Концепция мирового эфира кратко

Обновлено: 30.06.2024

Вы не можете посетить текущую страницу по причине:

просроченная закладка/избранное
поисковый механизм, у которого просрочен список для этого сайта
пропущен адрес
у вас нет права доступа на эту страницу
Запрашиваемый ресурс не найден.
В процессе обработки вашего запроса произошла ошибка.

Пожалуйста, перейдите на одну из следующих страниц:

Если проблемы продолжатся, пожалуйста, обратитесь к системному администратору сайта и сообщите об ошибке, описание которой приведено ниже..

Эфир (Светоносный эфир) — термин, обозначавший в истории физики гипотетическую всепроникающую среду, колебания которой обнаруживают себя как свет или электромагнитные волны.

Содержание

История

После создания теории относительности стало ясно, что предположение о существовании эфира вовсе не обязательно, поскольку никаких разумных физических атрибутов приписать эфиру не удавалось. Эйнштейн предложил изменить смысл термина и понимать под эфиром физическое пространство Общей теории относительности, но большинство физиков предпочли просто упразднить этот термин. Часть учёных продолжали поддерживать концепцию светоносного эфира, выдвигали различные теории и пытались доказать их экспериментально. Однако неизменно оказывалось, что теория относительности и теории, на ней основанные, находятся в согласии с результатами всех наблюдений и экспериментов, в то время как многие эфирные теории не могли описать всю эту совокупность фактов.

Более подробно с историей эфира можно ознакомиться по приведённому ниже списку литературы.

Стоит отметить такую особенность многих эфирных теорий: видя их научную неконкурентоспособность (в описании экспериментальных фактов и математической непротиворечивости), их авторы пытаются вообще выходить из области науки, научного метода (см. подробнее статью Теоретическая физика), однако ценность их и там часто проблематична, особенно для тех из них, которые содержат явные ошибки.

Модели эфира

Исходя из того, что эфир является материальным носителем электромагнетизма, механика такого вида материи может быть представлена Уравнениями Максвелла, которые получаются обычными в механике способами, если функцию Лагранжа выбрать такой, как в электродинамике. Электродинамика в таком случае — это механика эфира.

В XIX веке многочисленные механические модели (электромагнитного) эфира были детально исследованы математически (см. Уиттекер). Некоторые из них при этом встречались с серьёзными трудностями при объяснении всего наблюдаемого набора свойств электромагнитного поля, однако другие оказывались в конечном итоге достаточно успешными (следует заметить, что взаимодействие электромагнитного поля с заряженным веществом представляет особую проблему, и этот аспект был в XIX веке значительно менее проработан, чем динамика свободного электромагнитного поля, да и сами подходы в этом аспекте более заметно отличались от позднейших). Надо заметить, что при формулировке электродинамики (получении полной системы уравнений движения электромагнитного поля) Максвеллом существенно использовалась по меньшей мере одна механическая модель эфира, что сыграло тогда в числе прочего и математическую роль: было сильным аргументом в пользу непротиворечивости теории Максвелла.

Механика эфира, казалось бы, принципиально отличается от механики сплошной среды обычного вещества. Суть дела в том, что оптические эксперименты показывают: скорость световой волны одинакова для наблюдателей, движущихся с разной скоростью или, как говорят, эфирный ветер не был обнаружен. Однако если механика вещества (его уравнения движения), с которым взаимодействует световая волна, в том числе вещества, из которого изготовлены экспериментальные установки, — ковариантны относительно тех же преобразований координат и времени, что и уравнения электродинамики, мы не сможем обнаружить наблюдаемых физических эффектов, отличающих движущуюся систему от неподвижной. В XIX веке понимание возможности последнего только начало постепенно формироваться, на некоторое время отодвинутое в тень формальным аксиоматическим подходом, однако сейчас это один из равноправных формально эквивалентных взглядов на физику (небольшие принципиально наблюдаемые расхождения могут быть, но пока, очевидно, надёжно не обнаружены; впрочем, их может и не быть вовсе).

Нужно признать, что геометрическая интерпретация лоренц-ковариантности (или лоренц-инвариантности), давая некоторую конкретную математически содержательную почву и осмысление этой инвариантности, достаточно усилило психологическую привлекательность аксиоматического подхода, характерного для СТО, стала для большинства физиков достаточной, чтобы долгое время не интересоваться всерьёз альтернативными (в хорошем смысле) точками зрения, довольствуясь простотой (отчасти — кажущейся) геометрико-аксиоматического подхода. Это соответствовало в целом и тенденциям математической моды начала-середины XX века.

