V druhej polovici 19. storočia začali fyzikálne názory na charakter šírenia svetla, pôsobenie gravitácie a niektoré ďalšie javy čoraz zreteľnejšie narážať na ťažkosti. Súviseli s éterickým konceptom dominujúcim vo vede. Myšlienka uskutočniť experiment, ktorý by vyriešil nahromadené rozpory, ako sa hovorí, bola vo vzduchu.

V 80. rokoch 19. storočia bola zinscenovaná séria experimentov, na tie časy veľmi zložitých a chúlostivých - Michelsonove pokusy o štúdiu závislosti rýchlosti svetla od smeru pohybu pozorovateľa. Predtým, ako sa budeme podrobnejšie zaoberať popisom a výsledkami týchto slávnych experimentov, je potrebné pripomenúť, čo bol pojem éter a ako bola chápaná fyzika svetla.

Názory 19. storočia na povahu svetla

Začiatkom storočia triumfovala vlnová teória svetla, ktorá získala vynikajúce experimentálne potvrdenie v prácach Junga a Fresnela a neskôr teoretické opodstatnenie v práci Maxwella. Svetlo nepochybne vykazovalo vlnové vlastnosti a korpuskulárna teória bola pochovaná pod hromadou faktov, ktoré nevedela vysvetliť (ožije až začiatkom 20. storočia na úplne novom základe).

Fyzika tej doby si však šírenie vĺn nevedela predstaviť inak ako cez mechanické vibrácie akékoľvek prostredie. Ak je svetlo vlnou a môže sa šíriť vo vákuu, potom vedci nemali inú možnosť, ako predpokladať, že vákuum je naplnené určitou látkou, ktorá vďaka svojim vibráciám vedie svetelné vlny.

Éter prinášajúci svetlo

Záhadná látka, beztiažová, neviditeľná, nezaznamenaná žiadnymi prístrojmi, sa volala éter. Michelsonov experiment bol navrhnutý tak, aby potvrdil skutočnosť jeho interakcie s inými fyzickými objektmi.

Hypotézy o existencii éterickej hmoty vyslovili Descartes a Huygens v 17. storočí, no v 19. storočí sa stala nevyhnutnou ako vzduch a potom viedla k neriešiteľným paradoxom. Faktom je, že na to, aby éter existoval vo všeobecnosti, musel mať vzájomne sa vylučujúce alebo vo všeobecnosti fyzikálne neskutočné vlastnosti.

Rozpory éterického konceptu

Aby zodpovedal obrazu pozorovaného sveta, musí byť svietiaci éter absolútne nehybný - inak by bol tento obraz neustále skresľovaný. Jeho nehybnosť sa však dostala do nezmieriteľného rozporu s Maxwellovými rovnicami a Galileovým princípom relativity. V záujme ich zachovania bolo potrebné priznať, že éter odnášajú pohybujúce sa telesá.

Okrem toho sa éterická hmota považovala za absolútne pevnú, súvislú a zároveň nijako nerušiacu pohyb telies cez ňu, nestlačiteľnú a navyše s priečnou elasticitou, inak by neviedla elektromagnetické vlny... Okrem toho bol éter považovaný za všeprestupujúcu substanciu, čo opäť nezodpovedá myšlienke jeho vášne.

Myšlienka a prvá formulácia Michelsonovho experimentu

Americký fyzik Albert Michelson sa začal zaujímať o problém éteru po prečítaní listu v časopise Nature Maxwell, publikovanom po jeho smrti v roku 1879, opisujúci neúspešný pokus detekovať pohyb Zeme vo vzťahu k éteru.

V roku 1881 sa uskutočnil prvý Michelsonov experiment na určenie rýchlosti svetla šíriaceho sa v rôznych smeroch vzhľadom na éter, pohybujúceho sa spolu so Zemou ako pozorovateľ.

Zem, ktorá sa pohybuje po svojej obežnej dráhe, musí byť vystavená pôsobeniu takzvaného éterického vetra - javu, ktorý je analogický s prúdením vzduchu prúdiaceho na pohybujúce sa teleso. Monochromatický svetelný lúč nasmerovaný rovnobežne s týmto „vetrom“ sa bude pohybovať smerom k nemu, pričom stratí určitú rýchlosť a naopak (odrazený od zrkadla). Zmena rýchlosti je v oboch prípadoch rovnaká, no dosiahne sa v iný čas: Pomalší „prichádzajúci“ lúč zostane na trase dlhšie. Svetelný signál vyžarovaný paralelne s "éterickým vetrom" bude teda nevyhnutne oneskorený v porovnaní so signálom pokrývajúcim rovnakú vzdialenosť, tiež s odrazom od zrkadla, ale v kolmom smere.

Na registráciu tohto oneskorenia bolo použité zariadenie, ktoré vynašiel sám Michelson – interferometer, ktorého činnosť je založená na fenoméne superpozície koherentných svetelných vĺn. Ak by sa jedna z vĺn oneskorila, interferenčný obrazec by sa posunul v dôsledku vznikajúceho fázového rozdielu.

Prvý Michelsonov experiment so zrkadlami a interferometrom nedal jednoznačný výsledok pre nedostatočnú citlivosť prístroja a podcenenie početných šumov (vibrácií) a vyvolal kritiku. Bolo potrebné výrazne zvýšiť presnosť.

Opakovaná skúsenosť

V roku 1887 vedec zopakoval experiment so svojím krajanom Edwardom Morleym. Použili vylepšené nastavenie a špeciálne dbali na elimináciu vplyvu vedľajších faktorov.

Podstata zážitku sa nezmenila. Svetelný lúč zozbieraný šošovkou dopadol na polopriepustné zrkadlo nastavené pod uhlom 45°. Tu sa rozdelil: jeden lúč prenikol cez delič, druhý odišiel v kolmom smere. Každý z lúčov sa potom odrážal v obvyklom ploché zrkadlo, vrátil sa do rozdeľovača lúčov a potom čiastočne zasiahol interferometer. Experimentátori boli presvedčení o existencii „éterového vetra“ a očakávali, že dosiahnu úplne merateľný posun o viac ako tretinu interferenčného prúžku.

Pohyb ste nemohli zanedbať Slnečná sústava vo vesmíre, preto myšlienka experimentu počítala s možnosťou otáčania inštalácie, aby sa jemne vyladil smer „éterového vetra“.

