Эфирлік жел және Эйнштейннің екіжүзділігі

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 16:10

Мақала салыстырмалылық теориясы негізделген эксперименттерді сынға алуға арналған. Осы мақала авторының айтуынша, ф.ғ.к. Аюцковский, 1982 жылы «Химия және өмір» журналында жарияланғаннан кейін журналдың өзі жабылып қалды. Екінші бөлім Эйнштейннің таза емес тұлғасына арналған.

Өткен ғасырдың соңында ғалымдарға әлемнің бар физикалық суретіне бірнеше рет штрих қою жеткілікті болып көрінді, және табиғаттағы барлық нәрсе ақырында анық және түсінікті болады. Өздеріңіз білетіндей, бұл жайбарақат көңіл-күйлер кванттық механика мен салыстырмалылық теориясын жасауға әкелген тәжірибелер арқылы жойылды.

Осы шешуші эксперименттердің бірі Мишельсон-Морли тәжірибесі ретінде белгілі және ол Жердің қозғалмайтын «әлемдік эфирге» - барлық кеңістікті толтыратын және материал ретінде қызмет ететін гипотетикалық ортаға қатысты қозғалысын анықтау әрекетінен тұрды. заттың барлық бөлшектері салынған. Жердің «әлемдік эфирге» қатысты қозғалысын анықтау мүмкін еместігі Эйнштейнді денелердің қозғалысын анықтауға болатын кез келген ортадан толығымен бас тартуға мәжбүр етті.

Бірақ Мишельсон-Морли тәжірибесі шынымен де, қазір сөзсіз қабылданғандай, нөлдік нәтиже берді ме? Бастапқы дереккөздерге жүгінсеңіз, бәрі әдетте физика оқулықтарында сипатталғандай қарапайым емес сияқты әсер аласыз. Алғашқы тәжірибелерде «эфирлік желді» анықтау мүмкін болмаған кезде, бұл құбылысты түсіндіретін теория жасалды. Бірақ кейінірек, ұқсас эксперименттер нөлден ерекшеленетін нәтиже бере бастағанда (неліктен дәлірек айтқанда, төменде сипатталатын болады), олар енді теорияда қарастырылмағандықтан, оларға мән берілмеді …

Өткен ғасырдың 80-жылдарында А. Мишельсон ұсынған және жүргізген эксперименттің мақсаты – Жер бетіндегі эфирдің ығысуын анықтауға тырысу. «Эфирлік желдің» жылдамдығы шамамен 30 км/с болады деп күтілген болатын, бұл Жердің Күнді айнала қозғалу жылдамдығына сәйкес келеді. Мишельсон өзі ойлап тапқан интерферометрді жарықтың перпендикуляр сәулелерімен қолданды, бірақ күтілетін нәтижені таппады.

Дегенмен, тіпті алғашқы эксперименттердің нәтижелерін қатаң нөлге тең деп санау мүлде дұрыс емес. 1887 жылы экспериментті сипаттай отырып, Мишельсон және оның көмекшісі Э. Морли былай деп атап өтті: «Тек Жердің орбиталық қозғалысын ескере отырып, бақылаулар Жер мен эфирдің салыстырмалы қозғалысы, бәлкім, Жердің орбиталық жылдамдығының 1/6 бөлігінен аз және сөзсіз екенін көрсетті. 1/4-тен аз; бұл 7,5 км/с аз дегенді білдіреді».

Болашақта Мишельсон «эфирлік желді» анықтау бойынша эксперименттерді Э. Морли мен Д. Миллерге тапсырды, содан кейін жұмысты жалғыз Миллер жалғастырды.

Д. Миллер Э. Морлимен бірлесе отырып, алғашқы тәжірибелерде қолданылған құрылғыдан төрт есе сезімтал интерферометр құрастырды. Бұл интерферометрдің оптикалық жолы 65,3 м болды; 30 км/с жылдамдық 1, 4 интерференциялық жиектердің ауысуына сәйкес келді. Нәтижесінде 1904 жылы эфирдің дрейфінің байқалатын жылдамдығы нөлге тең екені шынымен сенімді түрде анықталды.

