Теория эфира это: Эфирная теория | это… Что такое Эфирная теория?

XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся Старт в науке

  • Авторы
  • Руководители
  • Файлы работы
  • Наградные документы

Ярыгин И.С. 1


1МБОУ «Лицей»

Ларионов В.В. 1


1МБОУ «Лицей»

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя


Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Введение


Эфир впервые упоминается еще в древности,в трудах древнегреческих ученых. Тогда его представляли как «заполнитель пустоты» в Космосе. Первая теория светоносного эфира была выдвинута в XVII веке Рене Декартом. Позже существовало много теорий, но в конце XIX века стали появляться сомнения и, наконец, Альберт Энштейн выдвинул свою теорию относительности, которая объясняла все физические явления и не требовала понятия эфира. Но почему тогда сейчас теорию эфира стали вспоминать? Давайте узнаем, что такое эфир с точки зрения разных ученых и почему теорию эфира отвергли?


Предмет исследования:


Различные теории мирового эфира


Цель исследования:


Исследовать различные теории мирового эфира


Задачи исследования:


Исследовать разные теории мирового эфира и сравнить их


Узнать об опытах, которые были проведены в этой области


Узнать почему эфир был отвергнут


Рассказать о значении эфира в физике


Методы исследования:


Анализ информации сети Internet


Изучение различных книг по этой теме


Общее определение эфира


Эфир — (от др. -греч. α?θ?ρ, верхний слой воздуха; лат. Aether). В разных теориях он понимается по разному, но для того чтобы понять о чем вообще идет речь можно использовать такое определение: Эфир- гипотетическая всепроникающая среда, колебания которой проявляют себя как электромагнитные волны.


Эфир в древности


Еще в древние времена, греческие философы стали задумываться: «из чего состоит материя». Они представляли эфир как «заполнитель пустоты», «пятый элемент» (огонь, вода, воздух, земля и эфир). Эфир для них был как нечто непостижимое, и использовался для того, чтобы объяснить вещи, для них необъяснимые, то есть из чего состоят звезды, солнце. Эти представления держались до XVII века.


Теория Рене Декарта


П одробно разработанная гипотеза о существовании физического эфира была выдвинута в 1618 году Рене Декартом.


Сложно представить абсолютную пустоту. Поэтому Декарт считал, что всё пространство заполнено неизвестной материей. Это вещество он представлял как абсолютно плотное тело, которое не способно к растяжению или сжатию и не может занимать одно и то же место с другой частью материи. Под давлением, эта материя способна делиться, и каждая из её частей может обладать любым допустимым движением. Когда частицы двигаются, они сохраняют свою форму, в противном случае они объединяются. Также, в его теории, частицы этой материи стачивали свои углы в кругообразных движениях под действием приложенной силы. Образовавшиеся сферы создавали вихри, а осколки от стачивания заполняли пространство между ними.


Декарт первый предписал эфиру механические свойства. Теорию эфира он применил для объяснения гравитации и света. Высокая твердость частиц вызывает быстрое распространение импульсов изменений. Эти импульсы, при достижении земли, мы чувствуем как тепло и свет. А силу тяжести Декарт объяснил давлением эфирных частиц на землю.


Это были одни из первых научных попыток объяснить основные физические явления.


Эфир в периодической таблице Менделеева


В начальной таблице Дмитрия Ивановича Менделеева (рис. 3) был Эфир. Ячейка для Эфира располагалась слева водорода, в нулевой группе с инертными газами, как главная часть для построения системы химических элементов (рис. 4). С точки зрения Менделеева, мировой эфир является наилегчайшим газом, полностью химически инертным. Он даже хотел назвать его «Ньютоний», но это осталось всего лишь попыткой.


Менделеев, понимал, что Периодический закон не имеет научного обоснования. В ранних работах Менделеев предполагал, что специфическое состояние газов при большом разрежении или особый газом с очень малым весом может быть эфиром. Потом Менделеев сформировал нулевую группу периодической таблицы, но также оставил место для более лёгких, чем водород, элементов.


