Етер (физика)
Светлинният етер е вещество, за което някога се е смятало, че изпълва Вселената и обяснява как се осъществява предаването на светлинни вълни. Хората са вярвали, че светлината е вид вълна. Вълните се движат по повърхността на водата в езерото, през въздуха в стаята и т.н. Всички вълни, които хората са изучавали преди, са се движили през среда Звуковите вълни се движат по-бързо през стомана, отколкото през въздух. Затова хората си представяли, че светлината също трябва да се движи през подобна среда. Тъй като светлината се движи по-бързо от всичко друго, тя трябва да се движи през нещо по-твърдо (като стомана) по-бързо от всичко друго. Но в същото време тази субстанция би трябвало да е напълно податлива, за да не забавя движението на планетите и да не ги кара в крайна сметка да паднат в слънцата си. Хората, идващи преди Алберт Айнщайн, вярвали, че това вещество съществува, и го наричали "светлинен етер".
Ако един наблюдател пътува с лодка, която се движи по океанско течение, той може да наблюдава промени в скоростта, с която вълните се движат, в зависимост от отношението на наблюдателя към течението.
Физиците провеждат експерименти, за да се опитат да изяснят този въпрос. Експериментът на Майкелсън-Морли показа, че не съществува среда, през която светлината се движи. Той показа, че не съществува светлинен етер.
Най-лесният начин да се разбере общата идея е да си представим много бърз космически кораб, който се движи със скорост, равна на половината от скоростта на светлината, от една звезда до друга. Космическият кораб има два светлинни скоростомера - един, насочен назад, и един, насочен напред. Тъй като космическият кораб се отдалечава от фотоните, излъчвани от жълтата звезда, и се движи към фотоните, излъчвани от синята звезда, нашият обичаен опит ни кара да очакваме, че ще измерим скоростта на жълтите фотони като 150 000 километра в секунда, а скоростта на сините фотони като 450 000 километра в секунда. Въпреки това и двата фотона са измерени със скорост 300 000 км/сек. По този начин този резултат показва, че скоростите не се променят спрямо движението на космическия кораб.
Скорошни изследвания
Едно скорошно изследване е много по-прецизно от това на Майкелсън и Морли, но все пак показва, че скоростта на светлината е постоянна, независимо в коя посока се движим.
Червеният космически кораб се движи от жълтата звезда към синята. Вложката отдолу показва скоростомери за светлината от двете звезди.
Въпроси и отговори
Въпрос: Какво представлява светлинният етер?
О: Светлинният етер е вещество, за което някога се е смятало, че изпълва Вселената и обяснява как може да се осъществи предаването на светлинни вълни. Хората са вярвали, че светлината е вид вълна и че тя трябва да се движи през някаква среда, за да може скоростта ѝ да е постоянна.
Въпрос: Какво са вярвали хората за това вещество?
О: Хората вярваха, че това вещество трябва да има много нисък вискозитет, за да не забавя движението на планетите и да не ги кара накрая да паднат в слънцата си. Смятали са също, че то може да се използва, за да се обясни защо светлината се движи с такава висока скорост.
Въпрос: Как физиците се опитаха да изяснят този въпрос?
О: Физиците провеждаха експерименти, като например експеримента на Майкелсън-Морли, за да се опитат да установят дали действително съществува невидима среда, през която светлината се движи.
В: Какво показа експериментът на Майкелсън-Морли?
О: Експериментът на Майкелсън-Морли показа, че няма среда, през която светлината се движи, което показва, че не съществува светлинен етер.
В: Как можем да си представим какво се случва, когато наблюдател пътува с лодка, движеща се по океанско течение?
О: Ако наблюдател пътува с лодка, която се движи през океанско течение, той би могъл да наблюдава промени в скоростта, с която изглежда, че се движат вълните, в зависимост от връзката им с течението.
Въпрос: Какво ни казва за относителните скорости представата за космически кораб, който пътува от една звезда до друга?
О: Представянето на много бърз космически кораб, който пътува със скорост, равна на половината от скоростта на светлината от една звезда до друга, ни показва, че и двата фотона се измерват със скорост 300 000 км/сек независимо от движението или посоката - по този начин се показва, че скоростите не се променят спрямо движението на космическия кораб.
