Светоносный эфир - Luminiferous aether

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

Светоносный эфир или же эфир[1] («светоносный», что означает «светоносный»). средний для распространения свет.[2] Он был использован для объяснения способности очевидного волна -основанный свет распространяется через пустое пространство, чего не должны делать волны. Предположение о пространственном наполнении светоносного эфира, а не о пространственном вакууме, обеспечило теоретическую среду, которая требовалась волновыми теориями света.

Гипотеза эфира была предметом значительных споров на протяжении всей ее истории, поскольку требовала существования невидимого и бесконечного материала без взаимодействия с физическими объектами. По мере изучения природы света, особенно в XIX веке, физические качества, необходимые для эфира, становились все более противоречивыми. К концу 1800-х годов существование эфира ставилось под сомнение, хотя не существовало физической теории, которая могла бы его заменить.

Отрицательный исход Эксперимент Майкельсона-Морли (1887) предположили, что эфира не существует, и это открытие было подтверждено в последующих экспериментах в течение 1920-х годов. Это привело к значительной теоретической работе по объяснению распространения света без эфира. Главным прорывом стала теория относительности, что могло объяснить, почему в эксперименте не было обнаружено эфира, но было интерпретировано более широко, предполагая, что он не нужен. Эксперимент Майкельсона-Морли вместе с радиатор черного тела и фотоэлектрический эффект, был ключевым экспериментом в разработке современная физика, который включает как относительность, так и квантовая теория, последнее из которых объясняет подобную частицам природу света.

История света и эфира

Смотрите также: Хронология светоносного эфира

Частицы против волн

Основная статья: Дуальность волна-частица

В 17 веке Роберт Бойл был сторонником гипотезы эфира. Согласно Бойлю, эфир состоит из тонких частиц, один вид которых объясняет отсутствие вакуума и механическое взаимодействие между телами, а другой вид объясняет такие явления, как магнетизм (и, возможно, гравитация), которые иначе необъяснимы на основа чисто механических взаимодействий макроскопических тел, «хотя в эфире древних не было замечено ничего, кроме рассеянной и очень тонкой субстанции; тем не менее в настоящее время мы довольны тем, что в воздухе всегда находится рой пары движутся определенным курсом между северным полюсом и югом ».[3]

Кристиан Гюйгенс с Трактат о свете (1690) выдвинули гипотезу о том, что свет - это волна, распространяющаяся в эфире. Он и Исаак Ньютон мог только представить световые волны как продольный, распространяющиеся как звук и другие механические волны в жидкости. Однако продольные волны обязательно имеют только одну форму для данного направления распространения, а не две. поляризации подобно поперечная волна. Таким образом, продольные волны не могут объяснить двулучепреломление, в котором две поляризации света по-разному преломляются кристаллом. Вдобавок Ньютон отверг свет как волны в среде, потому что такая среда должна распространяться повсюду в пространстве и, таким образом, «мешает и замедляет движение этих великих тел» (планет и комет) и, следовательно, «поскольку она [свет medium] бесполезен, препятствует действию природы и заставляет ее чахнуть, поэтому нет свидетельств ее существования, и поэтому ее следует отвергнуть ".[нужна цитата ]

Исаак Ньютон утверждал, что свет состоит из множества мелких частиц. Этим можно объяснить такие особенности, как способность света двигаться по прямым линиям и отражать с поверхностей. Ньютон воображал, что легкие частицы представляют собой несферические «корпускулы» с разными «сторонами», которые вызывают двойное лучепреломление. Но теория частиц света не может удовлетворительно объяснить преломление и дифракция.[нужна цитата ] Чтобы объяснить преломление, Третья книга Ньютона. Opticks (1-е изд. 1704 г., 4-е изд. 1730 г.) постулировал «эфирную среду», передающую колебания быстрее света, с помощью которой свет, когда его догоняют, помещается в «приступы легкого отражения и легкой передачи», что вызывает рефракцию и дифракцию. Ньютон считал, что эти колебания связаны с тепловым излучением:

Разве тепло теплой Комнаты не передается через вакуум посредством Вибрации гораздо более тонкой Среды, чем Воздух, которая после того, как Воздух был вытянут, оставалась в Вакууме? И разве эта Среда не то же самое, что и Среда, с помощью которой Свет преломляется и отражается и посредством вибраций которой Свет передает Тепло телам и помещается в приступы легкого отражения и легкой передачи?[A 1]:349

В отличие от современного понимания, что тепловое излучение и свет являются одновременно электромагнитное излучение 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 написал: «Я не знаю, что это за эфир», но если он состоит из частиц, то они должны быть

Чрезвычайно меньше, чем у Воздуха, или даже чем у Света: Чрезмерная малая его Частица может способствовать величию силы, с помощью которой эти Частицы могут удаляться друг от друга и тем самым сделать эту Среду более редкой и эластичной, чем Воздух. и, как следствие, чрезвычайно менее способный противостоять движениям Снарядов и чрезвычайно более способный давить на грубые Тела, пытаясь расширить себя.[A 1]:352

Брэдли предлагает частицы

В 1720 г. Джеймс Брэдли провели серию экспериментов по измерению звездный параллакс путем измерения звезд в разное время года. По мере того как Земля движется вокруг Солнца, видимый угол к данному удаленному месту изменяется. Измеряя эти углы, можно рассчитать расстояние до звезды на основе известной орбитальной окружности Земли вокруг Солнца. Он не смог обнаружить никакого параллакса, тем самым установив нижний предел расстояния до звезд.

Во время этих экспериментов Брэдли также обнаружил родственный эффект; Видимое положение звезд действительно изменилось за год, но не так, как ожидалось. Вместо максимального увеличения видимого угла, когда Земля находилась на одном из концов своей орбиты по отношению к звезде, угол был максимальным, когда Земля имела максимальную 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 был получен простым векторным сложением орбитальной скорости Земли и скорости световых частиц, точно так же, как вертикально падающие капли дождя ударяют движущийся объект с расстояния. угол. Зная скорость Земли и угол аберрации, это позволило ему оценить скорость света.

Объяснение звездной аберрации в контексте теории света, основанной на эфире, считалось более проблематичным. Поскольку аберрация зависела от относительных скоростей, а измеренная скорость зависела от движения Земли, эфир должен был оставаться неподвижным по отношению к звезде, когда Земля двигалась через нее. Это означало, что Земля могла путешествовать через эфир, физическую среду, без видимого эффекта - именно эта проблема заставила Ньютона в первую очередь отвергнуть волновую модель.

Триумф волновой теории

Спустя столетие Томас Янг[а] и Огюстен-Жан Френель возродили волновую теорию света, когда указали, что свет может быть поперечная волна а не продольная волна; поляризация поперечной волны (как ньютоновские «стороны» света) могла объяснить двойное лучепреломление, и после серии экспериментов по дифракции от модели частиц Ньютона наконец отказались. Физики предположил, кроме того, что, как и механические волны, световые волны нуждаются в среде для распространение, и, таким образом, потребовалась идея Гюйгенса об эфирном «газе», пронизывающем все пространство.