Дегенмен, еңбек авторларының жазғанын оқып көрейік: «Айтылғандардың барлығынан Жер бетіндегі бақылаулар арқылы күн жүйесінің қозғалысы мәселесін шешуге тырысудың үмітсіз екендігі белгілі болды. Бірақ тіпті теңіз деңгейінен орташа биіктікте, кейбір оңаша таудың басында, мысалы, салыстырмалы қозғалысты біздің эксперименттерімізде сипатталған құрылғының көмегімен байқауға болатыны жоққа шығарылмайды ».

1905 жылы Морли мен Миллер интерферометрді теңіз деңгейінен шамамен 250 м биіктіктегі Эри көлінің жанындағы тауға жылжытты. Бұл жолы өлшеулер оң нәтиже берді: жер бетіне қатысты «эфирлік желдің» жылдамдығына сәйкес, 3 км/с-қа тең интерференциялық жиектердің жылжуы табылды. 1919 жылы құрылғы теңіз деңгейінен 1860 м биіктікте, Вильсон тауы обсерваториясына орналастырылды; 1920, 1924 және 1925 жылдары жүргізілген өлшеулер 8-10 км/с диапазонында жатқан «эфирлік жел» жылдамдығының мәндерін берді. Сондай-ақ, «эфир желінің» жылдамдығы құрылғының ғарыштағы орнына да, күн мен жылдың уақытына да байланысты екені байқалды (86-беттегі суретті қараңыз).

1925 жылғы хабарламасында Д. Миллер мынадай қорытынды жасайды: «Интерференциялық жиектердің белгілі бір орын ауыстыруы бар, мысалы, Уилсон тауында 10 км жылдамдықпен Жердің эфирдегі салыстырмалы қозғалысымен туындауы мүмкін. с, яғни Жердің орбиталық жылдамдығының шамамен үштен бір бөлігі … Бұл нәтижені Кливлендтегі бұрынғы бақылаулармен салыстырған кезде, биіктікке қарай төмендейтін эфирдің ішінара тартылуы туралы ой туындайды. Кливлендтік бақылауларды осы тұрғыдан қайта қарау олардың ұқсас болжамдармен келісетінін көрсетіп, Мишельсон-Морли тәжірибесі сөздің дәл мағынасында нөлдік нәтиже бермеуі керек деген қорытындыға әкелетін сияқты., мүмкін, ешқашан мұндай нәтиже бермеді.

Айта кету керек, Миллер құрылғыны дәл баптауға, оның көрсеткіштеріне әртүрлі факторлардың әсерін нақтылауға көп көңіл бөлді. Миллер орасан зор өлшеу жұмыстарын жүргізді: тек 1925 жылы интерферометрдің айналымдарының жалпы саны 4400 болды, ал жеке есептеулер саны 100 000-нан асты.

Осы эксперименттердің нәтижелерін қорытындылай келе, келесі фактілерді атап өтуге болады. Біріншіден, «эфир желінің» жылдамдығы биіктік артқан сайын нөлге тең болады. Екіншіден, «эфир желінің» жылдамдығы кеңістіктегі бағытқа байланысты және уақыт бойынша өзгереді. Үшіншіден, 250 м биіктіктегі «эфирлік желдің» жылдамдығы Жердің орбиталық жылдамдығының шамамен 1/3 бөлігін ғана құрайды, ал оның максимумы құрылғыны Жер орбитасының жазықтығына емес, жер бетінде бағдарланған кезде байқалады. Әлем полюсінен 26 ° орналасқан Драко шоқжұлдызының «зета» жұлдызының бағыты.

Миллер өз деректерін жариялағаннан кейін басқа физиктер ұқсас эксперименттер жүргізді, олардың нәтижелері кестеде келтірілген. Кейбір авторлар, осы кестеден төмендегідей, Миллердің материалдарына көлеңке түсіретін нөлдік нәтиже алды. Дегенмен, «эфирлік желдің» жоқтығы не теңіз деңгейінде, не рұқсаты әлдеқайда төмен аспаптардың көмегімен орнатылғанын есте ұстаған жөн.

