Tradus de SaDAng 1

Experimentul Morley Michelson – sau cum a fost trasată întunecata eră actuală, de

analiza convenţională eronată a acestui infam experiment.

Experimentul Michelson-Morley a fost realizat în anul 1887 cu scopul definitiv de a detecta (destul de prost gândit) conceptul de vânt eteric. Dar experimentul a fost apt mai mult să stabilească defapt dacă există asemenea lucruri, ca mişcare absolută şi spaţiu absolut. Pentru cei cu o cunoaştere limitată a aspectelor legate de experiment, paragrafele de mai jos ar trebui să le fie de ajutor.

Teoriile fizice de la sfârşitul secolului 19 postulau că, aşa cum undele din apă au un mediu prin care să se propage (apa), şi undele sonore necesită un mediu prin care să se propage (cum sunt aerul sau apa), la fel şi lumina necesită un mediu, “eterul luminiscent”. Deoarece lumina se poate deplasa prin vid, s-a presupus că vidul conţine mediul pentru lumină. Deoarece viteza luminii este atât de mare, conceperea unui experiment care să detecteze prezenţa şi proprietăţile acestui eter au necesitat o considerabilă ingeniozitate.

Pământul călătoreşte distanţe uriaşe pe orbita sa în jurul Sorelui, la o viteză de aproximativ 30Km/s sau altfel spus 108,000 Km/h. Soarele însuşi călătoreşte în jurul Centrului Galactic la o viteză şi mai mare, şi există şi alte mişcări la nivele mai mari ale structurii universului. Deoarece Pământul este în mişcare, se aştepta ca, curgerea eterului în jurul Pământului să producă un “vânt eteric” detectabil. Deşi ar fi posibil, în teorie, ca mişcarea Pământului să se potrivească cu cea a eterului la un moment dat, nu era posibil pentru Pământ să rămână nemişcat faţă de eter tot timpul, datorită variaţiei direcţiei şi vitezei de mişcare.

În orice punct de pe suprafaţa Pământului, mărimea şi direcţia vântului ar varia cu perioada din zi şi sezon. Prin analiza vitezei luminii returnate în diferite direcţii la diferiţi timpi, s-a crezut că este posibil să se măsoare mişcarea Pământului faţă de eter.

Michelson a avut o soluţie la problema cum să construiască un dispozitiv suficient de precis pentru a detecta curgerea eterului. Dispozitivul pe care acesta la conceput, cunoscut mai târziu ca interferometru, trimitea o singură sursă de lumină printr-o oglindă pe jumătate argintată care era utilizată pentru împărţirea acesteia în două fascicule, care călătoreau la un unghi drept unul faţă de celălalt. După ce treceau de oglindă, fasciculele călătoreau până la capătul braţului, unde erau reflectate înapoi în mijlocul unor mici oglinzi. Apoi acestea se recombinau pe cealaltă faţă a oglinzii pe jumatate argintată într-un telescop, producând un model de interferenţă constructivă şi distructivă, bazat pe timpul consumat pentru

http://www.jaccuse.info

2 Tradus de SaDAng

parcurgerea lungimii braţelor. Dacă Pământul călătoreşte prin eter, un fascicul mişcându-se înainte şi înapoi paralel cu mişcarea eterului ar trebui să ia mai mult timp decat un fascicul reflectat perpendicular pe direcţia de mişcare a eterului, deoarece timpul câştigat prin călătoria pe direcţia vântului eteric este mai mic decât timpul pierdut prin călătoria împotriva vântului eteric. Rezultatul ar fi trebuit să fie o întârziere pentru unul din fasciculele de lumină, care putea fi detectată când fasciculele erau recombinate, datorită interferenţei. Orice uşoară schimbare în timpul consumat ar trebui apoi să fie observant ca o deplasare a franjelor de interferenţă.