Однако поперечная волна, очевидно, требовала, чтобы распространяющаяся среда вела себя как твердое тело, а не как газ или жидкость. Идея твердого тела, которое не взаимодействует с другими веществами, казалась немного странной, и Огюстен-Луи Коши предположил, что, возможно, было какое-то «затягивание» или «увлечение», но это затрудняло понимание измерений аберрации. Он также предположил, что отсутствие продольных волн предполагали, что эфир имел отрицательную сжимаемость. Джордж Грин указал, что такая жидкость будет нестабильной. Джордж Габриэль Стоукс стал поборником интерпретации увлечения, разработав модель, в которой эфир может быть (по аналогии с смолой сосны) жестким на очень высоких частотах и ​​текучим на более низких скоростях. Таким образом, Земля могла бы двигаться через нее довольно свободно, но она была бы достаточно жесткой, чтобы поддерживать свет.

Электромагнетизм

В 1856 г. Вильгельм Эдуард Вебер и Рудольф Кольрауш измерили числовое значение отношения электростатической единицы заряда к электромагнитной единице заряда. Они обнаружили, что это отношение равно произведению скорости света и квадратного корня из двух. В следующем году, Густав Кирхгоф написал статью, в которой показал, что скорость сигнала по электрическому проводу равна скорости света. Это первые зарегистрированные исторические связи между скоростью света и электромагнитными явлениями.

Джеймс Клерк Максвелл начал работать над Майкл Фарадей с силовые линии. В своей статье 1861 г. О физических силовых линиях он смоделировал эти магнитные силовые линии, используя море молекулярных вихрей, которые, как он считал, частично состоят из эфира, а частично из обычной материи. Он вывел выражения для диэлектрической проницаемости и магнитной проницаемости через поперечную упругость и плотность этой упругой среды. Затем он приравнял отношение диэлектрической проницаемости к магнитной проницаемости с адаптированной версией результата Вебера и Кольрауша 1856 г. и подставил этот результат в уравнение Ньютона для скорости звука. При получении значения, близкого к скорости света, измеренной Ипполит Физо Максвелл пришел к выводу, что свет состоит из волн одной и той же среды, которая является причиной электрических и магнитных явлений.[B 1][БИ 2][B 3][B 4]

Максвелл, однако, выразил некоторые сомнения относительно точной природы его молекулярных вихрей, и поэтому он начал применять чисто динамический подход к проблеме. В 1864 году он написал еще одну статью под названием «Динамическая теория электромагнитного поля. ", в котором детали светоносной среды были менее явными.[A 2] Хотя Максвелл прямо не упомянул море молекулярных вихрей, его вывод о Обходной закон Ампера 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 Сила Лоренца уравнение), он вывел волновое уравнение из системы восьми уравнений, которые появились в статье и которые включали уравнение электродвижущей силы и Обходной закон Ампера.[A 2] Максвелл еще раз использовал экспериментальные результаты Вебера и Кольрауша, чтобы показать, что это волновое уравнение представляет собой электромагнитную волну, которая распространяется со скоростью света, тем самым поддерживая точку зрения, что свет является формой электромагнитного излучения.

Очевидная потребность в среде распространения таких Волны Герца это видно по тому факту, что они состоят из ортогональных электрических (E) и магнитных (B или H) волн. E-волны состоят из волнообразных диполярных электрических полей, и все такие диполи, по-видимому, требуют разделенных и противоположных электрических зарядов. Электрический заряд - неотъемлемое свойство иметь значение Таким образом, оказалось, что для обеспечения переменного тока, который, казалось бы, должен существовать в любой точке на пути распространения волны, требовалась какая-то форма материи. Распространение волн в истинном вакууме означало бы существование электрические поля без связанных электрический заряд, или электрического заряда без сопутствующего вещества. Хотя это и совместимо с уравнениями Максвелла, электромагнитная индукция электрических полей нельзя было продемонстрировать в вакууме, потому что все методы обнаружения электрических полей требовали электрически заряженного вещества.

Кроме того, уравнения Максвелла требовали, чтобы все электромагнитные волны в вакуум распространяются с фиксированной скоростью, c. Поскольку это может произойти только в одном система отсчета в ньютоновской физике (см. Галилея относительность ) эфир был выдвинут как абсолютная и единственная система отсчета, в которой выполняются уравнения Максвелла. То есть эфир должен быть «неподвижным» повсеместно, иначе c будет меняться вместе с любыми вариациями, которые могут возникнуть в поддерживающей среде. Сам Максвелл предложил несколько механических моделей эфира на основе колес и шестерен, а также Джордж Фрэнсис Фицджеральд даже построил рабочую модель одного из них. Эти модели должны были согласиться с тем фактом, что электромагнитные волны поперечный но никогда продольный.

Проблемы

К этому моменту механические свойства эфира становились все более и более волшебными: он должен был быть жидкость чтобы заполнить пространство, но оно было в миллионы раз более жестким, чем сталь, чтобы поддерживать высокие частоты световых волн. Он также должен был быть безмассовым и без вязкость, иначе это заметно повлияет на орбиты планет. Кроме того, оказалось, что он должен быть полностью прозрачным, недисперсным, несжимаемый, и непрерывно в очень мелком масштабе.[нужна цитата ] Максвелл написал в Британская энциклопедия:[A 3]

Для планет были изобретены эфиры, в которых они могли плавать, образовывать электрическую атмосферу и магнитные истечения, передавать ощущения от одной части нашего тела к другой и так далее, пока все пространство не было три или четыре раза заполнено эфирами. ... Единственный уцелевший эфир - это тот, который был изобретен Гюйгенсом для объяснения распространения света.

Современные ученые знали об этих проблемах, но к тому моменту теория эфира настолько укоренилась в физических законах, что просто предполагалось, что она существует. В 1908 г. Оливер Лодж выступил с речью от имени Лорд Рэйли [5] к Королевский институт по этой теме, в которой он изложил его физические свойства, а затем попытался предложить причины, по которым они не были невозможными. Тем не менее, он также знал о критике и цитировал Лорд солсбери говоря, что "эфир - это не более чем именительный падеж глагола волнообразноДругие раскритиковали его как «английское изобретение», хотя Рэли в шутку заявил, что на самом деле это изобретение Королевского института.[6]

К началу 20 века теория эфира оказалась в затруднительном положении. Серия все более сложные эксперименты была проведена в конце 19-го века, чтобы попытаться обнаружить движение Земли в эфире, но безуспешно. Ряд предложенных теорий перетаскивания эфира могли объяснить нулевой результат, но они были более сложными и имели тенденцию использовать произвольно выглядящие коэффициенты и физические предположения. Лоренц и Фитцджеральд предложили в рамках Теория эфира Лоренца более элегантное решение того, как движение абсолютного эфира могло быть необнаружимым (сокращение длины), но если бы их уравнения были правильными, новые специальная теория относительности (1905) мог произвести ту же математику, вообще не обращаясь к эфиру. Эфир упал на Бритва Оккама.[B 1][БИ 2][B 3][B 4]