Жалпы алғанда, Миллердің нәтижелерін растамаған авторлар эксперименттерді дайындауға және өткізуге ең аз уақыт жұмсады. Егер Миллер 1887 жылдан 1927 жылға дейін үздіксіз жұмыс істесе, яғни ол 40 жылға жуық уақытын (барлық белсенді шығармашылық өмірін іс жүзінде) «эфирлік желдің» жылдамдығын өлшеуге жұмсап, эксперименттің тазалығына ерекше көңіл бөлсе, онда, мысалы., Р. Кеннеди барлық жұмыстарды, соның ішінде құрылғыны жобалау, жасау, оны жөндеуге, өлшеуге, нәтижелерді өңдеуге және оларды жариялауға тек … 1, 5 жыл жұмсады. Басқа ұқсас эксперименттерде іс жүзінде дәл солай.

«Эфир желінің» жылдамдығын өлшеуге арналған тәжірибелердің нәтижелері

Жылдар	Авторлар	Теңіз деңгейінен биіктігі, м	Эфир желінің жылдамдығы, км/с
1881	Мишельсон	0	<18
1887	Мишельсон, Морли	0	<7, 5
1904	Морли, Миллер	0	~0
1905	Морли, Миллер	250	~3
1921-1925	Миллер	1860	~10
1926	Кеннеди	1860	~0
1926	Пикард, Стейл	2500	<7
1927	Иллингсворт	0	~1
1928- 1929	Мишельсон, Пиз, Пирсон	1860	~6

Миллердің еңбектері жарияланғаннан кейін Вильсон тауы обсерваториясында «эфирлік жел» жылдамдығын өлшеуге арналған конференция өтті. Бұл конференцияға Х. Лоренц, А. Мишельсон және сол кездегі басқа да көптеген жетекші физиктер қатысты. Конференцияға қатысушылар Миллердің нәтижелерін назар аударуға лайық деп таныды; конференция материалдары жарияланды.

Бірақ бұл конференциядан кейін Мишельсон тағы да «эфир желін» анықтау бойынша эксперименттерге оралғанын аз адамдар біледі; бұл жұмысты ол Ф. Пиз және Ф. Пирсонмен бірге жүргізді. 1929 жылы жүргізілген тәжірибелердің нәтижелері бойынша «эфирлік желдің» жылдамдығы шамамен 6 км/с. Тиісті басылымда жұмыс авторлары «эфирлік желдің» жылдамдығы Жердің Галактикадағы қозғалыс жылдамдығының шамамен 1/50 бөлігін құрайтынын, 300 км/с-қа тең екенін атап өтеді.

Бұл жазба өте маңызды. Ол бастапқыда Мишельсонның Жердің Күнмен бірге Галактика центрін айналып өте жоғары жылдамдықпен қозғалатынын мүлде ұмытып, Жердің орбиталық жылдамдығын өлшеуге тырысқанын болжайды; галактиканың өзі басқа галактикаларға қатысты кеңістікте қозғалатындығы және т.б. ескерілмеді. Әрине, егер бұл қозғалыстардың барлығын ескерсек, онда орбиталық құрамдас бөліктегі салыстырмалы өзгерістер шамалы болып шығады.

Барлық оң нәтижелердің айтарлықтай биіктікте ғана алынғанын қалай байланыстыру керек?

Егер «әлемдік эфир» нақты газға тән қасиеттерге ие деп есептесек (Д. И. Менделеев оны өзінің периодтық жүйесінде сутегінің сол жағында орналастырғанын ескеріңіз), онда бұл нәтижелер толығымен табиғи көрінеді. Шектік қабат теориясымен бекітілгендей, тұтқыр сұйықтықта немесе газда қозғалатын шардың бетінде салыстырмалы орын ауыстыру жылдамдығы нөлге тең. Бірақ шардың бетінен қашық болған сайын бұл жылдамдық артады, бұл «эфирлік желдің» жылдамдығын өлшеу тәжірибесінде табылды.

Заманауи технология, негізінен, жарық жылдамдығын өлшеу бойынша эксперименттердің дәлдігін айтарлықтай арттыруға мүмкіндік береді. Алайда, 1958 жылы Колумбия университетінде (АҚШ) жүргізілген тәжірибе, өкінішке орай, дұрыс емес болып шықты. Жердің қозғалысына қатысты қарама-қарсы бағытта бағытталған екі мазердің микротолқынды жиіліктеріндегі айырмашылықты анықтау арқылы «эфирлік желдің» жылдамдығын өлшеу әрекеті жасалды. Өлшеу дәлдігі өте жоғары болды, сондықтан эксперименттің нөлдік нәтижесі «әлемдік эфир» туралы соңғы шешім ретінде түсіндірілді.