Paragrafele de mai sus sunt din Wikipedia, unde poţi de asemenea găsi o analiză convenţională detaliată a experimentului. În cele ce urmează eu voi utiliza de asemenea o analiză convenţională a experimentului Michelson-Morley, scrisă de Isaac Asimov. Motivul pentru care utilizez această descriere particulară este dublu: Primul, deoarece descrierea lui Asimov se potriveşte mai bine scopurilor mele (de a căuta mişcarea şi spaţiul absolut); şi al doilea, deoarece în descrierea lui Asimov am găsit o frumoasă “alunecare a limbii” despre modul în care bunul simţ a fost deposedat de sensul său real de către o presupunere proastă, o vedere dogmatică, şi o teribilă traducere matematică. Înainte de a ajunge la aceasta, vreau să-ţi arăt mai jos o animaţie cu o imagine de bază a interferometrului utilizat în experiment. (Interferometrul meu poate arată diferit de cel al lui Michelson, dar cu toate acestea, el conţine toate caracteristicile relevante ale interferometrului original. În animaţia de mai jos S este sursa de lumină, cele două M sunt două oglinzi, şi cei doi d reprezintă lungimea braţelor interferometrului. Restul animaţiei se explică singură foarte uşor, aşa că nu voi mai zice nimic despre aceasta.)

http://www.jaccuse.info/images/MM.swf

Tradus de SaDAng 3

În analiza experimentului ar trebui să evaluăm individual cele două căi parcurse de fasciculele de lumină. Astfel, în cazul în care lumina este emisă în direcţia de mişcare a Pământului, de la sursa S către oglinda M pe distanţa d, lumina călătoreşte la viteza c plus viteza Pământului. Acesta este primul drum al călătoriei, şi matematic este exprimat astfel: d/(c+v). Al doilea drum al acestei călătorii (paralele) are loc de la oglinda M înapoi la sursa S, pe distanţa d. În acest caz, oricum, lumina călătoreşte la viteza c minus viteza Pământului v. Matematic acest al doilea drum al călătoriei este exprimat astfel: d/(c-v). În continuare cu cuvintele lui Asimov:

Timpul total al călătoriei dus-întors este:

Combinând algebric termenii, obţinem:

Acum să presupunem că fasciculul de lumină este emis la o oglindă aflată la aceiaşi distanţă dar la un unghi drept faţă de mişcarea Pământului prin eter. Fasciculul de lumină este emis din S (sursa) către M (oglinda) pe distanţa d. Oricum, pe durata timpului până când lumina ajunge la oglindă, mişcarea Pământului a deplasat oglinda din M în M’, aşa că traseul real parcurs de fasciculul de lumină este de la S la M’.

http://www.jaccuse.info

4 Tradus de SaDAng

Această distanţă o denumim x, şi distanţa de la M la M’ o denumim y (vezi desenul de mai sus). Pe durata cât lumina se deplasează pe distanţa x la viteza c, oglinda se deplasează pe distanţa y la viteza de mişcare a Pământului. Deoarece amandouă, lumina şi oglinda ajung la M’ simultan, distanţa parcursă trebuie să fie exact proporţională cu respectivele viteze. Astfel:

Acum putem afla valoarea lui x utilizând teorema lui Pitagora... în triunghiul dreptunghic SMM’ substituim pe y cu vx/c:

Tradus de SaDAng 5

Lumina este reflectată de la oglinda M’ la sursă, care între timp a parcurs distanţa până la S’. Deoarece distanţa SS” este egală cu SS’, distanţa M’S” este egală cu x. Traseul total parcurs de fasciculul de lumină este astfel:

Timpul necesar fasciculului de lumină să străbată această distanţă la viteza c este:

Cum se compară această valoare cu timpul necesar luminii să parcurgă traseul dus-întors în direcţia de deplasare a Pamântului? Să divizăm timpul din cazul paralel cu timpul din cazul perpendicular...:

Acum, orice număr divizat de rădăcina lui pătrată dă aceiaşi rădăcină pătrată ca şi coeficient... Aşa că ultima ecuaţie se simplifică la:

http://www.jaccuse.info

6 Tradus de SaDAng

Această expresie poate fi mai departe simplificată dacă multiplicăm numărătorul şi numitorul (ca mai jos):

Şi iată-ne ajunşi aici. Acesta este raportul de timp necesar luminii în direcţia de deplasare a Pământului comparată cu timpul necesar pentru direcţia perpendiculară la deplasarea Pământului. Pentru orice valoare a lui v mai mare decât zero, expresia de mai sus este mai mare decât 1. Astfel, dacă Pământul se deplasează printr-un eter nemişcat, ar trebui să îi ia mai mult timp luminii în direcţia de deplasare a Pământului decât pe direcţie perpendiculară. (De fapt, mişcarea paralelă ar lua timpul maxim iar mişcarea perpendiculară timpul minim.) Michelson şi Morley au realizat experimentul lor pentru a încerca să detecteze diferenţa direcţională de timp a luminii. Prin încercarea fasciculului de lumină în toate direcţiile, şi măsurând timpul de întoarcere cu interferomentrul lor incredibil de delicat, au considerat că ar trebui să obţină diferenţele în viteza aparentă...

Ei nu au găsit nici o diferenţă în viteza luminii prin schimbarea direcţiei! Cu alte cuvinte, viteza luminii a fost mereu egală cu c, indiferent de mişcarea sursei – o clară contradicţie cu legea mişcării a lui Newton. În încercarea de a măsura mişcarea absolută a Pământului, Michelson şi Morley, au reuşit astfel nu doar să pună la îndoială existenţa eterului, cât şi a întregului concept de nemişcare absolută şi mişcare absolută, pe baza însăşi a sistemului Newtonian despre univers. (I. Asimov – Noul ghid de ştiinţă a lui Asimov, paginile 811-814)

Rezultatele experimentului au generat un raţionament şi o dezvoltare teoretică liniară ulterior, care eventual a atins maximul cu crearea de către Einstein a filozofiei relativiste. Astfel, urmând calea deschisă de experimentul lui Michelson-Morley, în 1893...

... fizicianul irlandez George Francis FitzGerald a venit cu o nouă explicaţie pentru rezultatele negative ale experimentului lui M-M. El a sugerat că toată materia se contractă în direcţia de deplasare şi că mărimea contracţiei creşte cu rata de mişcare. Conform acestei interpretări, interferometrul este mereu scurtat în direcţia de mişcare “reală” a Pământului cu o mărime care compensează exact diferenţa în distanţă pe care fasciculul de lumină trebuie să-l parcurgă. Mai mult decât atât, toate dispozitivele posibile de măsurare, incluzând organele umane de simţ, ar fi “scurtate” în acelaşi mod, astfel încât scurtarea nu poate fi în nici un fel măsurată.

Tradus de SaDAng 7

Apoi:

Fizicianul olandez Hendrik Antoon Lorentz a dus curând idea lui FitzGerald un pas mai departe. Gândindu-se la razele catodice, la care Lorentz lucra în acel timp, el a motivat că dacă sarcina unei particule încărcate era comprimată într-un volum mic, masa particulei ar creşte. Prin urmare o particulă zburătoare scurtată în direcţia de deplasare a acesteia de contracţia FitzGerald ar trebui să-şi mărească masa.