Относительное движение между Землей и эфиром

Эфирное сопротивление

Основная статья: Гипотеза сопротивления эфира

Две самые важные модели, которые были нацелены на описание относительного движения Земли и эфира, были Огюстен-Жан Френель (1818 г.) модель (почти) стационарного эфира, включающая частичное сопротивление эфира, определяемое коэффициентом сопротивления Френеля,[A 4]и Джордж Габриэль Стоукс ' (1844)[A 5]модель полного сопротивления эфира. Последняя теория не была признана правильной, поскольку она несовместима с аберрация света, а вспомогательные гипотезы, разработанные для объяснения этой проблемы, не были убедительными. Кроме того, последующие эксперименты как Эффект Саньяка (1913) также показали, что эта модель несостоятельна. Однако наиболее важным экспериментом, подтверждающим теорию Френеля, был Физо экспериментальное подтверждение 1851 г. Френель предсказание 1818 г., что среда с показатель преломления п движется со скоростью v увеличит скорость света, движущегося через среду в том же направлении, что и v из c/п к:[E 1][E 2]

То есть движение добавляет свету лишь часть скорости среды (предсказано Френелем для того, чтобы Закон Снеллиуса работают во всех системах отсчета, согласующихся со звездной аберрацией). Первоначально это было истолковано как означающее, что среда увлекает за собой эфир с часть скорости среды, но это понимание стало очень проблематичным после Вильгельм Вельтманн продемонстрировал, что индекс п в формуле Френеля зависит от длина волны света, так что эфир не мог двигаться со скоростью, не зависящей от длины волны. Это означало, что должен существовать отдельный эфир для каждой из бесконечного множества частот.

Отрицательные эксперименты с дрейфом эфира

Ключевая трудность с гипотезой эфира Френеля возникла в результате сопоставления двух устоявшихся теорий ньютоновской динамики и электромагнетизма Максвелла. Под Преобразование Галилея уравнения ньютоновской динамики инвариантный, а электромагнетизм - нет. По сути, это означает, что хотя физика должна оставаться такой же в неускоренных экспериментах, свет не будет подчиняться тем же правилам, потому что он движется в универсальной «эфирной рамке». Должен быть заметен некоторый эффект, вызванный этой разницей.

Простой пример касается модели, на которой изначально был построен эфир: звука. Скорость распространения механических волн, скорость звука, определяется механическими свойствами среды. В воде звук распространяется в 4,3 раза быстрее, чем в воздухе. Это объясняет, почему человек, слышащий взрыв под водой и быстро всплывающий на поверхность, может снова услышать его, когда по воздуху доносится более медленный движущийся звук. Точно так же путешественник на авиалайнер все еще может поддерживать разговор с другим путешественником, потому что звук слов распространяется вместе с воздухом внутри самолета. Этот эффект лежит в основе всей ньютоновской динамики, которая гласит, что все, от звука до траектории брошенного бейсбольного мяча, должно оставаться таким же в летящем самолете (по крайней мере, с постоянной скоростью), как если бы он все еще находился 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 местных условиях, а на двух измеренных свойствах: диэлектрическая проницаемость и проницаемость свободного пространства, которые считались одинаковыми во всей Вселенной. Если эти числа действительно изменились, в небе должны быть заметные эффекты; например, звезды в разных направлениях будут иметь 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 скорость, отличную от скорости света, движущегося назад, так как они оба будут двигаться против неподвижного эфира. Даже если эфир имел общий универсальный поток, изменения положения во время дневного / ночного цикла или в течение сезона должны позволить обнаружить дрейф.

Эксперименты первого порядка

Хотя согласно Френелю эфир почти неподвижен, его теория предсказывает положительный результат экспериментов по дрейфу эфира только для второй Заказать в , потому что коэффициент увлечения Френеля может привести к отрицательному результату всех оптических экспериментов, позволяющих измерить эффекты первый Заказать в . Это было подтверждено следующими экспериментами первого порядка, которые все дали отрицательные результаты. Следующий список основан на описании Вильгельм Вена (1898), с изменениями и дополнительными экспериментами по описаниям Эдмунд Тейлор Уиттакер (1910) и Якоб Лауб (1910):[B 5][B 1][B 6]

  • Эксперимент Франсуа Араго (1810), чтобы подтвердить, влияет ли движение Земли на преломление и, следовательно, на аберрацию света. Подобные эксперименты были проведены Джордж Бидделл Эйри (1871) с помощью телескопа, наполненного водой, и Éleuthère Mascart (1872).[E 3][E 4][E 5]
  • Эксперимент Физо (1860) по выяснению того, изменяется ли вращение плоскости поляризации через стеклянные колонны движением Земли. Он получил положительный результат, но Лоренц смог показать, что результаты были противоречивыми. ДеВитт Бристоль Брейс (1905) и Штрассер (1907) повторили эксперимент с повышенной точностью и получили отрицательные результаты.[E 6][E 7][E 8]
  • Эксперимент Мартин Хук (1868). Этот эксперимент представляет собой более точную вариацию Эксперимент Физо (1851 г.). Два световых луча были посланы в противоположных направлениях - один из них пересекает путь, заполненный спокойной водой, другой - по воздуху. В соответствии с коэффициентом увлечения Френеля он получил отрицательный результат.[E 9]
  • Эксперимент Вильгельм Клинкерфус (1870) исследовали, существует ли влияние движения Земли на линию поглощения натрия. Он получил положительный результат, но было показано, что это экспериментальная ошибка, потому что повторение эксперимента Хага (1901) дал отрицательный результат.[E 10][E 11]
  • Эксперимент Кеттлера (1872 г.), в котором два луча интерферометра направляются в противоположных направлениях через две взаимно наклоненные трубки, заполненные водой. Никаких изменений интерференционных полос не произошло. Позже Маскарт (1872) показал, что интерференционные полосы поляризованного света в кальците также не подвергались влиянию.[E 12][E 13]
  • Эксперимент Éleuthère Mascart (1872), чтобы найти изменение вращения плоскости поляризации в кварце. Никакого изменения вращения не было обнаружено, когда световые лучи имели направление движения Земли, а затем противоположное направление. Лорд Рэйли провели аналогичные эксперименты с повышенной точностью и также получили отрицательный результат.[E 5][E 13][E 14]

Помимо этих оптических экспериментов, проводились также электродинамические эксперименты первого порядка, которые, по мнению Френеля, должны были привести к положительным результатам. Тем не мение, Хендрик Антун Лоренц (1895) модифицировал теорию Френеля и показал, что эти эксперименты также можно объяснить с помощью неподвижного эфира:[A 6]

  • Эксперимент Вильгельм Рентген (1888), чтобы выяснить, производит ли заряженный конденсатор магнитные силы из-за движения Земли.[E 15]
  • Эксперимент Теодор де Кудр (1889), чтобы выяснить, влияет ли индуктивное воздействие двух катушек с проволокой на третий направление движения Земли. Лоренц показал, что этот эффект нейтрализуется до первого порядка электростатическим зарядом (создаваемым движением Земли) на проводниках.[E 16]
  • Опыт Кенигсбергера (1905 г.). Пластины конденсатора расположены в поле сильного электромагнита. Из-за движения Земли пластины должны были зарядиться. Такого эффекта не наблюдалось.[E 17]
  • Эксперимент Фредерик Томас Траутон (1902 г.). Конденсатор был приведен параллельно движению Земли, и предполагалось, что импульс создается, когда конденсатор заряжается. Отрицательный результат можно объяснить теорией Лоренца, согласно которой электромагнитный импульс компенсирует импульс, обусловленный движением Земли. Лоренц также мог показать, что чувствительность прибора была слишком низкой, чтобы наблюдать такой эффект.[E 18]

Эксперименты второго порядка

В эксперименте Майкельсона-Морли сравнивали время, необходимое для отражения света от зеркал в двух ортогональных направлениях.