Дегенмен, авторлар радиация көзіне қатысты стационарлық қабылдағыштарда сигнал жиілігінде «эфирлік желдің» кез келген жылдамдығында өзгерістер болмайтынын мүлдем ұмытты: бұл жағдайда тек фазада тіркелмеген фаза ғана. бәрі өзгеруі мүмкін. Бұған қоса, өлшеулер теңіз деңгейінде жүргізілді, сондықтан, алдын ала мәліметтер бойынша, тәжірибені әдістемелік тұрғыдан дұрыс орнатқанның өзінде нөлдік нәтиже беруі керек еді.

Сонымен, Уилсон тауындағы эксперименттерді еске түсіріп, заманауи технологияның зерттеушілерге ұсынатын мүмкіндіктерін пайдалана отырып, «эфирлік желдің» жылдамдығын тағы бір рет өлшеуге тырысудың қажеті жоқ па? Шынында да, қазір мұндай тәжірибелерді тау шыңдарында ғана емес, ұшақтарда, тіпті Жердің жасанды серіктеріне де жасауға болады. Ал егер мұндай эксперимент жоғары биіктікте «эфирлік желдің» жылдамдығы әлі де нөлге тең емес екенін көрсетсе ше?

Ацуковский В. А. Уилсон тауындағы эксперименттер: эфир желінің іздеуі шынымен не берді? // Химия және өмір, № 8 (тамыз) 1982, 85–87 б.

Сондай-ақ қараңыз: Ақылға арналған түрме. Кім, қалай және неге жердегі ғылымды теріс жолға бағыттады?

Ред.:

Эйнштейн Миллердің оның теориясын жоққа шығаратын эксперименттері туралы білетіні сөзсіз:

А. Эйнштейн, Эдвин Э. Слоссонға жазған хатында, 1925 жылғы 8 шілдеде (Иерусалимдегі Еврей университетінің мұрағатындағы көшірмеден

Эйнштейн кейінірек Мишельсонның «өзінің жұмысынан шыққан теорияларды ұнатпайтынын маған бірнеше рет айтқанын» еске алды, сонымен қатар ол өзінің жұмысы осы «құбыжықты» тудырғанына біраз ренжігенін айтты.

Неліктен Эйнштейннің тұлғасы ғылымда жоғары болды? Бұл туралы «Әлем теориясы және объективті шындық» мақаласының фрагментінен біле аласыз:

"Бұл теорияның дұрыс немесе дұрыс еместігіне қарамастан, Альберт Эйнштейнді бұл теорияның авторы деп санау дұрыс болмас еді. Әңгіме мынада: А. Эйнштейн патенттік кеңседе жұмыс істей жүріп, екі ғалымнан: математикадан жай ғана "қарызға" алған". және физика Жюль Анри Пуанкаре және физик Г. А. Лоренц. Бұл екі ғалым бірнеше жылдар бойы осы теорияны құруда бірге жұмыс істеді. Дәл А. Пуанкаре Әлемнің біртектілігі туралы постулатты және жылдамдығы туралы постулатты алға тартты. жарық. А. Эйнштейн, патенттік кеңседе жұмыс істей отырып, олардың ғылыми жұмыстарына қол жеткізіп, теорияны өз атынан «соққылауды» шешті. Ол тіпті «өзінің» салыстырмалылық теорияларында Г. А. Лоренцтің атын сақтап қалды: теориялар «Лоренц трансформациялары» деп аталады, бірақ соған қарамастан ол өзінің (ешқайсысының) осы формулаларға қандай қатысы бар екенін көрсетпейді және постулаттар ұсынған А. Пуанкаренің атын мүлде атамайды. «, Бұл теорияға өзінің аты.