Однако, Менделеев не включил Короний и Ньютоний в заключающие издания «Основ химии», признавая отсутствие экспериментальных доказательств.


Теория Джеймса Максвелла.


Максвелл был одним из тех, кто связывал эфир с электромагнетизмом. Во второй половине XIX века он предложил новую модель эфира. В ней эфир представлял собой среду, вращающуюся вокруг магнитных силовых линий. С помощью этой теории Максвелл написал свои знаменитые уравнения.


Незадолго до смерти Дж. К. Максвелл указал, что при движении Земли сквозь эфир на ее поверхности должен присутствовать так называемый эфирный ветер, который соответственно должен изменять скорость света, распространяющегося в эфире. К сожалению, отмечал Максвелл, все методы измерения изменения времени прохождения света на отрезке пути требуют возвращения света в исходную точку, поэтому разница во времени оказывается зависящей от отношения квадратов скоростей эфирного ветра и скорости света, а это очень малая величина, и ее практически нельзя измерить.


Опыты Миллера, Майкельсона и Морли.


А. А. Майкельсон- американский физик, лауреат Нобелевской премии, изобретатель интерферометра. Был страстным приверженцем теории эфира. С 1887 года, в течении десятилетий он совершенствовал свой интерферометр, предназначенный для обнаружения разности фаз света, проходящих вдоль и поперек движения Земли.


И нтерферометр- оптический измерительный прибор, в котором луч света расщепляется надвое полупрозрачным зеркалом. В результате чего получаются два, расходящихся под прямым углом, луча. Эти лучи отражаются от двух зеркал-отражателей, равноудаленных от полупрозрачного зеркала и возвращаются обратно на полупрозрачное зеркало. Результирующий пучок света позволяет наблюдать интерференционную картину и выявлять малейшее запаздывание.


Результат первого эксперимента Майкельсона был отрицательным. Смещения полос не совпали по с теоретическими. Статья о результатах опыта вызвала критику ведущего физика-теоретика Хендрика Лоренца, который указал, что теоретическая точность опыта была завышена.


В 1887 году Майкельсон совместно с Эдвардом Морли, провёл аналогичный, но более точный эксперимент, показавший, что наблюдаемое смещение меньше теоретического. В теории эфира смещение должно быть пропорционально квадрату скорости, поэтому результаты равносильны тому, что относительная скорость Земли в эфире меньше её орбитальной скорости.


Этот эксперимент повлиял на Лоренца, который вскоре выдвинул гипотезу о сокращении материальных тел в направлении движения в неподвижном и эфире .


В 1905 г. Морли совместно с К. Миллером провели новый эксперимент. Для этого они усовершенствовали интерферометр Майкельсона, увеличив его точность. Миллер принял решение переместить аппарат на холм. После сери наблюдений, которые дали определённый положительный эффект. В марте 1921 г. был получен новый положительный результат в 10 км/с эфирного ветра. Направление вращение аппарата не оказывало влияния на результат эксперимента.


К сожалению, потом Миллер заявил, «эфирный ветер», является следствием статистических ошибок и неучёта температурных эффектов.


После этого, многие ученые проводили этот опыт с еще большей точностью, но результаты были отрицательные.


 


Теория эфира Лоренца


Первоначальная теория Лоренца, была основана на абсолютно неподвижном эфире. В его теории, в отличие от более ранних моделей, электромагнитное поле эфира выступает в качестве посредника между электронами, и изменения в этом поле не могут распространяться быстрее скорости света. В 1892 году Лоренц связывает результаты опыта Майкельсона- Морли с теорией неподвижного эфира. Сама теория основывается на предположении, что размеры тел сокращаются, при направлении в сторону движения.