Aby sa predišlo vibráciám a skresleniu obrazu pri otáčaní zariadenia, bola celá konštrukcia umiestnená na masívnej kamennej doske s dreveným toroidným plavákom, plávajúcim v čistej ortuti. Základ pod inštaláciou bol pochovaný až po skalu.

Experimentálne výsledky

Vedci počas celého roka vykonávali starostlivé pozorovania a otáčali sporákom so zariadením v smere a proti smeru hodinových ručičiek. bol zaznamenaný v 16 smeroch. A napriek presnosti bezprecedentnej pre svoju éru, Michelsonov experiment, uskutočnený v spolupráci s Morleym, priniesol negatívny výsledok.

Fázové svetelné vlny opúšťajúce rozdeľovač lúčov dosiahli cieľovú čiaru bez fázového posunu. Toto sa opakovalo zakaždým, v akejkoľvek polohe interferometra a znamenalo to, že rýchlosť svetla v Michelsonovom experimente sa za žiadnych okolností nezmenila.

Overenie experimentálnych výsledkov sa uskutočnilo niekoľkokrát, vrátane v 20. storočí, s použitím laserových interferometrov a mikrovlnných rezonátorov, dosahujúcich presnosť jednej desaťmiliardtiny rýchlosti svetla. Výsledok skúsenosti zostáva neotrasiteľný: táto hodnota sa nemení.

Hodnota experimentu

Z experimentov Michelsona a Morleyho vyplýva, že „éterický vietor“ a následne táto nepolapiteľná hmota samotná jednoducho neexistuje. Ak nejaký fyzický objekt nie je v zásade detegovaný v žiadnom procese, rovná sa to jeho neprítomnosti. Fyzici, vrátane samotných autorov brilantne zinscenovaného experimentu, si kolaps pojmu éter a s ním aj absolútneho referenčného rámca hneď neuvedomili.

Až Albertovi Einsteinovi sa v roku 1905 podarilo predložiť konzistentné a zároveň revolučné nové vysvetlenie výsledkov experimentu. Vzhľadom na tieto výsledky také, aké sú, bez toho, aby sa k nim pokúšal prilákať špekulatívny éter, Einstein dospel k dvom záverom:

Žiadny optický experiment nedokáže zachytiť priamočiary a rovnomerný pohyb Zeme (právo považovať ho za taký je dané krátkym trvaním pozorovacieho aktu).
Vzhľadom na akúkoľvek inerciálnu referenčnú sústavu je rýchlosť svetla vo vákuu nezmenená.

Tieto závery (prvý - v kombinácii s galilejským princípom relativity) slúžili Einsteinovi ako základ na formulovanie jeho slávnych postulátov. Michelsonov-Morleyho experiment teda slúžil ako solídny empirický základ pre špeciálnu teóriu relativity.

pán olympia 17. augusta 2015 o 13:46

Michelsonov-Morleyho experiment

fyzika

O Michelsonov-Morleyho experiment som sa začal zaujímať počas štúdia na univerzite – bolo to veľmi dávno. Tu mám výber z internetu - niekoľko "zostrihov" v skrátenej forme:

Špeciálnu teóriu relativity vyvinul Albert Einstein a jeho predchodcovia najmä na základe Michelsonovho-Morleyho experimentu (1881, 1887), ktorý neodhalil éterový drift – experiment na určenie rýchlosti pohybu Zeme vzhľadom na svetelné prostredie ( éter).

Podstatou Michelsonovho-Morleyho experimentu bolo, že v interferometri bol použitý delený svetelný lúč, ktorý sa pohyboval dopredu a dozadu v pozdĺžnom a priečnom smere vzhľadom na pohyb zemského povrchu. Výsledný lúč svetla vrátený do polopriepustného zrkadla umožnil pozorovať interferenčný obrazec posunu interferenčných prúžkov a odhaliť najmenšiu desynchronizáciu dvoch lúčov – oneskorenie jedného lúča voči druhému.

Tento experiment sa uskutočnil v koniec XIX v a neskôr, pričom rôzni experimentátori ukázali buď „nulové“ (alebo „negatívne“) alebo pozitívne výsledky s určitým hviezdnym vrcholom. Rôzni špecialisti, až laureáti Nobelovej ceny kritizujú tak samotnú formuláciu experimentov podobných Michelsonovým-Morleyovým experimentom, ako aj teoretické výpočty získané na ich základe.

To nie je prekvapujúce, pretože podľa výsledkov Michelson-Morleyho experimentu bola vytvorená špeciálna teória relativity. Význam experimentu je naozaj ťažké preceňovať, pretože mal potvrdiť prítomnosť svietivého média – éteru, ktorého hypotézu po tomto experimente relativisti zavrhli a prijali teóriu relativity. A hoci absencia „éterického vetra“ podľa Michelsonových-Morleyho experimentov ešte nepreukázala absenciu éteru, relativisti sa zo svojho pozitivisticky idealistického chápania „jednoduchosti“ vedeckého konceptu rozhodli zbaviť to. V tom čase pozitivisti vyhlásili podstatné pojmy ako „hmota“ za pozostatky metafyziky.

Sofistikovaný čitateľ chápe, že zbožštenie myšlienky si vyžaduje úplne iné kvality psychiky ako rigorózny vedecký prístup. Mechanizmy genézy a expanzie relativizmu sa nijako nelíšia od analogických procesov vzniku a šírenia povedzme náboženských predstáv a mýtov.

Priznám sa, že keď som sa o túto skúsenosť zaujímal, nenašiel som v nej dôkaz o teórii relativity - mozgy zrejme nie sú usporiadané ako u géniov. Išlo o pokusy merať rýchlosť svetla v smeroch pozdĺž a naprieč pohybom zemského povrchu. Táto rýchlosť sa podľa interpretácie výsledkov meraní v experimentoch Michelsona-Morleyho a ich nasledovníkov ukázala ako rovnaká, t.j. konštantný. No a čo? Rýchlosť zvuku v nehybnom vzduchu je tiež konštantná vo všetkých smeroch – v krajine nevidomých by sa aj z tohto faktu dala zostrojiť nejaká ohromujúca teória. A vo všeobecnosti, s akou hrôzou by rýchlosť svetla nemala byť na Zemi konštantná. Závisí inertná hmotnosť, ktorú majú aj častice svetla, od pohybu pozdĺž alebo naprieč pohybom Zeme, alebo existuje aspoň hypotéza o tomto skóre?

Semikov S.A. Správa o disciplíne "História a metodika vedy" z 20.12.2008

Svet bol zahalený pozemskou temnotou.
Nech je svetlo - a potom sa objavil Newton.
Satan však na pomstu nenechal dlho čakať:
Einstein prišiel. A všetko bolo ako predtým.

Čo viedlo k takej radikálnej revízii klasickej mechaniky? Všetko sa to začalo v roku 1881 Michelsonovým experimentom. V experimente bol urobený pokus zistiť rýchlosť pohybu Zeme v éteri - médiu, v ktorom sa podľa elektrodynamiky šírilo svetlo. Na tento účel sa porovnávali doby prechodu svetelného lúča v Michelson-Morleyovom interferometri pozdĺž a naprieč rýchlosťou pohybu Zeme. Je jasné, že rýchlosť svetla v éteri pozdĺž a naprieč by bola iná a časy pohybu by boli iné. No skúsenosť odhalila rovnosť časov, čo naznačovalo nepravdivosť teórie éteru a na nej založenej Maxwellovej elektrodynamiky. Vedci však už elektrodynamike uverili natoľko, že radšej upravili mechaniku, aby výsledok experimentu prispôsobili elektrodynamike.

Vyššie uvedené štvorveršie, ak sa nemýlim, sú to dva epigramy preložené Samuelom Marshakom. Bez výhrad k názorom autora správy si dovolím vyčítať faktor používania jazyka - sekcia sa predsa vzťahuje na terminológiu: myslím sekciu stránky. takze správne použitie jazyk predpokladá z môjho pohľadu správnu interpretáciu správ konštruovaných pomocou slov. A z tohto pohľadu žiadna taká rýchlosť svetla či „rovnosť časov“ nebola nameraná v Michelson-Morleyho experimente. Zaznamenali sa len výsledky interferencie vĺn, podľa ktorých sa posudzovala rýchlosť svetla. Zároveň sa vytvorilo množstvo svojvoľných, aj keď viac-menej pravdepodobných predpokladov. Predpoklady, že rýchlosť svetla v doprednom a spätnom smere jeho pohybu je rovnaká; že frekvencia svetla v týchto smeroch je tiež rovnaká; že čas odrazu svetla možno zanedbať; že proces interakcie zariadenia so svetelným lúčom neskresľuje rušenie a pod.

V mojich poznámkach o Michelson-Morleyho experimente to bolo napísané takto: Experiment neodhalil „rovnosť časov“, ale iba výsledok meraní, ktorý najmä možno interpretovať ako rovnosť časov.

Tagy: Michelsonov-Morleyho experiment, klasická mechanika

Aby sa svetlo šírilo v priestore, nepotrebuje „svetelný éter“.

Je ťažké si predstaviť absolútnu prázdnotu – úplné vákuum, ktoré nič neobsahuje. Ľudské vedomie sa ho snaží naplniť aspoň niečím hmotným a po mnoho storočí ľudskej histórie sa verilo, že svetový priestor je naplnený éterom. Myšlienkou bolo, že medzihviezdny priestor je vyplnený akousi neviditeľnou a nehmotnou substanciou. Keď bol získaný Maxwellov systém rovníc, ktorý predpovedal, že svetlo sa šíri v priestore konečnou rýchlosťou, dokonca aj sám autor tejto teórie veril, že elektromagnetické vlny sa šíria v médiu, rovnako ako sa šíria akustické vlny vo vzduchu a morské vlny sa šíria vo vode. V prvom pol 19. storočie vedci dokonca starostlivo vypracovali teoretický model éteru a mechaniku šírenia svetla vrátane všetkých druhov pák a osí, ktoré údajne podporujú šírenie vibračných svetelných vĺn v éteri.

V roku 1887 sa dvaja americkí fyzici – Albert Michelson a Henry Morley – rozhodli spoločne uskutočniť experiment, ktorý mal skeptikom raz a navždy dokázať, že svietivý éter skutočne existuje, napĺňa Vesmír a slúži ako médium, v ktorom sa šíri svetlo a iné elektromagnetické vlny. Michelson mal ako dizajnér nepopierateľnú autoritu optické prístroje a Morley sa preslávil ako neúnavný a neomylný experimentálny fyzik. Skúsenosti, ktoré vynašli, sa dajú ľahšie opísať ako uskutočniť v praxi.

Michelson a Morley použili interferometer- optické meracie zariadenie, v ktorom je svetelný lúč rozdelený na dve časti polopriepustným zrkadlom (sklená platňa je postriebrená na jednej strane len natoľko, aby čiastočne prešla do nej vstupujúce svetelné lúče a čiastočne ich odrážala; používa sa podobná technológia dnes v zrkadlovky). V dôsledku toho sa lúč rozdelí a dva vznikajú koherentný lúče sa navzájom rozchádzajú v pravom uhle, potom sa odrážajú od dvoch rovnako vzdialených reflektorov od polopriepustného zrkadla a vracajú sa do polopriepustného zrkadla, pričom výsledný lúč svetla umožňuje pozorovať interferenčný obrazec a odhaliť aj ten najmenší desynchronizácia dva lúče (oneskorenie jedného lúča voči druhému; pozri Interferencia).

Michelsonov-Morleyho experiment bol primárne zameraný na potvrdenie (alebo vyvrátenie) existencie svetového éteru odhalením „éterického vetra“ (alebo faktu jeho absencie). V skutočnosti, keď sa Zem pohybuje po obežnej dráhe okolo Slnka, pohybuje sa vzhľadom k hypotetickému éteru šesť mesiacov jedným smerom a nasledujúcich šesť mesiacov iným smerom. V dôsledku toho by mal "éterický vietor" počas šiestich mesiacov fúkať nad Zemou a v dôsledku toho by sa hodnoty interferometra posunuli jedným smerom, šesť mesiacov - druhým smerom. Michelson a Morley teda ročným pozorovaním ich inštalácie nenašli žiadne posuny v interferenčnom vzore: úplný éterický pokoj! (Moderné experimenty tohto druhu, realizované s najvyššou možnou presnosťou, vrátane experimentov s laserovými interferometrami, priniesli podobné výsledky.) Takže: éterový vietor, a teda éter neexistuje.

V neprítomnosti éterického vetra a éteru ako takého medzi nimi je neriešiteľný konflikt klasickej mechaniky Newtonových (implikujúcich určitú absolútnu vzťažnú sústavu) a Maxwellových rovníc (podľa ktorých má rýchlosť svetla hraničnú hodnotu, nezávislú na voľbe vzťažnej sústavy), čo v konečnom dôsledku viedlo k vzniku teórie relativity. Michelsonov-Morleyho experiment nakoniec ukázal, že v prírode neexistuje „absolútny referenčný rámec“. A bez ohľadu na to, ako veľmi Einstein neskôr tvrdil, že vôbec nevenoval pozornosť výsledkom experimentálny výskum Pri rozvíjaní teórie relativity niet pochýb o tom, že výsledky Michelson-Morleyho experimentov prispeli k rýchlemu prijatiu takejto radikálnej teórie vedeckou komunitou seriózne.

Edward Williams MORLEY
Edward Williams Morley, 1838-1923

Americký fyzik a chemik. Narodil sa v Newarku v štáte New Jersey kazateľovi zborovej cirkvi. Pre zlý zdravotný stav nenavštevoval školu, učil sa doma a otec ho pripravoval na pokračovanie v službe cirkvi, ale chlapec uprednostnil prírodné vedy a dal sa na štúdium chémie a prírodopisu. Nakoniec sa ukázal ako bezkonkurenčný experimentátor. Bol to Morley, komu sa podarilo s neprekonateľnou presnosťou určiť špecifické hmotnosti vodíka a kyslíka v kompozícii čistá voda... Keď ho osud spojil s Albertom Michelsonom, jeho experimentálne schopnosti boli jednoducho nenahraditeľné a teraz sú mená týchto dvoch vedcov neodmysliteľne spojené vďaka ich slávnej skúsenosti.

Albert Abraham Michelson, 1852-1931

Americký fyzik, Nemec podľa národnosti (na obrázku). Narodil sa v meste Strelno (dnes Strzelno) na území moderného Poľska (v tých rokoch časť Ruská ríša). Vo veku dvoch rokov emigroval s rodičmi do Spojených štátov. Vyrastal v Kalifornii v ére slávnej „zlatej horúčky“, no otec budúceho vedca nehľadal zlato, ale malý veľkoobchod v mestách pokrytých touto chorobou. Na špeciálne odporúčanie istého kongresmana z jeho štátu vstúpil do US Navy Academy, bol prijatý do aktívnej služby, absolvoval úplný kurz drilového výcviku, po ktorom bol vymenovaný za učiteľa fyziky. Vďaka tomu mal možnosť venovať sa optike a najmä konštrukcii prístroja na zisťovanie rýchlosti svetla.

Po odchode z aktívnej služby v roku 1881 sa stal učiteľom na Škole aplikované vedy ich. Case School of Applied Sciences v Clevelande, Ohio, kde pokračoval vo svojom výskume. V roku 1907 bola Michelsonovi udelená Nobelova cena za fyziku „za vytvorenie presných optických prístrojov a za výskum uskutočnený s ich pomocou“, konkrétne za presná definícia dĺžka bežného metra a rýchlosť svetla vo vákuu.

Analýza Michelsonovho-Morleyho experimentu

Ruský vedec V.A. Atsukovsky dôkladne analyzoval experimentálne základy Einsteinových teórií relativity a dospel k tomuto záveru: "Analýza výsledkov experimentov vykonaných rôznymi výskumníkmi s cieľom overiť ustanovenia SRT a GR A. Einstein neexistuje."

Tento záver sa vzťahuje aj na najznámejší experiment, Michelsonov-Morleyho experiment. Všimnite si, že Michelsonov-Morleyho interferometer bol vzhľadom na Zem nehybný, pohybovalo sa iba svetlo. Autori verili, že sa im podarí zaznamenať vplyv rýchlosti Zeme V = 30 km/s vzhľadom na Slnko na odchýlku interferenčného pruhu svetla. Výpočet sa uskutočnil podľa vzorca

Očakávaný okrajový posun 0,04 nebol zaznamenaný. A z nejakého dôvodu autori nepátrali po príčine rozporu medzi teóriou a experimentom. Urobme to za nich.

Keďže fotóny majú hmotnosť, Zem je pre ne inerciálna vzťažná sústava a ich správanie sa v poli jej gravitácie by sa nemalo líšiť od správania iných telies s hmotnosťou v tomto poli, preto musíme do vyššie uvedeného vzorca dosadiť nie rýchlosť Zeme vzhľadom na Slnko (V = 30 km/s) a rýchlosť zemského povrchu (V = 0,5 km/s), ktorú tvorí rotácia okolo svojej osi. Potom očakávaný posun interferenčného prúžku v Michelson-Morleyho experimente nebude 0,04, ale oveľa menej

. (423)

Nie je preto prekvapujúce, že nástroj Michelson-Morley nevykazoval žiadne posunutie ofiny. A teraz poznáme dôvod: chýbala mu potrebná citlivosť (presnosť).

Napriek tomu Nobelov výbor udelil v roku 1907 A. Michelsonovi Nobelovu cenu „Za vytvorenie presných optických prístrojov a vykonávanie spektroskopických a metrologických štúdií s ich pomocou“. Dodávame, že chybná interpretácia Michelsonovho experimentu bola experimentálnym základom pre chybné teórie relativity A. Einsteina.

Čo keby sme však takýto experiment postavili tak, že by sa v ňom svetelný zdroj a zariadenie zaznamenávajúce posun interferenčného prúžku pohybovali (rotovali) v gravitačnom poli Zeme? V tomto prípade sa hodnoty prístrojov porovnávajú pri absencii otáčania celej inštalácie a počas jej otáčania. Okamžite je jasné, že pri absencii rotácie inštalácie sa princíp merania nebude líšiť od princípu merania v Michelson-Morleyho experimente a zariadenie nebude vykazovať žiadne posunutie interferenčných prúžkov. Ale akonáhle sa inštalácia začne otáčať v gravitačnom poli Zeme, okamžite by sa mal objaviť posun naznačeného pásu. Vysvetľuje to skutočnosť, že zatiaľ čo svetlo prechádza od zdroja k prijímaču, jeho poloha sa mení v gravitačnom poli Zeme voči zdroju a zariadenie musí zaznamenávať posunutie uvedeného pásika.

Ešte raz zdôraznime: poloha zdroja a prijímača signálov v Michelson-Morleyho experimente sa v gravitačnom poli Zeme voči sebe nemení, ale v príklade, ktorý sme opísali, áno. Toto je hlavný rozdiel medzi týmito experimentmi. Opísanú elementárnu logiku presvedčivo potvrdzuje skúsenosť Sagnaca. Výsledky jeho experimentu sú v rozpore s údajmi Michelson-Morleyho interferometra a relativisti o tejto skutočnosti mlčia a tvrdohlavo ignorujú, čím jasne demonštrujú, že vedecká pravda nemajú záujem.

Uviedli sme dostatočne silné dôkazy o chybnosti Einsteinových teórií relativity, takže mimovoľne vyvstáva otázka: ako teraz vnímať skutočnosť, že Einsteinove teórie relativity ležia v základe, ako veria relativisti, všetkých úspechov fyziky v XX. storočia? Veľmi jednoduché! Všetky tieto úspechy sú výsledkom úsilia najmä experimentálnych fyzikov, ktorí nerobili experimenty za účelom testovania fyzikálne teórie, ale s cieľom získať taký výsledok, ktorý by sa dal použiť na vojenské účely alebo v súťaži pri dobývaní trhov pre svoje produkty.

Teoretici sa, samozrejme, snažili nájsť vysvetlenie týchto úspechov, nejako ich podložiť, no tieto vysvetlenia sa ukázali ako približné a povrchné. Hlavnou prekážkou pri vysvetľovaní hlbokých základov hmoty a vesmíru bol stereotyp myslenia, ktorý vytvorili mylné Einsteinove teórie a naliehanie jeho zástancov pri obrane týchto teórií pred kritikou.

12.5. Ako sa zrodili planéty slnečnej sústavy

Rozoberme si len hypotézu o vzniku planét Slnečnej sústavy, podľa ktorej vznikli z hviezdy, ktorá preletela blízko Slnka, ktoré ju zachytilo svojim gravitačným poľom (obr. 228, a).

Ryža. 228. a) - schéma pohybu planét okolo Slnka; schémy

zapojenie hviezdy A gravitačnou silou Slnka (C)

do orbitálneho pohybu

Táto hypotéza nám umožňuje nájsť odpovede na väčšinu hlavných otázok súvisiacich so zrodom planét.

Rozbor procesu zrodu planét slnečnej sústavy začneme formuláciou hlavných otázok, na ktoré by z tejto analýzy mali vyplynúť odpovede.

1. Prečo sú dráhy všetkých planét takmer kruhové?

2. Prečo obežné dráhy všetkých planét ležia takmer v rovnakej rovine?

3. Prečo všetky planéty obiehajú okolo Slnka rovnakým smerom?

4. Prečo sú smery rotácie planét (s výnimkou Uránu) okolo ich osí zhodné so smermi ich rotácie okolo Slnka?

5. Prečo sú orbitálne roviny väčšiny planetárnych satelitov blízko ich rovníkových rovín?

6. Prečo sú dráhy väčšiny satelitov takmer kruhové?

7. Prečo väčšina mesiacov a prstenec Saturna obiehajú okolo svojich planét rovnakým smerom ako planéty okolo Slnka?

8. Prečo existuje gradient hustoty planét?

9. Môžeme predpokladať, že pravidelnosť meniacej sa hustoty planét, keď sa vzďaľujú od Slnka, je podobná zmene hustoty existujúceho Slnka, od jeho jadra k povrchu?

10. Prečo so vzdialenosťou planét od Slnka ich hustoty najskôr klesajú a potom mierne rastú?

Už sme ukázali, že vznik hlavných elementárnych častíc: fotónov, elektrónov, protónov a neutrónov je riadený zákonom zachovania momentu hybnosti (angular momentum), matematický modelčo je Planckova konštanta (219). Tento zákon sme nazvali hlavným zákonom, ktorým sa riadi formovanie hmotného sveta. Z toho vyplýva, že rovnaký zákon mal riadiť aj proces zrodu planét slnečnej sústavy. Teraz sa presvedčíme o vysokej pravdepodobnosti spojenia tejto hypotézy s realitou.

Keďže planéty nemajú priamočiare pohyby, ale rotujú voči Slnku a voči svojim osám, potom na popis týchto rotácií použijeme matematický model zákona zachovania momentu hybnosti.

A teraz formulujeme hypotézu. Planéty Slnečnej sústavy vznikli z hviezdy, ktorá preletela okolo Slnka a bola zachytená jeho gravitačným poľom (obr. 228, b, polohy: 1, 2, 3, 4, 5 ...). Keď bola hviezda ďaleko od Slnka, potom sa pri pohybe v priestore otáčala iba okolo svojej osi, ktorá bola rovnobežná (hlavne) s osou rotácie Slnka. Je celkom prirodzené, že hviezda mala svoj vlastný kinetický moment, ktorého veľkosť nám nie je známa. Vieme však, že absencia vonkajšie sily udržiaval tento moment konštantný. Keď sa priblížila k Slnku, na hviezdu začala pôsobiť gravitačná sila Slnka.

Predpokladajme, že táto hviezda preletela okolo Slnka vo vzdialenosti rovnajúcej sa vzdialenosti od Slnka k úplne prvej planéte Merkúr. Je celkom prirodzené, že gravitačná sila Slnka (obr. 228, b, polohy: 2, 3, 4 ...) vtiahla túto hviezdu do kruhového pohybu okolo Slnka. Ďalším predpokladom je, že smer rotácie hviezdy okolo svojej osi sa zhodoval so smerom rotácie hviezdy okolo Slnka. V dôsledku toho sa moment hybnosti rotácie hviezdy okolo jej osi pridal k momentu hybnosti rotácie okolo Slnka.

Keďže hviezda bola len v plazmovom stave, podobne ako Slnko menej slnka z hľadiska hmotnosti a veľkosti by sa dokázal udržať na obežnej dráhe iba vtedy, ak by odstredivá sila zotrvačnosti a gravitačná sila Slnka boli rovnaké (obr. 228, b, pozícia 5). Ak by táto rovnosť nebola, potom by sa v hviezde mohla zachovať len tá časť pevne viazanej plazmy hviezdy (obr. 228, poloha 6), ktorá zabezpečovala rovnosť medzi odstredivou silou zotrvačnosti a silou gravitácie Slnka. vytvoril prvú obežnú dráhu. Zvyšná časť plazmy hviezdy sa vplyvom väčšej odstredivej sily zotrvačnosti začala vzďaľovať od Slnka (obr. 228, pozícia 7). V procese vzďaľovania sa od Slnka sa z ustupujúcej časti hviezdy začala formovať ďalšia časť stabilnej štruktúry, ktorú gravitačná sila Slnka opäť oddelila od hviezdnej plazmy a vytvorila druhú planétu – Venušu. Postupnosť opísaných udalostí vytvorila planéty okolo Slnka.

Teraz je potrebné dokázať spoľahlivosť opísaného hypotetického scenára zrodu slnečnej sústavy. Za týmto účelom budeme zhromažďovať informácie o stav techniky planét slnečnej sústavy. V týchto informáciách je potrebné zahrnúť hmotnosti všetkých planét a ich veľkých satelitov, hustoty všetkých planét, ich polomery, ako aj polomery obežných dráh, obežné rýchlosti a uhlové rýchlosti rotácie planét vzhľadom na ich osi. Táto informácia nám umožní nájsť orbitálny moment hybnosti hviezdy v momente, keď začne rotovať okolo Slnka. Hviezda, ktorá sa vzďaľuje od Slnka v dôsledku skutočnosti, že odstredivá sila zotrvačnosti je väčšia ako sila gravitácie Slnka, zanechá na dráhach existujúcich planét toľko hmoty plazmy, koľko ju majú teraz v pevnom stave spolu s ich satelity.

Je celkom prirodzené, že celkový moment hybnosti všetkých moderných planét sa bude rovnať momentu hybnosti hviezdy v okamihu začiatku jej orbitálneho pohybu okolo Slnka (obr. 228, b, pozícia 5).

Poďme si teda dať základné informácie o Slnku a jeho planétach. Slnko má hmotnosť ... Jeho polomer je rovnaký a jeho hustota ... Uhlová rýchlosť rotácie Slnka okolo svojej osi je ... Je známe, že súčet hmotností všetkých planét a ich satelitov je takmer 1000-krát menší ako hmotnosť Slnka. Nižšie v tabuľke. 61 znázorňuje hmotnosti planét slnečnej sústavy a ich hustoty.

Tabuľka 61. Hmotnosti planét a ich satelitov a planetárne hustoty

planét	Váhy, kg	Hustota,
1. Ortuť
2 venuša
3. Pozemok
4. Mars
5. Jupiter
6. Saturn
7. Urán
8. Neptún
9. Pluto
Celkom

Základné informácie o parametroch planét sme prebrali na internete: Astronómia + Astronómia pre amatérov + Slnečná sústava + názvy planét + planéta v číslach. Ukázalo sa, že kompilátori tohto referenčné informácie urobil množstvo chýb. Napríklad podľa ich údajov sú obežné polomery Jupitera a Saturnu rovnaké, zatiaľ čo obežný polomer Neptúna vyjadrený v astronomických jednotkách sa líši od jeho veľkosti, vyjadrenej v kilometroch. Zdá sa nám, že zverejnená hypotéza zaujme astronómov - profesionálov a tí, ktorí budú mať presnejšie informácie, objasnia výsledky našich výpočtov.

Venujme pozornosť postupnosti zmien hustoty planét. Tie z nich, ktoré sú bližšie k Slnku, majú vysoká hustota... Keď sa planéty vzďaľujú od Slnka, ich hustota najskôr klesá a potom sa opäť zvyšuje. Najnižšia hustota je na Saturne a najvyššia na Zemi. Je prekvapujúce, že Slnko, ktoré je v plazmovom stave, má hustotu ( ) väčší ako Jupiter, Saturn a Urán, ktoré sú v pevnom stave.

Predpokladá sa, že Saturn pozostáva predovšetkým z pevného vodíka a hélia. V zložení Neptúna a Pluta sú okrem vodíka a hélia aj ďalšie chemické prvky.

Ak predpokladáme, že všetky planéty boli vytvorené z hviezdy, potom by mala mať gradient hustoty, približne rovnaký ako ten, ktorý vznikol v postupne vytvorených planétach. Jadro hviezdy pozostávalo z ťažších chemické prvky, ktoré sa zrodili v procese jej života a vývoja a zostúpili jej gravitačnými silami do stredu. Skutočnosť, že Saturn s najnižšou hustotou pozostáva prevažne z vodíka, vyvoláva domnienku, že vodík ako hlavný zdroj termonukleárnych reakcií obsadil stredná oblasť hviezd, v ktorých sa vyskytujú termonukleárne výbuchy... Väčšina ťažkých chemických prvkov, ktoré sa v tomto prípade rodia, sa silou gravitácie hviezdy rúti k jej jadru a menšia časť je vymrštená výbuchmi smerom k povrchu hviezdy.

Vyššie popísané nás tiež provokuje k predpokladu, že aj moderné Slnko má gradient hustoty s postupnosťou, akú má gradient hustoty postupnosti planét (tabuľka 40). Z toho vyplýva, že termonukleárne reakcie prebiehajú približne v strednej sférickej oblasti Slnka a výbežky na jeho povrchu sú dôsledkom týchto výbuchov.

Ak je opísaná hypotéza o zmene hustoty hviezdy v plazmovom stave blízka realite, potom sa rozdiel medzi odstredivou silou a gravitačnou silou Slnka, pôsobiacou na prechádzajúcu hviezdu, mal oneskoriť predovšetkým , tá časť jeho plazmy, ktorá má najvyššia hustota, čo znamená najtrvanlivejšiu väzbu medzi molekulami chemických prvkov. Ľahšia časť plazmy s menšou väzbou medzi molekulami chemických prvkov musí byť zo Slnka odstránená odstredivou silou zotrvačnosti, ktorá je väčšia ako gravitačná sila Slnka. Pravdepodobnosť takéhoto scenára potvrdzuje príliv a odliv v oceánoch Zeme, tvorený gravitačnou silou Mesiaca, ktorá je v skutočnosti ekvivalentná sile zotrvačnosti.

Voda samozrejme nie je plazma, ale jej tekutosť sa ukazuje ako dostatočná na to, aby reagovala na zmenu veľkosti gravitačnej sily Mesiaca, keď sa vzdialenosť medzi povrchom oceánu a Mesiacom zmení len o 3,3 %.

Polomery planét a polomery ich obežných dráh, ako aj uhlové rýchlosti rotácie planét voči ich osám a voči Slnku a obežné rýchlosti planét. Sú uvedené v tabuľkách 62, 63.

Tabuľka 62. Polomery planét a polomery ich dráh

planét	Polomery planét, m	Polomery obežnej dráhy, m
1. Ortuť
2. Venuša
3. Pozemok
4. Mars
5. Jupiter
6. Saturn
7. Urán
8. Neptún
9. Pluto

Orbitálne odstredivé sily zotrvačnosti a gravitačné sily Slnka pôsobiace na moderné planéty sú uvedené v tabuľke. 64. Ich rovnosť je dôkazom stability dráh (tab. 64).

Tabuľka 64. Rýchlosti planét

planét	Vlastné uhlové rýchlosti, rad/s	Orbitálne uhlové rýchlosti, rad / s	Orbitálne rýchlosti, m/s
1 ortuť
2. Venuša
3. Pozemok
4. Mars
5. Jupiter
6. Saturn
7. Urán
8. Neptún
9. Pluto

Je celkom prirodzené, že na prvej dráhe, po ktorej sa hviezda, ktorá prišla z vesmíru k Slnku, začala formovať, zostala len tá časť jej plazmy, ktorá zabezpečovala rovnosť medzi silou gravitácie Slnka a odstredivou silou zotrvačnosti. (Tabuľka 65). Je tiež zrejmé, že takéto oddelenie plazmy hviezdy sa začalo na samom začiatku jej rotácie voči Slnku, preto by sa orbitálna rýchlosť plazmy, ktorá zostala na prvej dráhe, mohla znížiť.

Tabuľka 65. Odstredivé sily zotrvačnosti a gravitačné sily

moderné planéty

planét
1. Ortuť
2. Venuša
3. Pozemok
4. Mars
5. Jupiter
6. Saturn
7. Urán
8. Neptún
9. Pluto

Je tiež prirodzené, že gravitačné sily tej časti plazmy, ktorá zostala na prvej dráhe, z nej vytvorili sférický útvar, podobný tvaru modernej planéty Merkúr (obr. 228, b, pozícia 6).

Na prvej dráhe tak zostal guľovitý útvar s dostatočne vysokou hustotou a zvyšok plazmy hviezdy sa odstredivou silou zotrvačnosti vzdialil od Slnka. V dôsledku toho z ustupujúcej plazmy gravitačné sily vytvorili druhú časť plazmy s hmotnosťou, ktorá zaisťuje rovnosť medzi gravitačnou silou Slnka a silou zotrvačnosti. Z tejto časti sa vytvorila druhá planéta Venuša a zvyšná plazma bývalá hviezda sa stále vzďaľoval od Slnka. Potom z nej vznikla naša planéta a od ustupujúcej časti zvyšku hviezdy sa oddelil ďalší objekt, ktorý dnes nazývame Mesiac. Z plazmy bývalej hviezdy tak postupne vznikali časti s vyššou hustotou.

Nastal moment, keď sa časť gule oddelila od maximálny počet vodík, ktorý zabezpečoval termonukleárne reakcie hviezdy a najskôr vznikol Jupiter a potom Saturn.

Zvyšná plazma mala menej vodíka a viac ťažších chemikálií, ktoré boli vyvrhnuté. jadrové výbuchy na povrchu hviezdy počas jej normálnej aktivity. V dôsledku toho sa zvýšila hustota najvzdialenejších planét.

Samozrejme, proces oddeľovania každej časti hviezdnej plazmy je veľmi komplikovaný. Tu pôsobia sily spojenia medzi molekulami chemických prvkov a ich zhlukmi, vnútorná sila gravitácia hviezdy, odstredivé sily zotrvačnosti rotácie hviezdy okolo jej osi, orbitálne odstredivé sily zotrvačnosti a gravitačné sily Slnka. Plazmatický stav hmoty hviezdy však vedie k tomu, že gravitačná sila Slnka oneskoruje na obežnej dráhe predovšetkým tú jeho časť, ktorá má najväčšiu hustotu, pretože sily, ktoré spájajú túto časť, sú väčšie ako sily. ktoré pôsobia v menej hustých vrstvách hviezdy. V ustupujúcej časti hviezdy si gravitačné sily opäť vytvoria jadro z tých chemických prvkov, ktoré sú bližšie k jej stredu.

Z opísanej schémy vzniku planét okamžite dostaneme odpoveď na otázku o príčinách ich pohybu v jednej rovine a zhodu ich rotácií (okrem Uránu) vzhľadom na ich osi a vzhľadom na Slnko so smerom rotácia Slnka vzhľadom na jeho os.

Je celkom prirodzené, že vznik planetárnych satelitov je dôsledkom plazmatického stavu častí hviezdy, ktoré sa vzďaľujú od Slnka. Niektoré z týchto častí boli oddelené od časti plazmy hviezdy, ktorá po uvoľnení časti zo seba a vytvorení planéty, ktorá sa vzďaľuje od Slnka, stratila časť plazmy. Fakt, že Mesiac má menšiu hustotu ako Zem, podporuje tento predpoklad.

Pokiaľ ide o spätnú rotáciu Uránu okolo jeho osi, môže to mať niekoľko dôvodov a je potrebné ich analyzovať.

Takže opísaný proces vzniku planét je možný, ak na každú dráhu dorazí časť plazmy hviezdy, ktorej odstredivá sila je väčšia ako gravitačná sila Slnka. Ako to môžem skontrolovať?

Už sme si všimli úlohu zákona zachovania kinetického momentu. Po prvé, celková hmotnosť všetkých planét a ich satelitov sa musí rovnať hmotnosti hviezdy, z ktorej boli vytvorené. Ďalej, celková hodnota momentu hybnosti všetkých existujúcich planét a ich satelitov by sa mala rovnať momentu hybnosti hviezdy v okamihu začiatku jej rotácie voči Slnku (obr. 228, b, pozícia 5). Obe tieto veličiny sa dajú ľahko vypočítať. Výsledky týchto výpočtov sú uvedené v tabuľkách 65-66. Musíme len vysvetliť metodológiu týchto výpočtov.

Tabuľka 65. Kinetické momenty moderných planét

planét	Vlastná vôľa. momenty,	Orbital bude hádzať. momenty,
1. Ortuť
2. Venuša
3. Pozemok
4. Mars
5. Jupiter
6. Saturn
7. Urán
8. Neptún
9. Pluto

Informácie uvedené v tabuľke. 40, získané z referenčných údajov pre planéty slnečnej sústavy. Hodnoty uhlových rýchlostí rotácie planét okolo ich vlastných osí a okolo Slnka (tabuľka 63), ktoré sú potrebné na výpočet uhlovej hybnosti rotácie planét okolo ich osí a okolo Slnka, boli prevzaté z internetu. .

Tabuľka 66. Kinetické momenty moderných planét

planét	Orbital bude hádzať. momenty,	Generál bude hádzať. momenty,
1. Ortuť
2. Venuša
3. Pozemok
4. Mars
5. Jupiter
6. Saturn
7. Urán
8. Neptún
9. Pluto
Celkom

Venujme pozornosť skutočnosti, že planéty majú tvary blízke guľovému tvaru, preto ich momenty zotrvačnosti vzhľadom na ich rotačné osi sú určené vzorcom ... Ďalšia dôležitá informácia (tabuľka 65): orbitálny moment hybnosti všetkých planét je o niekoľko rádov väčší ako ich uhlový moment okolo ich osí. Výsledkom je, že na približné výpočty stačí zobrať celkové kinetické momenty všetkých planét rovné ich orbitálnym hodnotám.

- dôležitý pre rozvoj teórie relativity je experiment, pri ktorom sa nezistil pohyb Zeme voči éteru. Experiment uskutočnili v roku 1887 Albert Michelson a Edward Morley. Ocenený bol Albert Michelson nobelová cena vo fyzike za rok 1907 so znením: „na vytváranie presných prístrojov a vykonávaných s ich pomocou spektroskopické a metrologické štúdie“, kde sa tento experiment priamo nezmieňuje, ale spomína sa naň vynájdené zariadenie.
Schematické znázornenie pohybu Zeme v hypotetickom prúde éteru. S vytvorením elektrodynamiky na konci 19. storočia sa verilo, že elektromagnetické vlny a následne aj svetlo sa šíria v špeciálnom beztiažovom elastickom prostredí, ktoré sa nazývalo éter. Keďže sa Zem pohybuje okolo Slnka rýchlosťou nad 30 km/s, vyvstali dve možnosti: buď sa pohybuje vzhľadom na éter, alebo čiastočne zachytáva éter a ťahá ho so sebou. Spočiatku si experiment dal za úlohu tieto hypotézy otestovať.
http: //site/uploads/posts/2011-02/1297963534_2%28en%29.svg.png Schéma pohybu lúčov v Michelsonovom interferometri Moderný interferenčný obrazec v podobnom experimente s použitím červeného lasera. Vedci stáli pred úlohou vynájsť nástroj, ktorý by bol dostatočne citlivý na pohyb éteru voči Zemi. Tento prístroj sa teraz nazýva Michelsonov interferometer. V interferometri sa počiatočný svetelný lúč rozdelí na dva pomocou polopriepustného zrkadla a potom sa tieto dva lúče, ktoré prekonali inú dráhu, spoja a interferujú. Štúdiom interferenčného vzoru je možné vyvodiť záver o rozdiele v optických dráhach medzi týmito dvoma lúčmi.
Ak sa Zem pohybuje vo vzťahu k éteru, potom by lúč kolmý na pohyb Zeme a lúč rovnobežný s pohybom Zeme musel vidieť pohyb éteru rôznymi spôsobmi, a preto by musel prejsť inou optickou dráhou. cesta. Rotáciou interferometra by sa teda interferenčný obrazec mal zmeniť.
V roku 1881 Michelson v Nemecku uskutočnil takýto experiment a zaznamenal menšiu, ako sa očakávalo, zmenu v interferenčnom vzore, ale potom malo jeho zariadenie chybu, ktorá bola stále príliš veľká na to, aby mohla niečo tvrdiť.
Michelson skonštruoval presný interferometer v USA na University of Western Reserve spolu s Morleym. Dĺžka ramena interferometra bola 11 m. Zariadenie bolo umiestnené v v interiéri v suteréne kamennej budovy, do zeme, čím sa znížia možné teplotné účinky a vibrácie. Aby sa vibrácie ešte viac znížili, interferometer bol namontovaný na obrovský blok mramoru, ktorý bol umiestnený v bazéne naplnenom ortuťou. Podľa výpočtov mali vidieť vplyv pohybu Zeme voči éteru.
Pri úplnej rotácii mramorového bloku pomocou interferometra by sa interferenčný obrazec mal pravidelne meniť s dvoma vrcholmi a dvoma poklesmi na dvor. Navyše, keďže sa Zem otáča okolo svojej osi, fáza týchto periodických zmien sa musela meniť v závislosti od dňa alebo noci.
Experiment neodhalil očakávanú zmenu interferenčného vzoru. Výtlak, ktorý sa očakával za predpokladu, že éter nie je vôbec unášaný Zemou, by mal byť podľa výpočtov 0,4. Experiment ukázal, že nepresahuje 0,01. Keďže tento posun je úmerný druhej mocnine rýchlosti, Michelson a Morley vo svojom článku v American Journal of Science dospeli k záveru, že rýchlosť Zeme vzhľadom na éter môže byť 1/6 a určite menej ako 1/4. rýchlosti Zeme je možné vidieť zo Slnka. Keďže nameraná hodnota posunutia obrazu ležala v rámci experimentálnej chyby, môže sa stať, že rýchlosť Zeme voči éteru je vo všeobecnosti nulová.
Tento záver bol v súlade so Stokesovou hypotézou, že éter je unášaný Zemou. Hendrik Lorentz však v roku 1886 ukázal, že Stokesova hypotéza je rozporuplná. Výsledok experimentu teda nenašiel uspokojivé vysvetlenie. Riešenie problému prišlo až po vytvorení teórie relativity Albertom Einsteinom.