И хотя формально могут быть эквивалентными -

При всём этом, упомянутый подход (2), отводящий преобразованиям Лоренца более скромную роль, ничуть не менее законен. Это заметил ещё Картан — в рамках геометрического же, но более общего подхода ОТО: он указал, что галилеевские преобразования с точки зрения ОТО не менее осмысленны и законны, чем лоренцовские, просто первые сохраняют метрику (что в ОТО, конечно, совсем не является необходимым).

Эфир в современной физике

Несмотря на то, что многие физики, если не большинство, считают, современная физика не нуждается в гипотезе эфира (то есть по крайней мере формально в большинстве случаев без эфирных моделей можно обойтись или не принимать их в слишком прямом смысле, рассматривая не более, чем как полезную аналогию), она тем не менее не запрещает ему появляться в том или ином виде в неканонических теориях пространства-времени. Такой эфир, за счёт очень слабого взаимодействия с обычным миром, может приводить к некоторым явлениям, главным из которых является слабое нарушение лоренц-инвариантности теории. Такого типа гипотезы строятся и рассматриваются современной теоретической физикой. Ссылки на некоторые из этих моделей можно найти в SLAC Spires Database. Кроме слабо взаимодействующего с обычным физическим миром эфира, могут использоваться эфирные модели, слабо (в принципе, сколь угодно слабо) отличающиеся от обычных полевых моделей, в простейшем случае — когда последние являются непрерывным пределом первых.

Мировой эфир

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Различные теории мирового эфира

И сследовать различные теории мирового эфира

Исследовать разные теории мирового эфира и сравнить их

Узнать об опытах, которые были проведены в этой области

Узнать почему эфир был отвергнут

Рассказать о значении эфира в физике

Анализ информации сети Internet

Изучение различных книг по этой теме

Общее определение эфира

Эфир - (от др.-греч. α?θ?ρ , верхний слой воздуха; лат. Aether ). В разных теориях он понимается по разному, но для того чтобы понять о чем вообще идет речь можно использовать такое определение : Эфир- гипотетическая всепроникающая среда, колебания которой проявляют себя как электромагнитные волны.

Эфир в древности

Теория Рене Декарта

П одробно разработанная гипотеза о существовании физического эфира была выдвинута в 1618 году Рене Декартом.

Сложно представить абсолютную пустоту. Поэтому Декарт считал, что всё пространство заполнено неизвестной материей. Это вещество он представлял как абсолютно плотное тело, которое не способно к растяжению или сжатию и не может занимать одно и то же место с другой частью материи. Под давлением, эта материя способна делиться, и каждая из её частей может обладать любым допустимым движением. Когда частицы двигаются, они сохраняют свою форму, в противном случае они объединяются. Также, в его теории, частицы этой материи стачивали свои углы в кругообразных движениях под действием приложенной силы. Образовавшиеся сферы создавали вихри, а осколки от стачивания заполняли пространство между ними.

Декарт первый предписал эфиру механические свойства. Теорию эфира он применил для объяснения гравитации и света. Высокая твердость частиц вызывает быстрое распространение импульсов изменений. Эти импульсы, при достижении земли, мы чувствуем как тепло и свет. А силу тяжести Декарт объяснил давлением эфирных частиц на землю.

Это были одни из первых научных попыток объяснить основные физические явления.

Эфир в периодической таблице Менделеева

Менделеев, понимал, что Периодический закон не имеет научного обоснования. В ранних работах Менделеев предполагал, что специфическое состояние газов при большом разрежении или особый газом с очень малым весом может быть эфиром. Потом Менделеев сформировал нулевую группу периодической таблицы, но также оставил место для более лёгких, чем водород, элементов.

Теория Джеймса Максвелла.

Максвелл был одним из тех, кто связывал эфир с электромагнетизмом. Во второй половине XIX века он предложил новую модель эфира. В ней эфир представлял собой среду, вращающуюся вокруг магнитных силовых линий. С помощью этой теории Максвелл написал свои знаменитые уравнения.

Незадолго до смерти Дж. К. Максвелл указал, что при движении Земли сквозь эфир на ее поверхности должен присутствовать так называемый эфирный ветер, который соответственно должен изменять скорость света, распространяющегося в эфире. К сожалению, отмечал Максвелл, все методы измерения изменения времени прохождения света на отрезке пути требуют возвращения света в исходную точку, поэтому разница во времени оказывается зависящей от отношения квадратов скоростей эфирного ветра и скорости света, а это очень малая величина, и ее практически нельзя измерить.