В то время как первый- эксперименты по порядку можно объяснить модифицированным стационарным эфиром, точнее второйОжидалось, что эксперименты по порядку дадут положительные результаты, однако таких результатов найти не удалось.

Известный Эксперимент Майкельсона-Морли сравнивал исходный свет сам с собой после того, как он был направлен в разных направлениях, ища изменения фазы таким образом, чтобы их можно было измерить с чрезвычайно высокой точностью. В этом эксперименте их целью было определить скорость движения Земли в эфире.[E 19][E 20] Публикация их результатов в 1887 г. нулевой результат, была первой ясной демонстрацией того, что что-то серьезно не так с гипотезой эфира (первый эксперимент Майкельсона в 1881 году не был полностью убедительным). В этом случае эксперимент ММ дал смещение картины окантовки примерно на 0,01 мкм. челка, соответствующая малой скорости. Однако это было несовместимо с ожидаемым эффектом эфирного ветра из-за скорости Земли (сезонно меняющейся), которая потребовала бы сдвига полосы на 0,4, а ошибка была достаточно мала, чтобы значение действительно могло быть нулевым. Следовательно 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 того, что было сказано ранее, очевидно, что безнадежно пытаться решить вопрос о движении Солнечной системы путем наблюдений за оптическими явлениями на поверхности Земли.

— А. Майкельсон и Э. Морли. «Об относительном движении Земли и светоносного эфира». Фил. Mag. С. 5. Том. 24. № 151. Декабрь 1887 г.[7]

Серия экспериментов с использованием подобных, но все более сложных устройств также вернула нулевой результат. Концептуально различные эксперименты, в которых также пытались обнаружить движение эфира, были Траутон – Благородный эксперимент  (1903),[E 21] чьей целью было обнаружение кручение эффекты, вызванные электростатическими полями, и эксперименты Рэлея и Брейса (1902, 1904),[E 22][E 23] обнаружить двойное лучепреломление в различных СМИ. Однако все они получили нулевой результат, как и ранее Майкельсон – Морли (MM).

Эти эксперименты "эфир-ветер" привели к шквалу попыток "спасти" эфир, придав ему все более сложные свойства, в то время как лишь немногие ученые, например Эмиль Кон или же Альфред Бухерер, рассмотрел возможность отказа от гипотезы эфира. Особый интерес представляла возможность «увлечения эфира» или «увлечения эфира», которые понизили бы величину измерения, возможно, достаточно, чтобы объяснить результаты эксперимента Майкельсона-Морли. Однако, как отмечалось ранее, перетаскивание эфира уже имело собственные проблемы, в частности аберрацию. Кроме того, интерференционные эксперименты Домик (1893, 1897) и Людвиг Цендер (1895), цель которого - показать, увлекается ли эфир различными вращающимися массами, не показали никакого сопротивления эфира.[E 24][E 25][E 26] Более точное измерение было проведено в Хаммар эксперимент (1935), который провел полный эксперимент ММ с одной из «ног», помещенных между двумя массивными свинцовыми блоками.[E 27] Если бы эфир тянулся массой, то этот эксперимент мог 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 масс с большими магнитными полями. Это тоже оказалось неверным. Эксперимент Майкельсона – Гейла – Пирсона, который обнаружил эффект Саньяка, связанный с вращением Земли (см. Гипотеза сопротивления эфира ).

Еще одна, совсем другая попытка спасти «абсолютный» эфир была предпринята в Гипотеза сжатия Лоренца – Фитцджеральда, который постулировал, что все был затронут путешествием в эфире. Согласно этой теории, эксперимент Майкельсона – Морли «провалился», потому что аппарат сокращался в длину в направлении движения. То есть на свет "естественным" образом воздействовал его прохождение через эфир, как и предсказывалось, но то же самое происходило и на сам прибор, нивелируя любую разницу при измерении. Фитцджеральд вывел эту гипотезу из статьи Оливер Хевисайд. Без ссылки на эфир эта физическая интерпретация релятивистских эффектов была разделяют Кеннеди и Торндайк в 1932 году, когда они пришли к выводу, что плечо интерферометра сжимается, а также частота его источника света «почти» изменяется в соответствии с требованиями теории относительности.[E 28][8]

Аналогичным образом Эффект Саньяка Было сразу замечено, что Дж. Саньяк в 1913 году полностью согласен со специальной теорией относительности.[E 29][E 30] Фактически, Эксперимент Майкельсона-Гейла-Пирсона в 1925 г. был предложен специально в качестве теста для подтверждения теории относительности, хотя также было признано, что такие тесты, которые просто измеряют абсолютное вращение, также согласуются с нерелятивистскими теориями.[9]

В 1920-е годы эксперименты, начатые Майкельсоном, были повторены Дейтон Миллер, которые несколько раз публично заявляли о положительных результатах, хотя они были недостаточно большими, чтобы соответствовать какой-либо известной теории эфира. Однако другие исследователи не смогли повторить результаты, заявленные Миллером. За прошедшие годы экспериментальная точность таких измерений повысилась на много порядков, и никаких следов нарушений лоренц-инвариантности замечено не было. (Более поздний повторный анализ результатов Миллера пришел к выводу, что он недооценил вариации, вызванные температурой.)

После эксперимента Миллера и его неясных результатов было сделано еще много экспериментальных попыток обнаружить эфир. Многие экспериментаторы заявляли о положительных результатах. Эти результаты не привлекли особого внимания со стороны основной науки, поскольку они противоречат большому количеству высокоточных измерений, все результаты которых согласовывались со специальной теорией относительности.[10]

Теория эфира Лоренца

Основная статья: Теория эфира Лоренца

Между 1892 и 1904 годами Хендрик Лоренц разработал теорию электронов и эфира, в которой ввел строгое разделение между материей (электронами) и эфиром. В его модели эфир полностью неподвижен и не будет двигаться в окрестности весомой материи. В отличие от более ранних электронных моделей, электромагнитное поле эфира выступает посредником между электронами, и изменения в этом поле не могут распространяться быстрее скорости света. Основным понятием теории Лоренца 1895 г. 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 отдыхающий наблюдатель, после подходящей замены переменных. Лоренц заметил, что при изменении системы отсчета необходимо изменить пространственно-временные переменные, и ввел такие понятия, как физический сокращение длины (1892)[A 7] для объяснения эксперимента Майкельсона – Морли и математической концепции местное время (1895), чтобы объяснить аберрация света и Физо эксперимент. Это привело к формулировке так называемого Преобразование Лоренца к Джозеф Лармор (1897, 1900)[A 8][A 9] и Лоренц (1899, 1904),[A 10][A 11] при этом (как отмечал Лармор) полная формулировка местного времени сопровождается неким замедление времени электронов, движущихся в эфире. Как позже заметил Лоренц (1921, 1928), он считал время, указанное часами, находящимися в эфире, «истинным» временем, в то время как местное время рассматривалось им как эвристическая рабочая гипотеза и математическая уловка.[A 12][A 13] Таким образом, теорема Лоренца рассматривается современными авторами как математическое преобразование «реальной» системы, покоящейся в эфире, в «фиктивную» систему в движении.[B 7][B 3][B 8]