Развивая свои взгляды на оптические и электромагнитные явления в движущихся телах, Лоренц вплотную подошел к утверждению принципа относительности для электромагнитных явлений. Смысл принципа заключался в невозможности установить покоится данная система или движется равномерно и прямолинейно. Лоренц высказал предположение, что обнаружить относительное движение Земли и эфира невозможно в принципе. Это привело к формулировке преобразований Лоренца, где полная формулировка локального времени сопровождается определенным замедлением времени электронов, движущихся в эфире. Правда позже Лоренц заметил что, время, обозначенное часами, покоящимися в эфире он считал как истинное, тогда как локальное время рассматривалось им как чисто математический приём. Поэтому теорема Лоренца с современной точки зрения рассматривается как математическое преобразование из «реальной» системы, покоящейся в эфире, в выдуманную систему в движении.


После этого Анри Пуанкаре усовершенствовал и обосновал математически работу Лоренца. Именно он первый сформулировал универсальный принцип относительности и провел первый попытки по согласованию его с электродинамикой.


Тем не менее, он использовал понятие эфира как реальную, но необнаружимую среду. Из за этого основная масса историков науки считают, что Пуанкаре не смог создать специальную теорию относительности.


Никола Тесла и эфир


Тесла известен как сторонник эфира, благодаря своим многочисленным опытам и экспериментам, имевшим целью показать наличие эфира как особой формы материи, поддающейся использованию в технике. Он предполагал, что эфир — это суперлёгкий газ, состоящий из сверхмалых частиц, которые движутся с бешеной скоростью.


Теория эфира вызывала жаркие споры среди учёных-физиков. Создание квантовой теории вещества и электромагнетизма упразднило необходимость использования физической модели эфира. Однако Тесла теоретической физикой не занимался, он был практиком. И, по его убеждению, эфир был единственным приемлемым объяснением тех физических феноменов, которые он исследовал. Эта убеждённость выводила Теслу за грань серьёзных дискуссий о тайнах мироустройства и делала фигуру изобретателя для большинства учёных-физиков малоинтересной. Однако результаты опытов Теслы либо не имели убедительных объяснений, либо подтверждали его правоту! Получается, если эфира не существует, то множество его трудов бессмысленны.


Тесла бесспорно был гением. Он принес миру множество открытий и продвинул время намного вперед, например: переменный ток, радио связь и теория полей. Но так как после смерти Теслы большинство его бумаг было утеряно, многие сенсационные изобретения которые якобы связаны с его именем считаются мифами. Ему приписывают изобретение летающих тарелок, лучевого оружия и прочих К сожалению нет достоверных сведений и документов об этом. Кто знает, быть может, если бы Тесла прожил подольше, он подарил бы человечеству ключи к будущему. А может это и к лучшему, так как люди использовали бы его изобретения не в мирных целях, и он намеренно скрыл их.


Отвержение теории эфира


После опытов Майкельсона- Морли все стали еще больше сомневаться существовании подвижного эфира. В 1692 Лоренц предположил, что эфир неподвижен и длина любого тела сокращается в направлении его движения. В следствие чего «эфирный ветер» очень сложно обнаружить. В 1910 году А. Эйнштейн (рис. 16) в статье «Принцип относительности и его следствия в современной физике» объяснил, посему теория светоносного эфира несовместима с принципом относительности.


В СТО- специальной теории относительности Эйнштейна эфир оказался попросту ненужным, так как она легко объясняла все физические явления. Однако совсем отказываться от эфира Эйнштейн не собирался. Он предлагал использовать эфир в качестве физического пространства. Но большинство физиков решило не возвращаться к эфиру.


Возвращение к эфиру в наши дни


Сейчас термин «эфир» в науке почти не используется. Так как у большинства физиков он ассоциируется с механическими моделями, которые характеризуются скоростью среды в каждой точке, а известные физические поля не имеют подобных свойств.


В теории относительности существует необходимость в пространстве. И самое подходящее для этого- эфир. Но пока что нет экспериментальных доказательств этого утверждения/


С эфиром также связывают квантовую физику. Один из основателей квантовой механики Поль Дирак (рис. 17) предположил, что эфиром может быть квантовый вакуум, но эта гипотеза не получила широкой поддержки научного общества. В настоящее время некоторые ученые сравнивают эфир с темной материей. Но это не имеет ничего общего с историческим понятием эфир.