Până când, în final:

Einstein a introdus o a doua idee importantă în teoria sa specială a relativităţii: aceea că viteza luminii în vid niciodată nu variază, indiferent de mişcarea sursei acesteia. În viziunea lui Newton despre univers, un fascicul de lumină de la o sursă deplasându-se către observator, ar trebui să se mişte mult mai repede decât una de la o sursă care se deplasează în oricare altă direcţie. În viziunea lui Einstein, aceasta pare să nu se întâmple, şi de la această presupunere el a fost capabil să dezvolte ecuaţiile Lorentz-FitzGerald. El a arătat că creşterea masei odată cu viteza, pe care Lorentz a aplicat-o doar particulelor încărcate, poate fi aplicată tuturor obiectelor din orice categorie. Einstein a raţionat mai departe că creşterea în viteză nu doar că scurtează lungimea şi creşte masa, dar de asemenea încetineşte ritmul timpului; cu alte cuvinte, ceasurile ar încetini, împreună cu scurtarea reperelor. (I. Asimov – Noul ghid de ştiinţă a lui Asimov, paginile 352-357)

Şi aceasta este – dezvoltarea teoretică care a urmat experimentului lui Michelson-Morley. Conform instituţiei convenţionale, drumul de la experimentul lui Michelson-Morley până la crearea relativităţii a fost unul natural, şi un sensibil progres care a culminat cu viziunea lui Einstein. Teoria specială a relativităţii a devenit una dintre cele mai preţioase bijuterii în coroana fizicii, şi astfel aceasta a domnit absolut aproape peste un secol. Cei mai mulţi fizicieni, care sunt relativişti înveteraţi, nu se mai îndoiesc de teoria specială a relativităţii – în ciuda multelor aparente ciudăţenii. Dar, în ultimii patru sau cinci ani, un mic numar de fizicieni convenţionali au găsit necesitatea (şi curajul) să se îndoiască de validitatea absolută a primei teorii a relativităţii a lui Einstein. Unul dintre ei, Lee Smolin, crede de exemplu, că teoria specială a relativităţii trebuie să fie schimbată, cumva, (deşi nu pare să ştie exact cum poate fi aceasta făcută, sau ce anume trebuie schimbat). Totuşi, este clar faptul că fizicieni ca Lee Smolin sunt aşa de puţini în acest timp, că teoria specială a relativităţii ar trebui să se bucure încă de statutul său absolut pentru o vreme.

Teoriei speciale a relativităţii i s-au opus cu toate acestea, mulţi oameni, încă de la începuturile ei, şi această realitate se mai manifestă încă şi astăzi. Fizicienii convenţionali pot să strige tot ceea ce vor despre validitatea “irefutabilă” a teoriei, realitatea este că din ce în ce mai mulţi oameni nu mai sunt fascinaţi de imaginea bombastică desenată de relativişti. În schimb numărul celor care întreabă: “Ce tot spuneţi, Domnilor Fizicieni?” creşte. La care, desigur, relativiştii zilelor noastre pot doar să răspundă cu aceleaşi argumente şi cu aceiaşi imagine mentală utilizată de relativiştii de la începuturile secolului douăzeci. Nu s-au schimbat prea multe în povestea relativităţii, cu excepţia unor noi “peticeli” care erau necesare. De exemplu, Einstein a admis că viteza cunoscută a luminii nu va fi niciodată

http://www.jaccuse.info

8 Tradus de SaDAng

înlocuită. Această presupunere a trebuit păstrată, altfel lucrurile ar fi putut fi trimise înapoi în timp. Dar realitatea de fapt este că viteza luminii a fost înlocuită (şi în cel mai rău dintre scenariile posibile, sub forma unui semnal de netăgăduit)! Aşa că, relativiştii noştri nu au nici o şansă decât să peticească, cumva, teoria. La final, nimeni nu este destul de sigur dacă acea gaură particulară în teoria specială a relativităţii a fost „peticită”, deşi poţi paria şi ultimul bănuţ că nici un relativist nu va accepta că “gaura” există încă şi poate fi văzută de toţi! De fapt nimeni nu este destul de sigur cum relativiştii pot susţine că nu există alte “găuri” în teoria specială a relativităţii (sub forma gemenilor şi paradoxurile ceasului). Voi reveni la aceste subiecte puţin mai tărziu. În continuare, oricum, vom re-evalua experimentul Michelson-Morley din perspectiva “bunului simţ”.