Работы Лоренца математически усовершенствовали Анри Пуанкаре, который неоднократно формулировал Принцип относительности и пытался согласовать это с электродинамикой. Он объявил одновременность лишь удобным условием, зависящим от скорости света, и поэтому постоянство скорости света было бы полезным. постулат чтобы максимально упростить законы природы. В 1900 и 1904 гг.[A 14][A 15] он физически интерпретировал местное время Лоренца как результат синхронизации часов световыми сигналами. В июне и июле 1905 г.[A 16][A 17] он объявил принцип относительности общим законом природы, включая гравитацию. Он исправил некоторые ошибки Лоренца и доказал лоренцеву ковариантность электромагнитных уравнений. Однако он использовал понятие эфира как совершенно необнаруживаемую среду 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

Теории эфира был нанесен еще один удар, когда преобразование Галилея и динамика Ньютона были модифицированы Альберт Эйнштейн с специальная теория относительности, давая математику Лоренцева электродинамика новый, «неэфирный» контекст.[A 18] В отличие от большинства крупных сдвигов в научной мысли, специальная теория относительности была принята научным сообществом удивительно быстро, что согласуется с более поздним комментарием Эйнштейна о том, что законы физики, описанные специальной теорией, «созрели для открытия» в 1905 году.[B 10] Ранняя защита специальной теории Максом Планком, наряду с элегантной формулировкой, данной ей Герман Минковски, во многом способствовал 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 с их движением с постоянной скоростью в необнаруживаемом эфире, Эйнштейн предложил вывести характеристики, которыми должна обладать любая успешная теория, чтобы быть совместимой с наиболее основными и твердо установленными принципами, независимо от существование гипотетического эфира. Он обнаружил, что преобразование Лоренца должно выходить за рамки своей связи с уравнениями Максвелла и должно представлять фундаментальные отношения между пространственными и временными координатами инерциальные системы отсчета. Таким образом он продемонстрировал, что законы физики остались неизменными, как и с преобразованием Галилея, но этот свет теперь также стал инвариантным.

С развитием специальной теории относительности необходимость учета единого универсального точка зрения исчезла - и вместе с ней исчезло принятие теории светоносного эфира XIX века. Для Эйнштейна преобразование Лоренца означало концептуальное изменение: концепция положения в пространстве или времени не была абсолютной, но 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 острой на тот момент проблеме: фотоэлектрический эффект. В этой работе он продемонстрировал, что свет можно рассматривать как частицы, имеющие «волнообразную природу». Очевидно, что частицы не нуждаются в среде для перемещения, и, следовательно, не нуждается и свет. Это был первый шаг к полному развитию квантовая механика, в котором волнообразная природа и подобная частицам природа света рассматривается как достоверное описание света. Краткое изложение размышлений Эйнштейна о гипотезе эфира, теории относительности и квантах света можно найти в его лекции 1909 года (первоначально немецкой) «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 указывал, что то, что «теория относительности говорит… может быть осуществлено независимо от того, что мы думаем об эфире и времени». Он прокомментировал, что «существует ли эфир или нет, электромагнитные поля, безусловно, существуют, а также энергия электрических колебаний», так что «если нам не нравится название« эфир », мы должны использовать другое слово в качестве колышек, на который можно повесить все это ". Он пришел к выводу, что «носителю этих понятий нельзя отказать в определенной субстанциальности».[11][B 7]

Другие модели

Основная статья: Теории эфира

В последующие годы было несколько людей, которые отстаивали неолоренцевский подход к физике, который является лоренцевым в том смысле, что постулирует абсолютно истинное состояние покоя, которое невозможно обнаружить и которое не играет никакой роли в предсказаниях теории. (Нет нарушений Ковариация Лоренца были обнаружены, несмотря на напряженные усилия.) Следовательно, эти теории напоминают теории эфира 19 века только по названию. Например, основоположник квантовой теории поля, Поль Дирак », о которой говорилось в 1951 году в статье в Nature под названием« Есть ли эфир? » что «мы скорее вынуждены иметь эфир».[12][A 20] Однако Дирак так и не сформулировал законченной теории, и поэтому его предположения не нашли признания научным сообществом.

Взгляды Эйнштейна на эфир

Когда Эйнштейн был еще студентом Цюрихского политехнического института в 1900 году, его очень интересовала идея эфира. Его первоначальное предложение исследовательской работы состояло в том, чтобы провести эксперимент по измерению скорости движения Земли в эфире.[13] «Скорость волны пропорциональна квадратному корню из упругих сил, которые вызывают [ее] распространение, и обратно пропорциональна массе эфира, перемещаемого этими силами».[14]

В 1916 году, после того как Эйнштейн завершил свою фундаментальную работу по общая теория относительности, Лоренц написал ему письмо, в котором предположил, что в рамках общей теории относительности эфир был повторно введен. В своем ответе Эйнштейн написал, что на самом деле можно говорить о «новом эфире», но нельзя говорить о движении по отношению к этому эфиру. Это было развито Эйнштейном в некоторых частично популярных 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, на лекции, которую его пригласили прочитать в университете Лоренца в Лейдене, Эйнштейн попытался согласовать теорию относительности с Лоренцианский эфир. В этой лекции Эйнштейн подчеркнул, что специальная теория относительности лишила эфир последнего механического свойства: неподвижность. Однако он продолжил, что специальная теория относительности не обязательно исключает эфир, потому что последний может использоваться для придания физической реальности ускорению и вращению. Эта концепция была полностью проработана в общая теория относительности, в котором физические свойства (которые частично определяются материей) приписываются пространству, но никакая субстанция или состояние движения не могут быть отнесены к этому «эфиру» (под которым он имел в виду искривленное пространство-время).[B 13][A 22][15]

В другой статье 1924 года, названной «Относительно эфира», Эйнштейн утверждал, что абсолютное пространство Ньютона, в котором абсолютное ускорение, есть «эфир механики». А в рамках электромагнитной теории Максвелла и Лоренца можно говорить об «Эфир электродинамики», в котором эфир обладает абсолютным состоянием движения. Что касается специальной теории относительности, то и в этой теории ускорение абсолютно, как в механике Ньютона. Однако отличие от электромагнитного эфира Максвелла и Лоренца состоит в том, что «поскольку уже нельзя было говорить в каком-либо абсолютном смысле об одновременных состояниях в разных местах эфира, эфир стал как бы , четырехмерный, поскольку не было объективного способа упорядочить его состояния только по времени ». «Эфир специальной теории относительности» по-прежнему «абсолютен», потому что на материю влияют свойства эфира, а на эфир не влияет присутствие материи. Эта асимметрия была разрешена в рамках общей теории относительности. Эйнштейн объяснил, что «эфир общей теории относительности» не является абсолютным, потому что на материю влияет эфир, так же, как материя влияет на структуру эфира.[A 23]

