «Über den Äther», Verhandlungen der Schweizerischen Naturforschenden Gesellschaft , 105 (2): 85–93. См. также перевод на английский язык: Concerning the Aether Архивировано 04.11.2010 на Wayback Machine
  24. ^ "Einstein Archives Online". Архивировано из оригинала 16 июня 2011 года.{{cite web}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )

Эксперименты

  1. ^ Физо, А. (1851). «Гипотезы, относящиеся к светящемуся эфиру, и эксперимент, который, по-видимому, демонстрирует, что движение тел изменяет скорость, с которой свет распространяется внутри них»  . Philosophical Magazine . 2 : 568–573. doi :10.1080/14786445108646934.
  2. ^ Майкельсон, А. А. и Морли, Э. У. (1886). «Влияние движения среды на скорость света»  . Am. J. Sci . 31 (185): 377–386. Bibcode :1886AmJS...31..377M. doi :10.2475/ajs.s3-31.185.377. S2CID  131116577.
  3. ^ Араго, А. (1810–1853). «Mémoire sur la vitesse de la lumière, lu à la première classe de l'Institut, 10 декабря 1810 года». Comptes Rendus de l'Académie des Sciences . 36 : 38–49.
  4. ^ Airy, GB (1871). «О предполагаемом изменении величины астрономической аберрации света, вызванном прохождением света через значительную толщину преломляющей среды». Труды Королевского общества . 20 (130–138): 35–39. Bibcode : 1871RSPS...20...35A. doi : 10.1098/rspl.1871.0011 . Архивировано из оригинала 2012-05-15.
  5. ^ аб Маскарт, Э. (1872). «Сюр-ле-модификации, которые делают светильник частью набора движения источника света и движения наблюдателя». Annales Scientifiques de l'École Normale Supérieure . Серия 2. 1 : 157–214. дои : 10.24033/asens.81 .
  6. ^ Физо, Х. (1861). «Ueber eine Methode, zu untersuchen, ob das Polarisationsazimut eines gebrochenen Strahls durch die Bewegung des brechenden Körpers geändert werde». Аннален дер Физик . 190 (12): 554–587. Бибкод : 1861АнП...190..554F. дои : 10.1002/andp.18621901204. Архивировано из оригинала 15 мая 2012 г.
  7. ^ Брейс, ДБ (1905). «Дрейф эфира и вращательная поляризация». Philosophical Magazine . 10 (57): 383–396. doi :10.1080/14786440509463384.
  8. ^ Штрассер, Б. (1907). «Der Fizeausche Versuch über die Änderung des Polarisationsazimuts eines gebrochenen Strahles durch die Bewegung der Erde». Аннален дер Физик . 329 (11): 137–144. Бибкод : 1907АнП...329..137С. дои : 10.1002/andp.19073291109. Архивировано из оригинала 15 мая 2012 г.
  9. ^ Хук, М. (1868). «Определение жизни с лакелью - это захватывающая светящаяся среда, пересекающая среду и движение». Verslagen en Medideelingen . 2 : 189–194.
  10. ^ Клинкерфюс, Эрнст Фридрих Вильгельм (1870). «Versuche über die Bewegung der Erde und der Sonne im Aether». Астрономические Нахрихтен . 76 (3): 33–38. Бибкод : 1870AN.....76...33K. дои : 10.1002/asna.18700760302.
  11. ^ Хага, Х. (1902). «Über den Klinkerfuesschen Versuch». Physikalische Zeitschrift . 3 : 191.
  12. ^ Кеттелер, Эд. (1872). «Ueber den Einfluss der astronomischen Bewegungen auf die optischen Erscheinungen». Аннален дер Физик . 220 (9): 109–127. Бибкод : 1871АнП...220..109К. дои : 10.1002/andp.18712200906. Архивировано из оригинала 15 мая 2012 г.
  13. ^ аб Маскарт, Э. (1874). «Сюр-ле-модификации, которые являются частью люкса движения источника света и движения наблюдателя (вторая партия)». Annales Scientifiques de l'École Normale Supérieure . Серия 2. 3 : 363–420. дои : 10.24033/asens.118 .
  14. ↑ Лорд Рэлей (1902). «Влияет ли вращательная поляризация на движение Земли?». Philosophical Magazine . 4 (20): 215–220. doi :10.1080/14786440209462836.