Заключение


В ходе работы я:


Изучил наиболее известные теории эфира;


Узнал много новых ученых, которые внесли огромный вклад в развитие физики.


Ознакомился с интересными опытами в области изучения эфира.


Повысил свои навыки в сборе и обработке информации.


Мировой эфир- очень сложная тема. Потому что не существует его точного описания. Ко всему этому добавляется малый объем информации об эфире. В работе я описал наиболее известные теории эфира в хронологическом порядке. И основные причины отказа от нее. Эта информация может быть полезна для людей увлекающихся физикой. Несмотря на то, что эта тема сложная и запутанная, она заинтересует некоторых людей.


Вывод: Я думаю «хоронить» эфир рано, и нужно продолжить исследования в этой области, так как существуют спорные моменты в всеми известной теории относительности. Открытие эфира даст человечеству «ключи к будущему».


Подводя итоги к проделанной работе, можно сказать, что поставленная мной ранее цель выполнена.


Список литературы и интернет источников:


Декарт Рене. Первоначала философии; Сочинения в двух томах: Мысль, 1989.


Whittaker, Edmund Taylor. A History of the theories of aether and electricity; Dublin: Longman, Green and Co; 1910.


Роузвер Н. Т. Перигелий Меркурия. От Леверье до ЭйнштейнаМир; 1985; 246 с.


Опыт Майкельсона-Морли


https://elementy.ru/trefil/21167/Opyt_MaykelsonaMorli


Рене Декарт


http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/Source/History/Persones/Descartes.html


Альбер Эйнштейн


http://www.physchem.chimfak.rsu.ru/Source/History/Persones/Einstein.html


Теории эфира


https://ru.wikipedia.org/wiki/Теории_эфира


Проблема «нулевых» в работах Менделеева


https://www. nkj.ru/archive/articles/23734/


Краткая биография Хендрика Лоренца

https://citaty.su/kratkaya-biografiya-xendrika-lorenca

Просмотров работы: 445

Гипотеза эфира в физике — справочник для студентов и школьников

  • Как представляли эфир в древности.
  • Гипотеза Декарта о проявлениях эфира.
  • Теории светоносного эфира.
  • Современные теории об эфире.

Определение 1.
Гипотеза эфира приставляет собой теорию о наличие особой среды, которая обладает физическими характеристиками и способна заполнить собой пространство. В нем существуют электромагнитные волны, которые ответственны за осуществление колебаний.

Теории, которые разработаны для объяснения сущности эфира, нередко включают такие показатели, как определенная система отсчета. Она необходима для фиксации передвижения эфира. Совокупность системы отсчета и неизменной скорости можно инерциальными системами отсчета.

Если системы отсчета инерциальные, то все процессы и явления, которые происходят в них, описываются простым способом.

Те теории, которые применяются для простейшего описания такого явления, как эфир, появились еще в глубокой древности. С течением времени и развитием человечества круг знаний расширялся, появлялись теории и предположения, которые объяснялись логично и стройно. При этом сформулировать четкую картину мира все равно долгое время не представлялось возможным.

Часто гипотезы об эфире применялись для объяснения оптических явлений, особенно популярно это было с семнадцатого по девятнадцатый век.

Когда А. Эйнштейн разработал свою знаменитую теорию относительности, существование эфира стало вызывать много сомнений и недоверия. Сам Эйнштейн много раз отрицал наличие эфира вообще.

В настоящее время некоторые ученые вновь пытаются создать теории, рассматривающие строение и свойства эфира, полагая, что это среда особого рода, где могут распространяться и взаимодействовать частицы и волны.

Как представляли эфир в древности.

Если обратиться к трудам великих ученых Древней Греции, которые вели свои рукописи долгое время и отмечали все события, то там часто встречаются описания эфиров. Чаще всего можно было увидеть, что они описывали эфир как вещество, из которого состоит небо, а так же оно заполняет пустоты за его пределами.

Да и само слово «эфир» имеет греческое происхождение. Изначально оно обозначает голубое и чистое небо.