Опыты Миллера, Майкельсона и Морли.

А. А. Майкельсон- американский физик, лауреат Нобелевской премии, изобретатель интерферометра. Б ыл страстным приверженцем теории эфира. С 1887 года, в течении десятилетий он совершенствовал свой интерферометр, предназначенный для обнаружения разности фаз света, проходящих вдоль и поперек движения Земли.

И нтерферометр- оптический измерительный прибор, в котором луч света расщепляется надвое полупрозрачным зеркалом. В результате чего получаются два, расходящихся под прямым углом, луча. Эти лучи отражаются от двух зеркал-отражателей, равноудаленных от полупрозрачного зеркала и возвращаются обратно на полупрозрачное зеркало. Результирующий пучок света позволяет наблюдать интерференционную картину и выявлять малейшее запаздывание.

Результат первого эксперимента Майкельсона был отрицательным. Смещения полос не совпали по с теоретическими. Статья о результатах опыта вызвала критику ведущего физика-теоретика Хендрика Лоренца, который указал, что теоретическая точность опыта была завышена.

В 1887 году Майкельсон совместно с Эдвардом Морли, провёл аналогичный, но более точный эксперимент, показавший, что наблюдаемое смещение меньше теоретического. В теории эфира смещение должно быть пропорционально квадрату скорости, поэтому результаты равносильны тому, что относительная скорость Земли в эфире меньше её орбитальной скорости.

Этот эксперимент повлиял на Лоренца, который вскоре выдвинул гипотезу о сокращении материальных тел в направлении движения в неподвижном и эфире .

В 1905 г. Морли совместно с К. Миллером провели новый эксперимент. Для этого они усовершенствовали интерферометр Майкельсона, увеличив его точность. Миллер принял решение переместить аппарат на холм. После сери наблюдений, которые дали определённый положительный эффект. В марте 1921 г. был получен новый положительный результат в 10 км/с эфирного ветра. Направление вращение аппарата не оказывало влияния на результат эксперимента.

После этого, многие ученые проводили этот опыт с еще большей точностью, но результаты были отрицательные.

Теория эфира Лоренца

Первоначальная теория Лоренца, была основана на абсолютно неподвижном эфире. В его теории, в отличие от более ранних моделей, электромагнитное поле эфира выступает в качестве посредника между электронами, и изменения в этом поле не могут распространяться быстрее скорости света. В 1892 году Лоренц связывает результаты опыта Майкельсона- Морли с теорией неподвижного эфира. Сама теория основывается на предположении, что размеры тел сокращаются, при направлении в сторону движения.

После этого Анри Пуанкаре усовершенствовал и обосновал математически работу Лоренца. Именно он первый сформулировал универсальный принцип относительности и провел первый попытки по согласованию его с электродинамикой.

Тем не менее, он использовал понятие эфира как реальную, но необнаружимую среду. Из за этого основная масса историков науки считают, что Пуанкаре не смог создать специальную теорию относительности.

Никола Тесла и эфир

Тесла известен как сторонник эфира, благодаря своим многочисленным опытам и экспериментам, имевшим целью показать наличие эфира как особой формы материи, поддающейся использованию в технике. Он предполагал, что эфир - это суперлёгкий газ, состоящий из сверхмалых частиц, которые движутся с бешеной скоростью.

Теория эфира вызывала жаркие споры среди учёных-физиков. Создание квантовой теории вещества и электромагнетизма упразднило необходимость использования физической модели эфира. Однако Тесла теоретической физикой не занимался, он был практиком. И, по его убеждению, эфир был единственным приемлемым объяснением тех физических феноменов, которые он исследовал. Эта убеждённость выводила Теслу за грань серьёзных дискуссий о тайнах мироустройства и делала фигуру изобретателя для большинства учёных-физиков малоинтересной. Однако результаты опытов Теслы либо не имели убедительных объяснений, либо подтверждали его правоту! Получается, если эфира не существует, то множество его трудов бессмысленны.