  15. ^ Рентген, В. (1888). «Über die durch Bewegung eines im homogenen elektrischen Felde befindlichen Dielektricums hervorgerufene elektrodynamische Kraft». Берлинский Sitzungsberichte . 2. Хальббанд: 23–28. Архивировано из оригинала 26 февраля 2016 г.
  16. ^ Де Кудр, Th. (1889). «Ueber das Verhalten des Lichtäthers bei den Bewegungen der Erde». Аннален дер Физик . 274 (9): 71–79. Бибкод : 1889АнП...274...71Д. дои : 10.1002/andp.18892740908.
  17. ^ Кенигсбергер, Дж. (1905). «Induktionswirkung im Dielektrikum und Bewegung des Athers». Berichte der Naturforschenden Gesellschaft zu Freiburg I. Br . 13 : 95–100.
  18. ^ Trouton, FT (1902). «Результаты электрического эксперимента, включающего относительное движение Земли и эфира, предложенные покойным профессором Фицджеральдом». Труды Королевского Дублинского общества . 7 : 379–384.
  19. ^ Майкельсон, Альберт Абрахам (1881), «Относительное движение Земли и светоносного эфира»  , Американский научный журнал , 22 (128): 120–129, Bibcode : 1881AmJS...22..120M, doi : 10.2475/ajs.s3-22.128.120, S2CID  130423116
  20. ^ Майкельсон, Альберт Абрахам и Морли, Эдвард Уильямс (1887), «Об относительном движении Земли и светоносного эфира»  , Американский научный журнал , 34 (203): 333–345, Bibcode : 1887AmJS...34..333M, doi : 10.2475/ajs.s3-34.203.333, S2CID  124333204
  21. ^ Trouton, FT; Noble, HR (1903). «Механические силы, действующие на заряженный электрический конденсатор, движущийся через пространство». Philosophical Transactions of the Royal Society A. 202 ( 346–358): 165–181. Bibcode :1904RSPTA.202..165T. doi : 10.1098/rsta.1904.0005 . Архивировано из оригинала 2012-05-15.
  22. ↑ Лорд Рэлей (1902). «Вызывает ли движение через эфир двойное преломление?»  . Philosophical Magazine . 4 (24): 678–683. doi :10.1080/14786440209462891.
  23. ^ Брейс, ДеВитт Бристоль (1904). «О двойном преломлении в веществе, движущемся через эфир»  . Philosophical Magazine . 7 (40): 317–329. doi :10.1080/14786440409463122.
  24. ^ Лодж, Оливер Дж. (1893). «Проблемы аберрации». Philosophical Transactions of the Royal Society A. 184 : 727–804. Bibcode : 1893RSPTA.184..727L. doi : 10.1098/rsta.1893.0015 . Архивировано из оригинала 24.01.2016.
  25. ^ Лодж, Оливер Дж. (1897). "Эксперименты по отсутствию механической связи между эфиром и материей"  . Philosophical Transactions of the Royal Society A. 189 : 149–166. Bibcode : 1897RSPTA.189..149L. doi : 10.1098/rsta.1897.0006 .
  26. ^ Цендер, Л. (1895). «Ueber die Durchlässigkeit Fester Körper für den Lichtäther». Аннален дер Физик . 291 (5): 65–81. Бибкод : 1895АнП...291...65З. дои : 10.1002/andp.18952910505.
  27. ^ GW Hammar (1935). «Скорость света внутри массивного ограждения». Physical Review . 48 (5): 462–463. Bibcode : 1935PhRv...48..462H. doi : 10.1103/PhysRev.48.462.2.
  28. ^ Кеннеди, Р. Дж.; Торндайк, Э. М. (1932). «Экспериментальное установление относительности времени». Physical Review . 42 (3): 400–418. Bibcode : 1932PhRv...42..400K. doi : 10.1103/PhysRev.42.400.
  29. ^ Саньяк, Жорж (1913), «L'éther lumineux démontré par l'effet du vent relatif d'éther dans un  interferometre en Rotation Uniforme» [Демонстрация светоносного эфира с помощью интерферометра при равномерном вращении], Comptes Rendus , 157 : 708–710
  30. ^ Саньяк, Жорж (1913), «Sur la preuve de la réalité de l'éther lumineux par l'expérience de l'interférographe Tournant»  [О доказательстве реальности светоносного эфира с помощью эксперимента с вращающимся интерферометром], Комптес Рендус , 157 : 1410–1413.