Используя современный язык, можно попытаться интерпретировать, что имели в виду греки. Становится понятно, что они представляли эфир как тонкую материю, которая не может быть физически понята человеком. Ее нельзя потрогать и даже увидеть, она неуловима и может проникать сквозь закрытые двери.

Один из первых писателей, создатель Илиады и Одиссеи, Гомер обозначал, что эфир представляет собой жителя неба, который может возродить землю, напитывая ее.

Историки смогли изучить несколько документов времен Древней Греции и интерпретировали их. Одной из доведших до нашего времени работой является «Тимей» Платона. Древнегреческий ученый предполагает, что весь мир создан с помощью субстрата, его можно представить как дарующая жизнь мать. Под таким обозначением можно узнать эфир.

По мнению Лукреция Кара, все звезды и созвездия были образованы эфиром.

Еще один видный деятель науки того времени, это Аристотель. Он выражал предположения, что все тела состоят из огня, воздуха, земли и еще одного вещества, который представляет собой неуловимый эфир.

Ученый писал о том, что земля находится в воде, вода в воздухе, воздух в эфире, эфир в небе, а небо ни в чем другом.

Гипотеза Декарта о проявлениях эфира.

В семнадцатом веке в науке произошел переворот, это можно связать с улучшением условий жизни во многих странах. Не обошел вниманием подъем и такую науку, как физика. Одним из выдающихся ученых этого времени является Декарт. Его перу принадлежат множество работ на различные темы. Он говорил и об эфире.

Ученый представлял эфир как материальное вещество, некую среду, которая обладает физическими характеристиками.

По предположению Декарта, Вселенная не может содержать пустых мест, она полностью заполнена первоматерией. Эта первоматерия обладает очень высокой плотностью и никогда не деформируется. Ее можно разделить на некоторые части, которые будут иметь форму, но только в тот момент, пока осуществляют перемещение. Если частей будет очень мало, то они соединятся.

Если в пространстве нет первоматерии, то оно заполняется эфиром. Он так же включает ряд элементов, среди них огонь, воздух и земля.

При помощи механических свойств эфира Декарт объяснял, например, процессы распространения волн света.

Теории светоносного эфира.

Начало девятнадцатого века принесло миру огромное количество работ в области физики, которые охватывали много различных тем и направлений. Активное внимание было приковано к теориям об эфире и его свойствах.

Известные ученые Юнг и Френель представили волновую теорию света, которая получила огромную популярность и признание. Одним из условий данной теории было распространение лучей света в эфире, который заполняет все участки пространства, даже вакуум.

В данном предположении было много недостатков. Например, не были объяснены причины проникновения эфира во все пространства и его связь с перемещением тел.

Появилось так же понятие об электромагнитном эфире. Уравнение Максвелла помогало его описать. Даже теория Лоренца включала в себя гипотезу о наличие данного вида эфира.

Современные теории об эфире.

Современная наука сделала огромный шаг вперед, появилось множество новых теорий и предположений, касающихся существования эфира. Основу их составляют теории о том, что материальный мир делится на мир, который состоит из материи. Эту материю составляет множество частиц. Второй вариант основан на существование эфира, в котором частиц нет.

Замечание 1.
Если эфир не состоит из частиц, значит, он представляет собой сплошную материальную среду. Это некая газообразная среда, она занимает весь существующий объем. Там не может возникнуть пустота, как в газе.

Эфир не может прерываться, а так же на него не оказывают действия законы гравитации. К основным характеристикам эфира относится наличие массы, способность проникать в труднодоступные места и заполнять их. Эфир перемещается без силы трения, вещества поглощают эфир самостоятельно. Эфир обладает уникальной возможностью разрушать тела, если его скорость высока. В эфире могут проявляться волны и даже вихри, так как это упругая среда.

В некоторых теориях имеются гипотезы о том, что эфир является основной материей вселенной. В таких работах предполагается, что частички эфира составляют известные нам элементарные частицы. В этом случае эфир дискретен, то есть обладает своими атомами и корпускулами, которые одинаковы. При этом отличаются только формы движения эфирных частиц.