Единственное сходство этой концепции релятивистского эфира с классический эфир модели заключается в наличии физических свойств в пространстве, которые могут быть идентифицированы через геодезические. Как историки, такие как Джон Стэйчел Как утверждают, взгляды Эйнштейна на «новый эфир» не противоречат его отказу от эфира в 1905 году. Как указывал сам Эйнштейн, никакая «субстанция» и никакое состояние движения не могут быть приписаны этому новому эфиру. Использование Эйнштейном слова «эфир» не нашло поддержки в научном сообществе и не сыграло никакой роли в продолжающемся развитии современной физики.[B 11][B 12][B 13]

Концепции эфира

Смотрите также

Рекомендации

Сноски

  1. ^ Янг приписал эфир теория калорий, сочетающий свет и тепло, и цитировал отрывки из Ньютона, такие как: «Светоносный эфир пронизывает Вселенную, редкий и упругий в высокой степени» и:

    Разве тепло не передается через вакуум за счет вибрации более тонкой среды, чем воздух? И разве эта среда не то же самое, что и среда, с помощью которой свет преломляется и отражается, и посредством вибрации которой свет передает тепло телам и подвергается легкому отражению и легкой передаче?[4]

Цитаты

  1. ^ Видеть Светоносный эфир "Google Scholar"'".
  2. ^ Научная книга XIX века Руководство к научному познанию знакомых вещей дает краткое изложение научного мышления в этой области в то время.
  3. ^ Роберт Бойл, Работы достопочтенного Роберта Бойля, изд. Томас Берч, 2-е изд., 6 томов. (Лондон, 1772 г.), III, 316; цитируется у Э. А. Бертта, Метафизические основы современной науки (Гарден-Сити, Нью-Йорк: Doubleday & Company, 1954), 191–192.
  4. ^ Гиллиспи, Чарльз Коулстон (1960). Грань объективности: очерк истории научных идей. Издательство Принстонского университета. п.408. ISBN  0-691-02350-6.
  5. ^ "Рэйли и Лодж в космическом эфире - Килинет - 26.06.00". www.keelynet.com. Архивировано из оригинал 13 сентября 2017 г.. Получено 30 апреля 2018.
  6. ^ Оливер Лодж, «Эфир космоса» В архиве 2005-08-30 на Wayback Machine, обращение к Королевскому институту, 21 февраля 1908 г.
  7. ^ «Избранные труды великих американских физиков» (PDF). www.aip.org. В архиве (PDF) из оригинала 15 июля 2015 г.. Получено 30 апреля 2018.
  8. ^ Они прокомментировали в сноске: «Из эксперимента [Майкельсона-Морли] делается вывод не о том, что скорость Земли составляет всего несколько километров в секунду, а о том, что размеры аппарата меняются почти так, как того требует теория относительности. в настоящем эксперименте мы аналогичным образом заключаем, что частота света изменяется в соответствии с теорией ».
  9. ^ Путаницу по этому поводу можно увидеть в заключении Саньяка о том, что «в окружающем пространстве свет распространяется со скоростью V0, независимо от движения в целом источника света O и оптической системы. Это свойство пространства, которое экспериментально характеризует светоносный эфир ». Неизменность скорости света, независимая от движения источника, также является одним из двух фундаментальных принципов специальной теории относительности.
  10. ^ Робертс, Шлейф (2006); FAQ по физике: Эксперименты, которые, по-видимому, НЕ согласуются с SR / GR В архиве 2009-10-15 на Wayback Machine
  11. ^ Лоренц писал: «Нельзя отказать носителю этих свойств в некоторой субстанциальности, и если это так, то можно, со всей скромностью, назвать истинным временем время, измеряемое часами, которые зафиксированы в этой среде, и рассматривать одновременность как первичную. концепция." Однако он продолжил, что это было основано на его концепции «бесконечной скорости», которая, согласно его собственной теории, физически не реализуема. Лоренц также признал, что постулат об абсолютной, но необнаружимой системе покоя был чисто метафизическим и не имел эмпирических последствий.
  12. ^ 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 некоторой реальной физической вещи. Таким образом, с новой теорией электродинамики мы скорее вынуждены иметь эфир ".
  13. ^ Исааксон, Уолтер (2007). Эйнштейн: его жизнь и Вселенная. Нью-Йорк: Саймон и Шустер. стр.47 –48.
  14. ^ «Первая» статья Альберта Эйнштейна (1894 или 1895), http://www.straco.ch/papers/Einstein%20First%20Paper.pdf
  15. ^ Эйнштейн 1920: Мы можем сказать, что согласно общей теории относительности пространство наделено физическими качествами; Следовательно, в этом смысле эфир существует. Согласно общей теории относительности пространство без эфира немыслимо; поскольку в таком пространстве не было бы не только распространения света, но также не было бы возможности существования стандартов пространства и времени (измерительные стержни и часы), а следовательно, и каких-либо пространственно-временных интервалов в физическом смысле. Но этот эфир нельзя рассматривать как наделенный качественными характеристиками весомой среды, как состоящий из частей, которые можно отслеживать во времени. К нему неприменима идея движения.

