Mekkora sebességgel csapódik a szemünkbe a csillagok fénye?

> Viszont a kérdés még mindig nyitott. Még mindíg nem nagyon akar meglenni a kérdésre szemléletes válasz. Az hogy az érkező fény sebessége miért állandó.

Erre nehéz elméleti megfontolást adni. Két dologból tudjuk ezt:

1. A mérések azt mutatták, hogy állandó. Mikor a fény sebességét kezdték mérni, akkor felvetődött a kérdés, hogy mégis mihez képest halad a fény akkora sebességgel, amilyennel. Bizonyára van valami közeg, ami más kölcsönhatásban nem vesz részt, de a fény ehhez a közeghez, kvázi mint abszolút viszonyítási rendszerhez képest halad adott sebességgel. Hipotetikusan ezt el is nevezték éternek, és mindjárt jött a második kérdés, ha van ez az éter, akkor a Föld milyen sebességgel halad ehhez képest. Ezt volt hivatott megmérni a Michelson–Morley-kísérlet, ami negatív eredményt adott, azaz 0-t mért. De nullát mért reggel és este, télen és nyáron (ugye a Föld forog a tengelye körül, meg kering a Nap körül, így a Földhöz rögzített kísérleti eszköz mindig más és más irányú és nagyságú sebességgel rendelkezik, a Naprendszerhez viszonyítva). Elég abszurd kicsi valószínűségű véletlen lenne, hogy pont a Föld az, ami áll ezen abszolút viszonyítási rendszerhez képest, de még ezt sem zárták ki teljesen, pl. megmérték ugyanabban az időpontban két berendezéssel is az éterhez viszonyított sebességet úgy, hogy a két berendezés mozgott egymáshoz képest, és így is nullás eredmény jött ki, magyarán a newtoni fizikában ez azt jelentené, hogy mindkét berendezés áll az éterhez képest, ami nyilván lehetetlen, hiszen egymáshoz képest mozog a kér mérőeszköz. Így hát az éter és az abszolút viszonyítási rendszer hipotézisét ki lehetett dobni a kukába.

(Megjegyzés: azért nem múlt el teljesen nyomtalanul az éter hipotézise, az ezoterika, mint ahogy a legtöbb fizikai újdonságra lecsapott és beépítette az „elméletébe”. Illetve ma is elhangzik néha a rádióban, hogy „Most az X zene szól az éter hullámain.”)

A kísérlet nem is a fény sebességét, hanem annak változását mérte valójában, egy interferenciaképpel, ami nagyon kis sebességre is érzékeny kellett volna, hogy legyen.

1.b. A fény sebességét többféle méréssel is megmérték már, csillagászati módszerrel is, Földi körülmények között is, ezeknek a méréseknek a megismétlése mozgó mérőeszköz esetén is ugyanannyit mért. Valahogy akárhogy is akartuk – és akartuk –, a fény sebességét nem tudtuk nem fénysebességűnek mérni.

(Megjegyzés: Nem szabad összekeverni a fény sebességét és a fénysebességet. Az előbbi a fény, mint elektromágneses hullámnak a tényleges terjedési sebessége, ami megfelelő közegben makrofizikai szinten függ a közegtől, nyilván ezt tanultuk is optikában, fénytörés, stb…. A fénysebesség meg egy határsebesség a relativitáselméletben. Az más kérdés, hogy a fénysebességnek – azaz a határsebességnek – a koncepciójára épített relativitáselméletből az jön ki, hogy tömeggel nem rendelkező részecskék csak és kizárólag fénysebességgel tudnak haladni vákuumban, az egy másik kérdés, pont ezért egyezik meg vákuumban a fény terjedési sebessége a fénysebességgel.)

2. A másik fejlemény az volt, mikor megalkották az elektromágneses kölcsönhatást leíró egyenleteket, a Maxwell-egyenleteket. Ezeknek az egyenleteknek a mélyén volt egy sebesség, egy konstans sebesség, ami az elektromágneses hullámok terjedési sebessége. Oké, csak a sebesség a newtoni fizikában is relatív volt, akkor mi ez a konstans sebesség? Az meg ugye nem lehet, hogy az egyik megfigyelő azt látja, hogy van mágneses tér, és ebből fakadó mágneses vonzás, a másik megfigyelő számára viszont nincs. Ezzel a konstans sebességgel nem tudtak mit kezdeni, mikor a mechanika eszközein keresztül próbálták alkalmazni a Maxwell-egyenleteket. De a mérések azt mutatták mégis, hogy a Maxwell-egyenletek helyesen írják le az elektrodinamika jelenségeit. Ugye kiderült, hogy a fény is elektromágneses hullám, így a Maxwell-egyenletből következő terjedési sebesség tulajdonképpen az, amit fénysebességnek hívunk.