Бүкіл әлем А. Эйнштейннің Нобель сыйлығының лауреаты екенін біледі және оның бұл сыйлықты арнайы және жалпы салыстырмалылық теорияларын жасағаны үшін алғанына ешкім күмән келтірмейді. Бірақ бұл олай емес. Бұл теория төңірегіндегі жанжал, ол тар ғылыми ортада белгілі болғанымен, Нобель комитетіне оған осы теория үшін сыйлық беруге мүмкіндік бермеді. Шешім өте қарапайым табылды - А. Эйнштейнге Нобель сыйлығының … фотоэффекттің екінші заңын ашқаны үшін берілді, бұл фотоэффекттің бірінші заңының ерекше жағдайы болды.

Бірақ бір қызығы, фотоэффекттің өзін ашқан орыс физигі Столетов Александр Григорьевич (1830-1896) бұл жаңалығы үшін Нобель сыйлығын немесе басқасын алмаса, А. Эйнштейнге «белгілі бір нәрсені зерттегені үшін» берілгені қызық. осы физика заңының жағдайы. Бұл кез келген тұрғыдан алғанда, бос сөз болып шығады. Мұның бірден-бір түсіндірмесі - біреу шынымен А. Эйнштейнді Нобель сыйлығының лауреаты еткісі келді және оған қандай да бір себеп іздеді.

«Данышпанға» орыс физигі А. Г. Столетова, фотоэффектіні «зерттейді», енді … жаңа Нобель сыйлығының лауреаты «туылды». Нобель комитеті бір жаңалық үшін екі Нобель сыйлығын тым көп деп есептеп, бір ғана … «данышпан ғалым» А. Эйнштейнге беруді ұйғарды! Бұл шынымен де «маңызды ма» Фотоэффекттің бірінші заңы үшін ма, әлде екінші заң үшін сыйлық берілді ме? Ең бастысы, жаңалық үшін сыйлық «данышпан» ғалым А. Эйнштейнге берілді. Ал жаңалықтың өзін орыс физигі А. Г. Столетов - бұл назар аударуға болмайтын «кішкентай нәрселер». Ең бастысы, «данышпан» ғалым А. Эйнштейн Нобель сыйлығының лауреаты атанды. Енді кез келген адам дерлік А. Эйнштейннің бұл сыйлықты «өзінің» ҮЛКЕН арнайы және жалпы салыстырмалылық теориялары үшін алғанына сене бастады.

Логикалық сұрақ туындайды: неге өте ықпалды біреу А. Эйнштейнді Нобель сыйлығының лауреаты еткісі келді және оны бүкіл әлемде барлық уақыт пен халықтардың ең ұлы ғалымы ретінде дәріптегісі келді? Мұның себебі болуы керек!? Бұған А. Эйнштейн мен оны Нобель сыйлығының лауреаты еткен тұлғалар арасындағы келісімнің шарттары себеп болды. А. Эйнштейн шынымен де Нобель сыйлығының лауреаты және барлық уақыт пен халықтардың ең ұлы ғалымы болғысы келген сияқты! Шамасы, бұл адамдар үшін жердегі өркениеттің дамуын теріс жолға бағыттау өте маңызды болды, бұл, сайып келгенде, экологиялық апатқа әкеледі … Және А. Эйнштейн келісті осы жоспардың құралы болу, сонымен қатар өз талаптарын қойды - Нобель сыйлығының лауреаты болу. Мәміле аяқталды және мәміленің шарттары орындалды. Сонымен қатар, барлық дәуірлер мен халықтардың данышпанының бейнесін жасау Ғаламның табиғаты туралы жалған идеяларды бұқараға енгізу әсерін күшейтті.

А.-ның ең әйгілі фотосуретінің мағынасына басқаша қарау керек сияқты. Эйнштейн, ол бәріне тілін көрсетеді ?! «Ең ұлы данышпанның» шығыңқы тілі жоғарыда айтылғандарды ескере отырып, сәл басқаша мағынаға ие болады. Қайсысы?! Менің ойымша, болжау оңай. Өкінішке орай, плагиат тек физикада ғана емес, ғылымда да сирек емес. Бірақ, мәселе тіпті плагиат фактісінде емес, Әлемнің табиғаты туралы бұл идеялардың түбегейлі қате және Ғаламның біртектілігі постулаты мен жарық жылдамдығының постулатында жасалған ғылым, сайып келгенде. планеталық экологиялық апатқа әкеледі ».