Основные источники

  1. ^ а б c Ньютон, Исаак: Opticks (1704). Четвертое издание 1730 г. (переиздано в 1952 г. (Дувр: Нью-Йорк) с комментариями Бернарда Коэна, Альберта Эйнштейна и Эдмунда Уиттакера).
  2. ^ а б Максвелл, JC (1865). "Динамическая теория электромагнитного поля. (Часть 1) » (PDF). В архиве (PDF) из оригинала 28.07.2011.
  3. ^ Максвелл, Джеймс Клерк (1878), «Эфир», в Baynes, T. S. (ed.), Британская энциклопедия, 8 (9-е изд.), Нью-Йорк: Сыновья Чарльза Скрибнера, стр. 568–572.
  4. ^ Френель, А. (1818 г.), "Письма М. Френеля о М. Араго о влиянии земного движения в соответствии с лучшими феноменами", Annales de Chimie et de Physique, 9: 57–66 (сентябрь 1818 г.), 286–7 (ноябрь 1818 г.); перепечатано в трудах Х. де Сенармона, Э. Верде и Л. Френеля (ред.), Совершенные произведения Августина Френеля, т. 2 (1868 г.), стр. 627–36; переводится как «Письмо Огюстена Френеля Франсуа Араго о влиянии движения Земли на некоторые явления в оптике» в К.Ф. Шаффнер, Теории эфира девятнадцатого века, Пергам, 1972 г.Дои:10.1016 / C2013-0-02335-3 ), стр. 125–35; также переведенный (с некоторыми ошибками) Р.Р. Трэйллом как «Письмо Огюстена Френеля Франсуа Араго о влиянии движения Земли на некоторые оптические явления», Общий научный журнал, 23 января 2006 г. (PDF, 8 стр. ).
  5. ^ Г. Г. Стокс (1845 г.). «Об аберрации света». Философский журнал. 27 (177): 9–15. Дои:10.1080/14786444508645215.
  6. ^ а б Лоренц, Хендрик Антон (1895), Versuch einer Theorie der electrischen und optischen Erscheinungen in bewegten Körpern  [Попытка теории электрических и оптических явлений в движущихся телах ], Лейден: E.J. Brill
  7. ^ Лоренц, Хендрик Антон (1892), "De relatieve beweging van de aarde en den aether" [Относительное движение Земли и эфира ], Zittingsverlag Akad. В. Мокрый., 1: 74–79
  8. ^ Лармор, Джозеф (1897), «К динамической теории электрической и светоносной среды, часть 3, отношения с материальной средой», Философские труды Королевского общества, 190: 205–300, Bibcode:1897РСПТА.190..205Л, Дои:10.1098 / рста.1897.0020
  9. ^ Лармор, Джозеф (1900), Эфир и материя , Издательство Кембриджского университета
  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 Антун (1904), «Электромагнитные явления в системе, движущейся со скоростью, меньшей скорости света», Труды Королевской Нидерландской академии искусств и наук, 6: 809–831
  12. ^ Лоренц, Хендрик Антон (1921), "Deux Mémoires de Henri Poincaré sur la Physique Mathématique" [Две работы Анри Пуанкаре по математической физике ], Acta Mathematica, 38 (1): 293–308, Дои:10.1007 / BF02392073
  13. ^ Lorentz, H.A .; Lorentz, H.A .; Миллер, Д. С .; Кеннеди, Р. Дж .; Hedrick, E. R .; Эпштейн, П. С. (1928), "Конференция по эксперименту Майкельсона-Морли", Астрофизический журнал, 68: 345–351, Bibcode:1928ApJ .... 68..341M, Дои:10.1086/143148
  14. ^ Пуанкаре, Анри (1900), "Теория Лоренц и принцип действия", Archives Néerlandaises des Sciences Exactes et Naturelles, 5: 252–278. См. Также английский перевод В архиве 2008-06-26 на Wayback Machine.
  15. ^ Пуанкаре, Анри (1904–1906), «Основы математической физики»в Rogers, Howard J. (ed.), Конгресс искусств и науки, универсальная выставка, Сент-Луис, 1904 г., 1, Бостон и Нью-Йорк: Houghton, Mifflin and Company, стр. 604–622.
  16. ^ Пуанкаре, Анри (1905b), "Sur la Dynamique de l'électron" [О динамике электрона ], Comptes Rendus, 140: 1504–1508
  17. ^ Пуанкаре, Анри (1906), "Sur la Dynamique de l'électron" [О динамике электрона ], Rendiconti del Circolo Matematico di Palermo, 21: 129–176, Bibcode:1906RCMP ... 21..129P, Дои:10.1007 / BF03013466, HDL:2027 / uiug.30112063899089, S2CID  120211823
  18. ^ Эйнштейн, Альберт (1905a), "Zur Elektrodynamik bewegter Körper", Annalen der Physik, 322 (10): 891–921, Bibcode:1905АнП ... 322..891Е, Дои:10.1002 / andp.19053221004. Смотрите также: английский перевод В архиве 2005-11-25 на Wayback Machine.
  19. ^ Эйнштейн, Альберт: (1909) Развитие наших взглядов на состав и сущность излучения, Phys. Z., 10, 817-825. (обзор теорий эфира, среди других тем)
  20. ^ Дирак, П.М. (1951). "Есть эфир?" (PDF). Природа. 168 (4282): 906. Bibcode:1951Натура.168..906D. Дои:10.1038 / 168906a0. S2CID  4288946. Архивировано из оригинал (PDF) 17 декабря 2008 г.. Получено 23 февраля 2017.
  21. ^ а б А. Эйнштейн (1918), «Диалог о возражениях против теории относительности», Naturwissenschaften, 6 (48): 697–702, Bibcode:1918NW ...... 6..697E, Дои:10.1007 / BF01495132, S2CID  28132355
  22. ^ а б Эйнштейн, Альберт: "Эфир и теория относительности "(1920 г.), переиздано в Взгляд на теорию относительности (Метуэн, Лондон, 1922 г.)
  23. ^ а б А. Эйнштейн (1924), "Über den Äther", Verhandlungen der Schweizerischen Naturforschenden Gesellschaft, 105 (2): 85–93. См. Также английский перевод: Об эфире В архиве 2010-11-04 в Wayback Machine
  24. ^ А. Эйнштейн (1930), "Raum, Äther und Feld in der Physik", Форум Философикум, 1: 173–180 рукопись онлайн В архиве 2011-06-16 на Wayback Machine