És ugye mint tudjuk, a fizika a valódi világ összefüggéseit modellezi mindenféle képletek segítségével. Ha valódi világ megfigyelései alapján a fénysebesség állandó és független a viszonyítási rendszer sebességétől, akkor kénytelenek vagyunk ebből a tényből kiindulva fizikát alkotni, akár tetszik ez a józan észnek, akár nem, akár kellően egyszerű ez a józan ész számára, akár túl komplex ahhoz, hogy elsőre megeméssze.

~ ~ ~

A két különböző forrásból származó furcsaságról, a newtoni fizika szemüvegén keresztül nézve paradoxonról volt szó. Einstein ezt a paradoxont próbálta feloldani, szigorúan csak abból kiindulva, hogy a fénysebesség valóban állandó, függetlenül a viszonyítási rendszertől. A problémát nagyon egyszerűen, geometriai megközelítésben írta le. Ezt most nem fejtem ki, sokat kellene rajzolgatni hozzá, de szerencsére megtették ezt mások helyettem. Ha érdekel, itt egy videó:

[link]

Oké, tábla nem zöld, hanem fehér és nem krétanyomok, hanem pixelek vannak rajta, de alapvetően mégis csak az általad áhított táblán krétával való megközelítés. Jó, kicsit hosszú, viszont cserébe nagyon szájbarágós. 1:12:55-től kezdődik, 1:25:53-tól kezdődik ténylegesen a koordináta rendszerekkel történő játszadozás, 1:32:35-től mutatja meg, hogy a newtoni fizikában használt transzformációban miért nem lehet két egymáshoz mozgó megfigyelő számára valaminek a sebessége ugyanannyi. 1:36:28-tól látható annak a transzformációnak a geometriai értelmezése, amivel Einstein feloldotta ezt a problémát.

Tudom nem fair egy fél órás anyagot belinkelni, de ha valóban érdekel az, hogy hogyan jutottunk el, milyen megközelítéssel a megfigyelésektől egy azt leíró konzisztens matematikai modellig, akkor érdemes végignézni. Meg úgy az egész videót tudom ajánlani, ha a relativitáselmélet kérdéseiről annak ismeretében és nem látatlanul akarunk beszélgetni.

~ ~ ~

Mindenesetre Einstein feloldotta az ellentmondást, megszületett a speciális relativitáselmélet. Abból meg származott egy csomó következtetés, amit később ki is mértek, tehát a modell helyesen írja le a valóságot. Sőt ha van fizikai modell, ami a legtöbb kísérletet, igazolást, próbált kiállta az a relativitáselmélet. Az F=m*a, vagy az E = 1/2 * m * v² képletét nem igazolja annyi megfigyelés, mint a relativitáselméletet.

Köszönöm a küldött videót de Dávid Gyula valamennyi elérhető anyagát már részleteiben is számtalanszor kielemeztem sőt élő előadásán is voltam már. Az M-M kísérletről szükségtelen mégegyszer ugyanazt leírnom amit a kérdés eredeti feltevője is megtett. Ha viszont említettem akkor az M-M kísérletről csak annyit, hogy a kísérlet mindössze annyit bizonyított, hogy akárhány fényforrás mozoghat akárhogy egymáshoz és bármihez képest mert az összes fény az összes forrásától minden irányban mindig egyforma sebességgel távolodik. (Ez tehát eddig rendben is van.) Ezért vetették el az olyan abszolút álló rendszer teóriájat amely rendszerhez képest terjedne a fény. Viszont ez a dolog semmi esetre sem magyarázhatja meg a fény érkezési sebességének a változatlanságát (hogy az „állandó" szót ne mondjuk már annyiszor).

Valójában nem tudom, hogy egyáltalán miért hoztad fel az M-M kísérletet amikor már ezerszer ki lett vesézve.