Вторичные источники

  1. ^ abc Уиттекер, Эдмунд Тейлор (1910), История теорий эфира и электричества (1-е изд.), Дублин: Longman, Green and Co.
  2. ^ ab Jannsen, Michel & Stachel, John (2008), Оптика и электродинамика движущихся тел (PDF) , заархивировано (PDF) из оригинала 29-09-2015
  3. ^ abcd Дарриголь, Оливье (2000), Электродинамика от Ампера до Эйнштейна , Оксфорд: Clarendon Press, ISBN 978-0-19-850594-5
  4. ^ ab Шаффнер, Кеннет Ф. (1972), Теории эфира девятнадцатого века , Оксфорд: Pergamon Press, ISBN 978-0-08-015674-3
  5. ^ Вена, Вильгельм (1898). «Über die Fragen, welche die Translationische Bewegung des Lichtäthers betreffen (Referat für die 70. Versammlung deutsche Naturforscher und Aerzte в Дюссельдорфе, 1898 г.)»  . Аннален дер Физик . 301 (3): I – XVIII..
  6. ^ Лауб, Якоб (1910). «Über die Experimentellen Grundlagen des Relativitätsprinzips». Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik . 7 : 405–463.
  7. ^ abc Miller, Arthur I. (1981), Специальная теория относительности Альберта Эйнштейна. Возникновение (1905) и ранняя интерпретация (1905–1911) , Чтение: Addison–Wesley, ISBN 978-0-201-04679-3
  8. ^ Янссен, Мишель; Мекленбург, Мэтью (2007), В. Ф. Хендрикс и др. (ред.), «От классической к релятивистской механике: электромагнитные модели электрона», Interactions: Mathematics, Physics and Philosophy , Дордрехт: 65–134, архивировано из оригинала 2008-07-04 , извлечено 2004-04-16
  9. ↑ Пайс, Авраам (1982), Тонкий Господь: Наука и жизнь Альберта Эйнштейна , Нью-Йорк: Oxford University Press, ISBN 978-0-19-520438-4
  10. ^ Борн, М. (1956), Физика моего поколения, Лондон и Нью-Йорк: Pergamon Press
  11. ^ Костро, Л. (1992), «Очерк истории концепции релятивистского эфира Эйнштейна», в Жан Эйзенштадт; Энн Дж. Кокс (ред.), Исследования по истории общей теории относительности , т. 3, Бостон-Базель-Берлин: Birkhäuser, стр. 260–280, ISBN 978-0-8176-3479-7
  12. ^ ab Stachel, J. (2001), «Почему Эйнштейн заново изобрел эфир», Physics World , 14 (6): 55–56, doi :10.1088/2058-7058/14/6/33.
  13. ^ abc Kostro, L. (2001), «Новый эфир Альберта Эйнштейна и его общая теория относительности» (PDF) , Труды конференции по прикладной дифференциальной геометрии : 78–86, архивировано (PDF) из оригинала 11.04.2018.

Внешние ссылки

В Викицитатнике есть цитаты, связанные с Светоносным эфиром .
Викискладе есть медиафайлы по теме светоносного эфира .
В Wikisource есть оригинальный текст, относящийся к этой статье:
Британская энциклопедия 1911 года / Эфир