Много работ ученых содержат сходную информацию о том, что эфир бесконечно поглощается другими веществами и осуществляет переход в состояние материи. Образование эфира связывают со взрывом звезд. Космос является источником энергии для эфира. Эфирный газ способен заполнить все пространство во Вселенной. Он состоит из атомов, размер которых ничтожно мал. Атомы находятся в бесконечном движении. Эфир имеет высокую способность к самоорганизации, разные вихри эфира – это материальные тела.

Последние исследования говорят о том, что эфир может обладать нейтральным состоянием, тогда он будет стационарен. Заряды с противоположными знаками будут взаимно компенсировать друг друга. Физическое поле эфира обладает высокой стабильностью, его трудно нарушить. Поле пропускает любые тела без ограничений и препятствий.

Если на поле воздействуют электромагнитные волны, то оно колеблется. Единственным полем вселенной следует считать гравитационное поле эфира.

Структура эфира является основой для создания всех физических тел. Вещество при взаимодействии с эфиром получает свои физические свойства.

Объяснение теории эфира — HRF

You are here: Home / Определения и примеры теории / Объяснение теории эфира

Теория эфира или теории эфира — это идея в физике, которая предполагает существование среды, которая может передавать гравитационные или электромагнитные силы. «Эфир» — это греческое слово, обозначающее воздух, относящееся либо к небесному, либо к свежему воздуху, и считается, что эта среда должна быть веществом, заполняющим пространство, чтобы передача могла произойти.

За прошедшие годы было предложено несколько различных теорий эфира, но большинство из них потеряло популярность у современных физиков из-за разработки правил, касающихся специальной теории относительности. Хотя современная физика и смотрит на нестандартные интерпретации, наличие теории эфира по-прежнему актуально.

Общая теория относительности и теория эфира

Когда Альберт Эйнштейн предложил общую теорию относительности, он называл гравитационное поле в рамках этой теории «эфиром». Его терминология так и не получила реальной поддержки, но концепция все еще остается. «Этот эфир, — писал Эйнштейн, — , — нельзя считать наделенным качеством, характерным для весомых сред, состоящим из частей, которые можно проследить во времени».

«Идея движения не может быть применена к нему». Это означает, что эфир потенциально может существовать сам по себе, вне правил относительности, предложенных Эйнштейном.

Обоснование мышления Эйнштейна на самом деле известно только ему, но может быть основано на идеях светоносного эфира и механического гравитационного эфира.

Еще в 1718 году Исаак Ньютон выдвинул идею существования эфира. Он писал, что хотя пространства могут казаться пустыми, они могут быть заполнены компактными и плотными телами, которые нельзя различить простым восприятием. Если бы это было так на нашей планете, то каким мог бы быть эфир при рассмотрении небесных тел или необъятности Вселенной?

В течение следующего столетия несколько решений, пытавшихся объяснить распространение света или движение гравитации, были предложены в виде различных теорий эфира. Теория эфира предполагает, что для существования света должна существовать среда. Цель теорий эфира состояла в том, чтобы описать эту среду.

Лоренц и Фицджеральд предложили схему, которая могла бы объяснить движение абсолютного эфира, будучи необнаружимым. В 1905 году, когда Эйнштейн представил специальную теорию относительности, математика обеих идей была одинаковой. Это событие привело к окончательному отказу большинства физиков от светоносного эфира и стало последним гвоздем в крышку гроба идей механического гравитационного эфира.

Как квантовый вакуум вписывается в теорию эфира

В мире квантовой механики пространство-время непусто, если только оно не оценивается в чрезвычайно малом масштабе. Пары частиц могут быстро появляться и исчезать, что создает основу для возможной теории эфира в виде частиц.

Теория относительности не предлагает и не пытается опровергнуть идею о том, что материя пронизывает Вселенную. Это только предполагает, что материя в нашей Вселенной симметрична по своему строению. Таким образом, при рассмотрении космического вакуума возникает интересный вопрос: существует ли в космическом вакууме среда, похожая по структуре на апельсиновый сок в вашем стакане?