Эксперименты

  1. ^ Физо, Х. (1851). «Гипотезы, относящиеся к светящемуся эфиру, и эксперимент, который, как представляется, демонстрирует, что движение тел изменяет скорость, с которой свет распространяется внутри их внутренней части». Философский журнал. 2: 568–573. Дои:10.1080/14786445108646934.
  2. ^ Майкельсон, А.А., Морли, Э.В. (1886). «Влияние движения среды на скорость света». Являюсь. J. Sci. 31 (185): 377–386. Bibcode:1886AmJS ... 31..377M. Дои:10.2475 / ajs.s3-31.185.377. S2CID  131116577.
  3. ^ Араго, А. (1810–1853). "Mémoire sur la vitesse de la lumière, lu à la prémière classe de l'Institut, le 10 décembre 1810". Comptes Rendus de l'Académie des Sciences. 36: 38–49.
  4. ^ Эйри, Г. (1871). "О предполагаемом изменении величины астрономической аберрации света, вызванной прохождением света через преломляющую среду значительной толщины". Труды Королевского общества. 20 (130–138): 35–39. Bibcode:1871RSPS ... 20 ... 35 А. Дои:10.1098 / rspl.1871.0011. В архиве из оригинала от 15.05.2012.
  5. ^ а б Маскарт, Э. (1872). "Sur les changes qu'éprouve la lumière par suite du mouvement de la source lumineuse et du mouvement de l'observateur". Научные Анналы Высшей Нормальной Школы. 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". Annalen der Physik. 190 (12): 554–587. Bibcode:1861AnP ... 190..554F. Дои:10.1002 / andp.18621901204. В архиве из оригинала от 15.05.2012.
  7. ^ Брейс, Д. (1905). "Дрейф эфира и вращательная поляризация". Философский журнал. 10 (57): 383–396. Дои:10.1080/14786440509463384.
  8. ^ Штрассер, Б. (1907). "Der Fizeausche Versuch über die Änderung des Polarisationsazimuts eines gebrochenen Strahles durch die Bewegung der Erde". Annalen der Physik. 329 (11): 137–144. Bibcode:1907AnP ... 329..137S. Дои:10.1002 / andp.19073291109. В архиве из оригинала от 15.05.2012.
  9. ^ Хук, М. (1868). "Determination de la vitesse avec laquelle est entrainée une onde lumineuse traversant un environment en mouvement". Verslagen en Mededeelingen. 2: 189 –194.
  10. ^ Клинкерфес, Эрнст Фридрих Вильгельм (1870). "Versuche über die Bewegung der Erde und der Sonne im Aether". Astronomische Nachrichten. 76 (3): 33–38. Bibcode:1870AN ..... 76 ... 33K. Дои:10.1002 / asna.18700760302.
  11. ^ Хага, Х. (1902). "Über den Klinkerfuesschen Versuch". Physikalische Zeitschrift. 3: 191.
  12. ^ Ketteler, Ed. (1872 г.). "Ueber den Einfluss der astronomischen Bewegungen auf die optischen Erscheinungen". Annalen der Physik. 220 (9): 109–127. Bibcode:1871АнП ... 220..109К. Дои:10.1002 / andp.18712200906. В архиве из оригинала от 15.05.2012.
  13. ^ а б Маскарт, Э. (1874). "Sur les changes qu'éprouve la lumière par suite du mouvement de la source lumineuse et du mouvement de l'observateur (deuxième partie)". Научные Анналы Высшей Нормальной Школы. Серия 2. 3: 363–420. Дои:10.24033 / asens.118.
  14. ^ Лорд Рэлей (1902). "Влияет ли вращательная поляризация движением Земли?". Философский журнал. 4 (20): 215–220. Дои:10.1080/14786440209462836.
  15. ^ Рентген, В. (1888). "Über die durch Bewegung eines im homogenen elektrischen Felde befindlichen Dielektricums hervorgerufene elektrodynamische Kraft". Berliner Sitzungsberichte. 2. Halbband: 23 –28. В архиве из оригинала от 26.02.2016.
  16. ^ Des Coudres, Th. (1889 г.). "Ueber das Verhalten des Lichtäthers bei den Bewegungen der Erde". Annalen der Physik. 274 (9): 71 –79. Bibcode:1889AnP ... 274 ... 71D. Дои:10.1002 / andp.18892740908.
  17. ^ Кенигсбергер, Дж. (1905). "Induktionswirkung im Dielektrikum und Bewegung des Aethers". Berichte der Naturforschenden Gesellschaft zu Freiburg I. Br. 13: 95 –100.
  18. ^ Trouton, F.T. (1902 г.). «Результаты электрического эксперимента, включающего относительное движение Земли и эфира, предложенные покойным профессором Фитцджеральдом». Сделки Королевского Дублинского общества. 7: 379 –384.
  19. ^ Майкельсон, Альберт Абрахам (1881), «Относительное движение Земли и светоносного эфира», Американский журнал науки, 22 (128): 120–129, Bibcode:1881AmJS ... 22..120M, Дои:10.2475 / ajs.s3-22.128.120, S2CID  130423116
  20. ^ Майкельсон, Альберт Абрахам и Морли, Эдвард Уильямс (1887 г.), «Об относительном движении Земли и светоносного эфира», Американский журнал науки, 34 (203): 333–345, Bibcode:1887AmJS ... 34..333M, Дои:10.2475 / ajs.s3-34.203.333, S2CID  124333204
  21. ^ Trouton, F.T .; Ноубл, Х. Р. (1903). «Механические силы, действующие на заряженный электрический конденсатор, движущийся в пространстве». Философские труды Королевского общества A. 202 (346–358): 165–181. Bibcode:1904РСПТА.202..165Т. Дои:10.1098 / рста.1904.0005. В архиве из оригинала от 15.05.2012.
  22. ^ Лорд Рэлей (1902). "Движение сквозь эфир вызывает двойное преломление?". Философский журнал. 4 (24): 678–683. Дои:10.1080/14786440209462891.
  23. ^ Брейс, ДеВитт Бристоль (1904). «О двойном преломлении в материи, движущейся в эфире». Философский журнал. 7 (40): 317–329. Дои:10.1080/14786440409463122.
  24. ^ Лодж, Оливер Дж. (1893). «Проблемы аберрации». Философские труды Королевского общества A. 184: 727–804. Bibcode:1893РСПТА.184..727Л. Дои:10.1098 / рста.1893.0015. В архиве из оригинала от 24.01.2016.
  25. ^ Лодж, Оливер Дж. (1897). «Эксперименты по отсутствию механической связи между эфиром и материей». Философские труды Королевского общества A. 189: 149–166. Bibcode:1897РСПТА.189..149Л. Дои:10.1098 / рста.1897.0006.
  26. ^ Zehnder, L. (1895). "Ueber die Durchlässigkeit fester Körper für den Lichtäther". Annalen der Physik. 291 (5): 65 –81. Bibcode:1895AnP ... 291 ... 65Z. Дои:10.1002 / andp.18952910505.
  27. ^ Г. В. Хаммар (1935). «Скорость света в массивном помещении». Физический обзор. 48 (5): 462–463. Bibcode:1935ПхРв ... 48..462Н. Дои:10.1103 / PhysRev.48.462.2.
  28. ^ Кеннеди, Р. Дж .; Торндайк, Э. М. (1932). «Экспериментальное установление относительности времени». Физический обзор. 42 (3): 400–418. Bibcode:1932ПхРв ... 42..400К. Дои:10.1103 / PhysRev.42.400.
  29. ^ Саньяк, Жорж (1913), "L'éther lumineux démontré par l'effet du vent relatif d'éther dans un interféromètre en ротационная униформа" [Демонстрация светоносного эфира интерферометром 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 экспериментом с вращающимся интерферометром ], Comptes Rendus, 157: 1410–1413

Вторичные источники

  1. ^ а б c Уиттакер, Эдмунд Тейлор (1910), История теорий эфира и электричества (1-е изд.), Дублин: Longman, Green and Co.
  2. ^ а б Яннсен, Мишель и Стачел, Джон (2008), Оптика и электродинамика движущихся тел. (PDF), в архиве (PDF) из оригинала от 29.09.2015
  3. ^ а б c d Дарриголь, Оливье (2000), Электродинамика от Ампера до Эйнштейна, Оксфорд: Clarendon Press, ISBN  978-0-19-850594-5
  4. ^ а б 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 translatorische Bewegung des Lichtäthers betreffen (Referat für die 70. Versammlung deutsche Naturforscher und Aerzte в Дюссельдорфе, 1898 г.)". Annalen der Physik. 301 (3): I – XVIII..
  6. ^ Лауб, Якоб (1910). "Uber die Experimentellen Grundlagen des Relativitätsprinzips". Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik. 7: 405–463.
  7. ^ а б c Миллер, Артур I. (1981), Специальная теория относительности Альберта Эйнштейна. Возникновение (1905 г.) и ранняя интерпретация (1905–1911 гг.), Читает: Эддисон – Уэсли, ISBN  978-0-201-04679-3
  8. ^ Янссен, Мишель; Мекленбург, Мэтью (2007), В. Ф. Хендрикс; и другие. (ред.), «От классической к релятивистской механике: электромагнитные модели электрона», Взаимодействие: математика, физика и философия, Дордрехт: 65–134, архивировано с оригинал на 2008-07-04, получено 2004-04-16
  9. ^ Паис, Авраам (1982), Тонкость - это Господь: наука и жизнь Альберта Эйнштейна, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета, ISBN  978-0-19-520438-4
  10. ^ Родился М. (1956), Физика в моем поколении, Лондон и Нью-Йорк: Pergamon Press
  11. ^ а б Костро, Л. (1992), «Очерк истории концепции релятивистского эфира Эйнштейна», в работе Жана Эйзенштадта; Энн Дж. Кокс (ред.), Исследования по истории общей теории относительности, 3, Бостон-Базель-Берлин: Birkhäuser, стр. 260–280, ISBN  978-0-8176-3479-7
  12. ^ а б Stachel, J. (2001), «Почему Эйнштейн заново изобрел эфир», Мир физики, 14 (6): 55–56, Дои:10.1088/2058-7058/14/6/33.
  13. ^ а б c Костро, Л. (2001), «Новый эфир Альберта Эйнштейна и его общая теория относительности» (PDF), Материалы конференции по прикладной дифференциальной геометрии.: 78–86, в архиве (PDF) из оригинала 2018-04-11.

внешняя ссылка