Тесла бесспорно был гением. Он принес миру множество открытий и продвинул время намного вперед, например: переменный ток, радио связь и теория полей. Но так как после смерти Теслы большинство его бумаг было утеряно, многие сенсационные изобретения которые якобы связаны с его именем считаются мифами. Ему приписывают изобретение летающих тарелок, лучевого оружия и прочих К сожалению нет достоверных сведений и документов об этом. Кто знает, быть может, если бы Тесла прожил подольше, он подарил бы человечеству ключи к будущему. А может это и к лучшему, так как люди использовали бы его изобретения не в мирных целях, и он намеренно скрыл их.

Отвержение теории эфира

В СТО- специальной теории относительности Эйнштейна эфир оказался попросту ненужным, так как она легко объясняла все физические явления. Однако совсем отказываться от эфира Эйнштейн не собирался. Он предлагал использовать эфир в качестве физического пространства. Но большинство физиков решило не возвращаться к эфиру.

Возвращение к эфиру в наши дни

В теории относительности существует необходимость в пространстве. И самое подходящее для этого- эфир. Но пока что нет экспериментальных доказательств этого утверждения/

С эфиром также связывают квантовую физику. Один из основателей квантовой механики Поль Дирак (рис. 17) предположил, что эфиром может быть квантовый вакуум, но эта гипотеза не получила широкой поддержки научного общества. В настоящее время некоторые ученые сравнивают эфир с темной материей. Но это не имеет ничего общего с историческим понятием эфир.

В ходе работы я:

Изучил наиболее известные теории эфира;

Узнал много новых ученых, которые внесли огромный вклад в развитие физики.

Ознакомился с интересными опытами в области изучения эфира.

Повысил свои навыки в сборе и обработке информации.

Мировой эфир- очень сложная тема. Потому что не существует его точного описания. Ко всему этому добавляется малый объем информации об эфире. В работе я описал наиболее известные теории эфира в хронологическом порядке. И основные причины отказа от нее. Эта информация может быть полезна для людей увлекающихся физикой. Несмотря на то, что эта тема сложная и запутанная, она заинтересует некоторых людей.

Подводя итоги к проделанной работе, можно сказать, что поставленная мной ранее цель выполнена.

Список литературы и интернет источников:

Декарт Рене. Первоначала философии; Сочинения в двух томах: Мысль, 1989.

Whittaker, Edmund Taylor. A History of the theories of aether and electricity; Dublin: Longman, Green and Co; 1910.

Роузвер Н. Т. Перигелий Меркурия. От Леверье до Эйнштейна Мир; 1985; 246 с.

Ключевые слова: эксперимент Майкельсона-Морли, теория эфира, эфирный ветер, ИСКОННАЯ ФИЗИКА АЛЛАТРА

Суть самого эксперимента Майкельсона-Морли выглядит следующим образом. Учёные надеялись обнаружить движение Земли относительно неподвижного эфира, согласно идее, которую высказал ещё ранее Максвелл. В этом эксперименте интерферометр Майкельсона был ориентирован таким образом, что одно из его плеч, например PM₁, параллельно скорости орбитального движения Земли, а второе – PM₂, перпендикулярно. Предполагалось, что промежутки времени, которые затрачивает свет для прохождения туда и обратно одинаковых расстояний вдоль плеч PM₁ и PM₂ будут различными (см. рисунок). В результате, на экране должно было наблюдаться, по мнению экспериментаторов, смещение интерференционной картины [3]. Однако, ведя наблюдения в течение года, Майкельсон и Морли пришли к отрицательному результату опыта. Это и стало отправной точкой отрицания существования эфира.

Выводы, сделанные из этих экспериментов, основываются на научных концепциях, существовавших как на рубеже XIX-XX веков, так и ныне. Но это всего лишь концепции, которые, вследствие отсутствия знаний, могут быть ошибочными или неполными. А если это так, то, возможно, учёные просто не учли неизвестные им факторы, которые бы расставили всё на свои места и вывели бы науку на качественно новый уровень познания мира и самого человека?

Из всего вышеизложенного можно сделать простой вывод – предположения, существовавшие на рубеже XIX-XX веков, на которых базировалось отрицание существования эфира, оказались абсолютно ошибочными, основанными на скоротечных выводах, сделанных под давлением религиозно-политической верхушки общества того времени. С развитием ИСКОННОЙ ФИЗИКИ АЛЛАТРА, всё большим включением прогрессивных учёных в это передовое научное направление, человечество имеет шанс прийти к потрясающим научным открытиям и изменить ход истории.

Литература:

[2] - Эйнштейн А., Собрание научных трудов. - М., Наука, 1967;

[3] – Бутиков Е.И., Оптика, М., Высшая школа, 1986;

Читайте также: