Miért kellett az éter a fény sebességének meghatározásához?

Ugye pont az a lényeg, hogy végül nem kellett…

Úgy dióhéjban az volt a sztori, hogy felfedezték, hogy az elektromágneses hullámok (beleértve a fény) viselkedését is egy hullámegyenlet írja le, mint például ahogy a megpendített húr kitérését, és akkor természetesen adta magát a gondolat, hogy talán akkor az elektromágneses hullámok terjedéséhez is szükség lehet valamilyen közegre (ami a húr esetén maga a húr, ugye, vagy a hang esetén a levegő/víz). Ezt nevezték el éternek, és kezdték el kutatni, hogy tényleg létezik-e.

Persze sejtették, hogy nem szükséges a világ leíráshoz (ami lényegében azt jelenti, hogy nem létezik), de valaminek a nemlétezését bizonyítani nehéz, mi van, ha csak rossz helyen keressük. Szóval igen, valóban úgy kezdték, hogy megmérték a Föld keringésével megegyezően és ellentétesen (a forgáshoz nem biztos, hogy elég pontosan tudták mérni a fény sebességét, ugye az 2 nagyságrenddel kisebb korrekciót ad, mint a Nap körüli keringés: 30 vs 0,5 km/s), és látták, hogy a fény sebessége ettől független. De ekkor jött egy okostojás, hogy de mi van akkor, ha ez az éter valamiért tapad a Földhöz (például ahogy a levegő, ugye az se folyamatosan 460 m/s-mal fúj az Egyenlítőn), akkor a Föld mindig áll hozzá képest, és nem is várnánk, hogy más lesz a fény sebessége, hiába a két ellentétes irányba halad a Föld, az éter együtt mozog vele. És erre kellett egy kompakt kísérlet, aminek az eredménye függ attól, hogy két, különböző irányban, de egy helyen milyen gyorsan halad a fény.

Ez a történet így rám ragadt idővel különböző forrásokból, de valószínűleg Simonyi Károly 'A fizika kultúrtörténete' című könyvében elég jól le kell legyen írva.

a gond ott volt, hogy addig nem ismertek olyan hullámot, aminek ne lett volna közvetítő közege.

a "sima" hullámnál a víz, a hangnál a levegő, rezgő húr stb.

csak olyat láttak korábban, ahol ugyan a rezgés az információ, de van valami ami rezeg.

a fény esetében azonban látszólag nem volt ilyen. csakhogy (addigi) ismereteik alapján kellett volna, hogy legyen.

ezt a közeget, ami rezeg ahhoz, hogy a fény legyen nevezték éternek.

a Michelson-Morley féle kísérlet eredeti célja az volt, hogy a éter tulajdonságait meghatározza.

A relativitáselméletet direkt így is tanítják. Hogy kimérték kísérletileg hogy a fény terjedése minden inerciarendszerben azonos, és ebböl kiindulva születik meg a speciális relativitáselmélet. Ha pedig belevesszük a gravitációt, akkor lesz az általános.

Ezek az elméletek, ahogy a fizikai elméletek nagy része, egyáltalán nem csak úgy a semmiböl jott. Álltalában van egy kisérlet, ami az elözö elméleteket megcáfolja, és akkor kell egy új elméletet létrehozni, ami határesetben visszaadja az elözö elméletet, és megmagyarázza a kísérletet.

A speciális relativitáselmélet alapján a fénysebesség minden inerciarendszerben állandó, tehát egyezik az új kísérlettel, és ha vesszük az alacsony sebességü határértéket, akkor visszakapjuk a klasszikus kinematikát.

Ha van éter, akkor mindent lehet ahhoz viszonyítani. Akkor pedig nem mindegy, hogy hogyan mérünk. De hát éppen az jött ki, hogy mindegy, vagyis hogy nincs abszolút fix pont. Ha mindegy, akkor nem lehetséges abszolút viszonyítási pont (közeg), azaz éter.

Nem következett. Azt régóta tudták, hogy a fizikai törvények csak megfelelő értelmezési tartományban érvényesek. Ez a tartomány néha a teljes univerzum, máskor meg nem. Például a fizikai erő törvénye általában érvényes, de van másféle erő is, és ha az az erő a fizikai erő mérettartománya közelében van, akkor a Newton törvény például nem érvényes abban az értelemben, hogy csak fizikai erőt számolunk. Akkor már a többit is kell számolni, csak azokra más szabályok érvényesek, ezért ilyenkor az összes erőt és szabályát használni kell.

“ Miért következett abból, hogy nincs éter, hogy az addigi fizikai törvények nem megfelelőek mindenre?”

Amiatt mert az addigi törvények azt mondták, hogy a fénysebesség az ugyanolyan mint a többi sebesség, és így más más inerciarendszerben, más lesz a nagysága. És mivel ennek ellentmondott a mérés, emiatt lehet tudni hogy az elmélet ami ezt állítja ekkora sebességnél nem igaz.

Egyébként a Maxwell egyenletek se transzformalodnak Galilei transzformacio szerint, a newton egyenletek pedig igen, emiatt tudtam mar az emberek hogy valami baj van. Es a specrel megjavitotta ezt a bajt.

Az abszolút viszonyítási pont arra volt jó régen, hogy hozzá képest mindent lehetett mérni, így mindent (a sebességet is) sorba lehetett rakni.

Ha feltételezzük, hogy minden sebességet így kell kiszámítani, akkor vegyünk (ahogy te is) két vonatot egymás mellett. Ha ugyanabban az irányban egyik százzal, másik háromszázzal megy, akkor bárki (akármelyik vonatban vagy a fa mellett) kiszámíthatja a relatív sebességet. És kijön, hogy ez kétszáz. Ha ellenkezőleg mennek ugyanennyivel, akkor meg kijön, hogy négyszáz.

Nem is volt probléma míg a fényt nem méregették. Ott azonban az derült ki, hogy "nincs fa"!!! Ugyanis hiába mondták, hogy egy irányba fénysebesség mínusz kétszá, ellenekző irányban viszont fénysebesség plusz kétszáz, nem ezt mérték. Mindig pont fénysebesség volt.

Ekkor jött Einstein, és megtette, ami a #9 vázolt. Fa nélkül. Más szavakkal, a természetben nincs abszolút viszonyítási pont.

Az érdekesség, hogy ezt már az ókorban is tudták, csak az oka nem volt ismert. A történet szerint Archimédész (mint geométer) volt a szicíliai görög közösség fő védője, mikor a rómaiak Szirakúzát támadták a tengerről. Mikor a heves ostrom közben szemére hányták, hogy nem elég hatékony, azt válaszolta: adjatok egy fix pontot a világegyetemben, és egymagam elintézem az egész római flottát.