1 Tradus de SaDAng

Analiza “de bun simț“ a experimentului MM (Sau cum să schimbăm mult așteptată

paradigmă relativistă seculară, care încă constrânge evoluția fizicii)

Am zis mai devreme că unul din motivele pentru care prefer descrierea experimentului Michelson-Morley făcută de Asimov a fost ceea ce eu cred că reprezintă “alunecarea de limbă” din partea acestui autor. Acum este un moment propice să relev acest aspect.

O amplă descriere a experimentului, făcută de Asimov, se află chiar la sfârșitul cărții lui (Noul Ghid de Știință al lui Asimov are aproape 1000 de pagini). Un sumar al punctelor principale ale experimentului, sunt prezentate la pagina 350. Și în acel sumar am citit următoarele:

Dacă Pământul se mișcă printr-un eter imobil, Albert Michelson a raționat [înainte de a face experimentul], că un fascicul de lumină emis în direcția de mișcare a acestuia și reflectat înapoi, ar trebui să călătorească o distanță mai scurtă decât unul emis la unghi drept și reflectat înapoi.

Raționamentul inițial al lui Michelson a fost clar unul “de bun simț”. Trebuie să explic de ce? Nu, nu cred. Acest raționament este atât de comun încât aproape oricine ar trebui să ajungă cu ușurință la aceiași concluzie. După analiza matematică a experimentului, oricum, concluzia convențională a fost exact opusă. De ce? Ce a putut schimba raționamentul inițial atât de dramatic? Asimov nu zice nimic despre asta în cartea lui, și (cât știu eu) nimeni altcineva nu a făcut-o. Desigur, relativiștii î-ți vor reaminti imediat despre anumite ipoteze (legile fizicii în sisteme de referință inerțiale, principiile relativității aplicate, etc…), iar un raționament solid demonstrează că aceste ipoteze sunt garantate și indispensabile… Eu nu le-am văzut nicăieri. Și asta nu-i totul. Chiar și cu angajarea acestor ipoteze, eu provoc orice fizician să demonstreze că analiza matematică convențională este superioară analizei “de bun simț”. Haideți, fizicienilor, arătați-mi ce este greșit în raționamentul “de bun simț” de mai jos:

1. Experimentul a fost destinat să stabilească dacă există un sistem de referință aflat în repaus total (denumiți-l eter, spațiu, sau cum vreți).

2. Ipoteza inițială a fost că există un asemenea sistem de referință. 3. Prin urmare, toate măsurătorile implicate ar fi trebuit realizate în raport cu această

ipoteză.

Tradus de SaDAng 2

Acum, în cazul în care fasciculul de lumină a fost emis in direcție perpendiculară față de direcția de mișcare a Pământului, analiza convențională întradevăr măsoară distanța parcursă de lumină în raport cu acel ipotetic sistem de referință. (“În timpul căt îi ia luminii să atingă oglinda, mișcarea Pământului a deplasat oglinda de la …”, va amintiți?). În cazul paralel, oricum, distanța parcursă de fasciculul de lumină nu este măsurată în raport cu ipoteticul sistem de referință - chiar dacă acelaşi raţionament ar trebui să fie categoric angajat. (Aceasta este simplu, deoarece în timpul cât îi ia luminii să atingă acea oglindă, mișcarea Pământului a deplasat-o din punctul inițial – în raport cu ipoteticul sistem de referință aflat în repaus total – la un alt punct, în raport cu ipoteticul sistem de referință aflat în repaus total!). O descriere vizuală a raționamentului “de bun simț” în cazul experimentului Michelson-Morley este arătat în animația de mai jos:

http://www.jaccuse.info/images/my%20MM.swf

În limbaj natural, atunci, analiza “de bun simț” a călătoriei paralele afirmă: În timpul necesar luminii să parcurgă distanța de la sursă până la oglindă la viteza c plus viteza Pământului v, oglinda s-a deplasat în spațiu o anumită distanță – pe care am notat-o z. Distanța parcursă de lumină în primul drum al călătoriei paralele este în limbaj matematic: (d+z)/(c+v). Pe drumul de întoarcere, pe de altă parte, în timpul necesar luminii să călătorească înapoi de la oglindă la sursă, mișcarea Pământului a deplasat sursa o anumită distanță în spațiu, în direcția de mișcare a Pământului.

http://www.jaccuse.info

3 Tradus de SaDAng

Matematic acest drum al călătoriei este exprimat astfel: (d-z)/(c-v). O reprezentare vizuală a acestei analize “de bun simț” a călătoriei paralele realizată de lumină este arătată în animația de mai jos:

http://www.jaccuse.info/images/my%20MM2.swf

Acum, timpul total luat de lumină să realizeze călătoria în direcția paralelă la direcția de mișcare a Pământului este:

Tradus de SaDAng 4

Cum se compară rezultatul analizei “de bun simț” cu cel al analizei convenționale în cazul paralel? Să le punem una sub alta și să vedem:

Diferențele între cele două moduri de raționament, și prin urmare între cele două rezultate, desigur, este radical. Dar, în cele din urmă, cum poate stabili cineva (dincolo de orice dubiu) care din cele doua este cea corectă? Ei bine, la această întrebare voi răspunde astfel: Cineva, trebuie să fie capabil, până la urmă, să stabilească care din cele două raționamente este corect, uitându-se la „fructul muncii”. “Fructele” raționamentului convențional sunt, în cele din urmă, cele oferite de teoria specială a relativității. Cele ale raționamentului “de bun simț”, vei începe să le vezi la sfârșitul acestor pagini. Pentru acum este nevoie de încă o comparație pe care trebuie să o facem: Trebuie să comparăm timpul luat de lumină pentru a realiza călătoria paralelă, în analiza “de bun simț”, cu timpul luat de lumină să realizeze călătoria perpendiculară până la oglindă și înapoi. Și, așa cum am sugerat deja, în acest caz analiza convențională este în completă concordanță cu cea “de bun simț”. Să punem atunci rezultatul perpendicular alături de cel paralel:

http://www.jaccuse.info

5 Tradus de SaDAng

Acum putem extrage concluzia finală a analizei “de bun simț” a experimentului Michelson-Morley prin compararea celor doua rezultate de mai sus. Și deoarece eu sunt interesat doar în analiza calitativă a experimentului, pot deriva foarte ușor concluzia finală pe care o căutam:

Astfel, dacă mai este necesar să zic aceasta, pentru orice valoare a lui v mai mare decât zero, timpul necesar luminii să parcurgă distanța de la sursă la oglindă și înapoi este mai scurt decât timpul necesar luminii să parcurgă călătoria perpendiculară! Și, desigur, această concluzie este exact la fel cu cea originală a lui Michelson (una invocată de bunul simț), și este exact opusă concluziei convenționale. Surprins? Nu ar trebui să fii. Când între analiza rațională a unui fenomen și interpretarea formală (matematică) a acestuia există condiții (ipoteze) impuse de dogmă, sunt șanse ca sensul general să nu mai fie unul normal, iar cel normal să nu mai aibă sens. Istoria fizicii este plină de asemenea exemple, și mult mai des o idee este înlocuită de exact opusul ei.

Deci, analiza “de bun simț” a experimentului Michelson-Morley conduce la o concluzie complet diferită de analiza convențională, stabilită de instituțiile din 1887. Cu toate acestea, cele două abordări diferite au ceva în comun: Amândouă concluzionează că ar trebui să existe o diferență între timpurile luate de lumină să parcurgă cele două călătorii dus-întors. Experimentul, oricum, nu a detectat diferența prezisă. Acum, am văzut cum instituțiile convenționale au tratat acest rezultat în mod neașteptat. Prin propunerile oamenilor ca Lorentz și FitzGerald, și cu contribuția teoretică a altora, rezultatul nedorit al experimentului Michelson-Morley a fost asimilat în înțelegerea convențională cu sensul “demult explicat” de teoria specială a relativității. Cineva ar putea argumenta (pe bună dreptate) că rezultatul nedorit al experimentului Michelson-Morley a fost asimilat și “demult explicat” de propunerile lui Lorentz-FitzGerald, dar acest argument va fi inacceptabil instituțiilor convenționale. “Desigur”, vor zice, “propunerea că obiectele în mișcare se contractă în direcția lor de mișcare cu o mărime proporțională cu rata mișcării, cumva, explică rezultatele lui Michelson și Morley – dar nu este de ajuns”. “De ce nu?”, ai putea îndrăzni să întrebi. “Deoarece propunerea lui Lorentz-FitzGerald nu elimină idea clasică a eterului luminiscent. Teoria specială a relativității face aceasta, şi asta e ceea ce în cele din urmă, rezultatul experimentului MM ne arată ”. Hmmm… În acest punct voi rezista tentației de a contesta validitatea ultimei remarci, şi voi încerca în schimb să explic rezultatul experimentului MM, utilizând versiunea bunului simţ al metodei Lorentz-Fitzgerald.

Tradus de SaDAng 6

Contracția Lorentz-FitzGerald poate fi văzută ca un act disperat și nejustificat, care a apărut din singurul motiv de a oferi o explicație pentru rezultatul neconvențional al experimentului MM. Acum, pentru a furniza o explicaţie pentru rezultatul negativ al experimentului MM voi emite de asemenea o propunere. O propunere mult mai plauzibilă decât convenționala contracție Lorentz-FotzGerald, aș zice. Și zic că pur și simplu, datorită propunerii de bun simț pe care o voi utiliza să explic rezultatul experimentului MM, aceasta va fi capabilă de mai mult de atât; este de asemenea coerentă logic - și, prin urmare, ușor de înțeles mental.

Propunerea de bun simț zice că toate obiectele aflate în mișcare se extind (în direcția de mișcare) și se contractă (perpendicular la direcția de mișcare) cu o valoare determinată de viteza lor intrinsecă.

Eu cred că unii dintre voi v-ați așteptat ca eventual să vedeți propunerea mea zicând că obiectele în mișcare se extind în direcția mișcării, mai degrabă decât se contractă, pentru că aceasta “este deja în cărți”. Până la urmă, cum este mai bine să rezolvi un mod de gândire care în ultimă instanță a condus la o concluzie diametral opusă celei convenționale? Dar câți dintre voi a-ți anticipat cealaltă jumătate a propunerii mele – că obiectele aflate în mișcare de asemenea se contractă (de-a lungul direcției perpendiculare la cea de mișcare)? Nu mulți, sunt sigur. Sunt destul de ferm în credința mea, cu toate acestea, este o absolută necesitate pentru un proces dublu, extensie-contracție, pentru a explica experimentul MM într-un mod logic, consecvent și fizic sensibil. De fapt unul din multele mele argumente împotriva teoriei speciale a relativității, este preocuparea pentru modul în care are loc pretinsa contracție experimentată de obiectele în mișcare. Până la urmă, ce obiect fizic se poate contracta (cu o valoare, care teoretic poate fi între aproape de zero și 99,9999999999999999999999%) într-o direcție, fără a experimenta o extensie automată în lungul axei sale perpendiculare? Cum poate un obiect material din univers, care sa contractat în direcția mișcării sale, de la lungimea inițială de, să zicem mulți kilometri la o fracțiune de milimetru, și care prin urmare a suferit o creștere a densității sale care este foarte aproape de infinit, să rămână neschimbat ca formă în lungul axei perpendiculare la direcția de mișcare a acestuia? Teoria specială a relativității este tăcută la acest subiect, și la fel sunt lucrările lui Lorentz, FitzGerald și alții care s-au ocupat ei înșiși cu scrieri despre înțelesul convențional de-a lungul anilor. Dar dacă declarata contracție este un fenomen real, așa cum se afirmă, atunci schimbarea fizică pe care doar ce am menționat-o ar trebui să intervină cu siguranță în joc. Acestea sunt principalele motive pentru care propunerea mea de bun simț a trebuit să conțină un proces de transformare dublu.

Aceasta este tot ce pot să zic despre analiza mea de bun simț a experimentului MM, din punctul meu de vedere. Natural, următorul meu pas este preocupat cu o revizuire a teoriei speciale a relativității din perspectiva creată de această analiză. Este timpul să vedem dacă “fructul” muncii mele este mai gustos decât al celor oferite de instituțiile convenționale, și întradevăr, dacă sunt de asemenea mai ușor de digerat.