Eter (fizyka)
Luminiowy eter jest substancją kiedyś uważaną za wypełniającą Wszechświat i wyjaśniającą, jak może przebiegać transmisja fal świetlnych. Ludzie wierzyli, że światło jest rodzajem fali. Fale wędrują po powierzchni wody w stawie, przez powietrze w pomieszczeniu, itp. Wszystkie fale, które ludzie badali wcześniej, podróżowały przez medium Fale dźwiękowe podróżowały szybciej przez stal niż przez powietrze. Ludzie wyobrażali sobie więc, że światło też musi podróżować przez podobne medium. Ponieważ światło podróżuje szybciej niż cokolwiek innego, światło powinno podróżować przez coś bardziej sztywnego (jak stal) szybciej niż cokolwiek innego. Jednocześnie jednak substancja ta musiałaby być całkowicie uginająca się, aby nie spowalniać ruchów planet i nie powodować ich opadania w końcu na słońce. Ludzie przybywający przed Albertem Einsteinem wierzyli, że ta substancja istnieje i nazywali ją "Świetlistym eterze".
Jeśli obserwator miałby podróżować łodzią poruszającą się po prądzie oceanicznym, mógłby zaobserwować zmiany w szybkości, z jaką fale zdają się podróżować w zależności od relacji obserwatora do prądu.
Fizycy przeprowadzili eksperymenty, aby spróbować wyjaśnić tę kwestię. Eksperyment Michelsona-Morleya wykazał, że nie istniało medium, przez które przemieszczało się światło. Pokazał on, że nie ma eteru świetlnego.
Najłatwiej jest wyobrazić sobie bardzo szybki statek kosmiczny poruszający się z połową prędkości światła z jednej gwiazdy na drugą. Statek ten ma dwa światłomierze, jeden skierowany do tyłu, a drugi do przodu. Ponieważ statek kosmiczny oddala się od fotonów emitowanych przez żółtą gwiazdę i biegnie w kierunku fotonów emitowanych przez niebieską gwiazdę, nasze zwykłe doświadczenia skłaniają nas do oczekiwania, że zmierzymy prędkość żółtych fotonów jako 150.000 kilometrów na sekundę, a niebieskich jako 450.000 kilometrów na sekundę. Jednak oba fotony są mierzone z prędkością 300 000 km/sek. Wynik ten wskazuje, że prędkości nie zmieniają się w stosunku do ruchu statku kosmicznego.
Ostatnie badania
Ostatnie badania są znacznie dokładniejsze niż te Michelsona i Morleya, ale wciąż pokazują, że prędkość światła jest stała, niezależnie od tego, w którym kierunku się ono porusza.
Czerwony statek kosmiczny porusza się od żółtej gwiazdy w kierunku niebieskiej. Wstawka na dole pokazuje prędkościomierz dla światła z obu gwiazd.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest eter fotoporowaty?
O: Eter świetlny to substancja, o której kiedyś sądzono, że wypełnia wszechświat i wyjaśnia, w jaki sposób fale świetlne mogą się przemieszczać. Ludzie wierzyli, że światło jest rodzajem fali i że musi podróżować przez jakiś rodzaj medium, aby mieć stałą prędkość.
P: Co ludzie sądzili o tej substancji?
O: Ludzie uważali, że ta substancja musi mieć bardzo niską lepkość, aby nie spowalniała ruchu planet i nie powodowała, że w końcu wpadną one do swoich słońc. Uważali również, że może to pomóc w wyjaśnieniu, dlaczego światło porusza się z tak dużą prędkością.
P: Jak fizycy próbowali wyjaśnić to pytanie?
O: Fizycy przeprowadzili eksperymenty, takie jak eksperyment Michelsona i Morleya, aby spróbować ustalić, czy światło rzeczywiście posiada niewidzialny środek, przez który się przemieszcza.
P: Co wykazał eksperyment Michelsona-Morleya?
O: Eksperyment Michelsona-Morleya wykazał, że nie ma medium, przez które mogłoby przechodzić światło, co oznacza, że nie istnieje eter wytwarzający światło.
P: Jak można sobie wyobrazić, co się dzieje, gdy obserwator podróżuje w łodzi poruszającej się przez prąd oceaniczny?
O: Gdyby obserwator podróżował w łodzi płynącej przez prąd oceaniczny, mógłby obserwować zmiany prędkości fal w zależności od ich stosunku do prądu.
P: Co mówi nam o prędkościach względnych, jeśli wyobrazimy sobie statek kosmiczny podróżujący z jednej gwiazdy do drugiej?
O: Jeżeli wyobrazimy sobie bardzo szybki statek kosmiczny podróżujący z połową prędkości światła z jednej gwiazdy do drugiej, zobaczymy, że prędkość obu fotonów jest mierzona na poziomie 300 000 km/s niezależnie od ruchu i kierunku - co wskazuje, że prędkości nie zmieniają się w stosunku do ruchu statku kosmicznego.