Как показали эксперименты с ускорением частиц, проведенные в последние годы, космический вакуум подобен взгляду сквозь прозрачное стекло. Вы можете не видеть, что он там есть, но если вы войдете в него, у вас будут доказательства его существования. И если вы достаточно сильно ударите по куску стекла, он либо расколется, либо разобьется, либо разобьется каким-то другим образом.

Это означает, что для всех практических целей безвоздушная пустота космоса представляет собой релятивистский эфир. Его нельзя так называть из-за негативного оттенка, который наука применяет к этому термину, но это не исключает его потенциальной правильности.

Что мы можем почерпнуть из теории эфира

Теория эфира — это попытка объяснить, как движутся силы во Вселенной. В пустых пространствах, с которыми мы сталкиваемся, должен быть какой-то уровень вещества, чтобы электромагнитные и гравитационные силы работали. Мы можем видеть, как гравитация работает в чем-то столь же простом, как орбита нашей планеты вокруг Солнца или спутника вокруг Земли, а это означает, что должен быть какой-то уровень вещества, заполняющий пустоту.

По мере того, как мы узнаем больше о том, чем может быть это вещество, оказывается ли оно в конечном итоге темной материей или какой-то экзотической частицей, с которой мы никогда раньше не сталкивались, мы также узнаем больше об основных структурах Вселенной и о том, как это связано с человеческой жизнью. . Скрытый или на виду и просто неузнаваемый с современными технологиями, с такими знаниями, потенциал будущего практически безграничен.

Рубрики: Определения и примеры теории С тегами: Определения и примеры теории

специальная теория относительности — О принятии теории эфира

$\begingroup$

Почему теория эфира была отвергнута современной физикой? Пожалуйста, объясните мне, я просто хотел понять это больше.

  • специальная теория относительности
  • экспериментальная физика
  • эфир

$\endgroup$

0

$\begingroup$

Не совсем верно, что современная физика отвергла теорию эфира, считая ее излишней и чрезмерно сложной по сравнению с представлениями о времени и пространстве специальной теории относительности. Существует версия, называемая теорией эфира Лоренца, которая постулирует, что невозможно обнаружить абсолютный эфир, и дает те же результаты, что и предсказывает специальная теория относительности. Следовательно, невозможно экспериментально определить разницу между двумя теориями.

Но в то время как ЛПЭ строится хаотично, добавляя в теорию замедление времени и сжатие Лоренца, чтобы сделать эфир необнаружимым, они следуют из двух постулатов СТО. Таким образом, явная элегантность и простота в пользу SR — вот почему к нему относятся более серьезно, чем к LET.

$\endgroup$

$\begingroup$

Это потому, что светоносный эфир по определению состоит из каких-то частиц или элементарных строительных блоков с четко определенным положением в пространстве. Следовательно, он выбирает привилегированную систему отсчета, оставшуюся систему эфира. В этой системе отсчета скорость света — колебания эфира — может быть постоянной, $c$.

Однако предметы, движущиеся относительно этого эфира со скоростью $v$, должны обнаруживать относительно себя другую скорость света – скорость будет меняться от $c-v$ до $c+v$, в зависимости от направления. Однако эксперимент Морли-Майкельсона показал, что эта модификация скорости света, так называемый эфирный ветер, не существует, в результате которого скорость была измерена равной $c$ независимо от источника и наблюдателя. Это опровергает существование эфира.

Эквивалентное, но еще более надежное опровержение эфира пришло из теории. Физик по имени Альберт Эйнштейн построил совершенно новую теорию пространства-времени, так называемую специальную теорию относительности (изображение этого физика часто показывают и обычные люди), которая также предполагает/гарантирует, что скорость света равна всегда постоянна, и не может быть никакой привилегированной системы отсчета. Теория относительности была подтверждена экспериментом Морли-Майкельсона, а также сотнями гораздо более конкретных экспериментов. 5 раз превышает их диаметр, как это было обнаружено Резерфордом в 1919 году.10. Кроме того, теперь мы знаем, что атомы удерживаются на месте электромагнитными полями, так что длины плеч интерферометра М-М будут подвержены тем же эффектам различных скоростей света (электронного поля), что и интерферирующие световые лучи. сами себя. Это («лоренцево сжатие») не является случайным эффектом, а следует из конечной скорости изменения поля внутри твердых тел, ограниченной той же скоростью, что и световые лучи, отражающиеся взад и вперед между зеркалами интерферометра.

Это физическое объяснение лоренцева сжатия хорошо изложено Фейнманом в его «Лекциях по физике», том II, гл. 21-6 о запаздывающих потенциальных эффектах. Единственное физическое ограничение, необходимое для объяснения релятивистских эффектов длины и часов/времени в теории эфира Лоренца (LET), заключается в том, что свет является самым быстрым сигналом в пустом пространстве. На практике эфир как уникальную систему отсчета для распространения электромагнитного поля (например, света) можно игнорировать, потому что экспериментальные предсказания ЛПЭ всегда идентичны предсказаниям специальной теории относительности (СТО). Но в то время как СТО не предлагает никакого физического объяснения теории относительности, кроме утверждения принципа, LET дает, что, безусловно, должно быть более удовлетворительным для физиков! Любой инерциальный наблюдатель может предположить, что скорость света одинакова во всех направлениях вокруг него, но то же самое может сделать и любой другой инерциальный наблюдатель, и не все они могут быть правы, как показывает тот факт, что они расходятся в оценках время одновременных событий, например! ППУ показывает, как именно это работает в терминах скорости света как верхнего предела, как это было известно Пуанкаре в его 1904 Лекция «Наука и гипотеза» на Всемирной выставке в Сент-Луисе, в которой он размышлял о крахе теории относительности как универсального принципа, если что-то может двигаться быстрее света.

Примерно к 1920 году Эйнштейн осознал свою ошибку, объявив эфир излишним как понятие, потому что он понял, что уникальная, универсальная система отсчета подразумевается общей теорией относительности, в которой скорость света становится локальной зависимостью от гравитационного потенциала вокруг масс. , вместо того, чтобы везде быть абсолютно фиксированным по значению, как в SR и LET. Но, кажется, никто не был готов к этому сальто назад. Вместо этого прямолинейной зависимости скорости света от положения в гравитационном поле теперь предпочитают концептуальные бессмыслицы вроде «искривленного пространства»!

Таким образом, LET = SR во всех предсказаниях, но, на мой взгляд, LET лучше, потому что он содержит физическое объяснение (скорость света в уникальной инерциальной системе отсчета в качестве верхнего предела), а не опирается на формулировку принципа — откуда атомы знают о принципах?

Следующий интересный вопрос заключается в том, как «пустое пространство» (или «эфир», если дать название концепции пространства с физическими свойствами) управляет скоростью света между атомами и внутри них, и как замедляется вблизи больших массы? Проливает ли на это какой-нибудь свет теория бозона Хиггса (извините!)?

(см. trevm42 на Youtube)

$\endgroup$

4

$\begingroup$

Есть ряд опытов, которые опровергли существование инерциальной системы отсчета, относительно которой все движется, и распространяются электромагнитные волны, светоносный эфир. На эти вопросы есть статья в Википедии.

$\endgroup$

1

$\begingroup$

Никогда не было никаких экспериментальных или наблюдательных доказательств того, что светящийся эфир вообще когда-либо существовал. Это была всего лишь выдумка, призванная заполнить брешь в ньютоновской модели света.

Вплоть до середины XIX века все думали, что эксперименты Ньютона с призмами и щелями убедительно продемонстрировали, что свет является волновым явлением, т. е. ведет себя точно так же, как волны в воде. Это, однако, подняло вопрос о «волнах в чем?» Ответом был «эфир», что-то, что нельзя было увидеть, потрогать или измерить, но чье движение излучало свет точно так же, как движение воды передало силу волны.

По сути, светящийся эфир был просто концепцией, которую ученые той эпохи вытащили из своего коллективного… э-э, шляпы.

Related Posts

Begin typing your search term above and press enter to search. Press ESC to cancel.

Back To Top