Michelsonův-Morleyův experiment nemohl vyvrátit teorii o existenci světelného éteru.

Mohlo měření pana Michelsona vyvrátit teorii světelného éteru? Má pohyb světelného éteru vliv na rychlost světla? Způsobuje pohyb světelného éteru změny frekvence světelných vln? Pokusím se na tyto  otázky odpovědět i s důkazem.

Michelsonův–Morleyův experiment

Model Michelsonova přístroje z roku 1881   Foto Wikipedie.

Michelsonův-Morleyův experiment je slavný pokus, který chtěl změřit vliv éteru na rychlost světla. Poprvé jej provedl americký fIzik Albert Abraham Michelson roku 1881 v Berlíně, podruhé spolu s chemikem E. Morleym v Clevelandu (Ohio). Překvapivý výsledek pokusu, kdy se žádné zpomalení éterem neprokázalo, podnítil velkou revizi fyziky a vytvoření speciální teorie relativity.

Dopplerův jev? Proč uvádím Dopplerů jev?

Tady jsem našel jádro pudla a to na konci věty jež zní(způsobenou nenulovou vzájemnou rychlostí vysílače a přijímače )

Dopplerův jev popisuje změnu frekvence a vlnové délky přijímaného oproti vysílanému signálu, způsobenou nenulovou vzájemnou rychlostí vysílače a přijímače. Wikipedie.

To znamená, že se frekvence zvukové vlny mění pouze tehdy, pokud je rozdíl rychlostí mezi vysílačem a přijímačem. Pokud se pohybují, současně stejnou rychlostí ve vzduchu, tak se frekvence nemění, a ani jakákoliv změna rychlosti se neprojeví.

 

   Obrázek Wikipedie.

Zdroj vlnění v pohybu zprava doleva. Před zdrojem vlevo je frekvence vyšší, za zdrojem vpravo je frekvence nižší.

Jev byl poprvé popsán Christianem Dopplerem v roce 1842 v monografii Über das farbige Licht der Doppelsterne und einige andere Gestirne des Himmels. Wikipedie

Hypotézy

       Obrázky Wiikipedie.Éterový vítrSchéma Michelsonova přístroje

 

Dráhy paprsků v přístroji, vpravo za předpokladu zpomalení světla éterovým větrem

Až do konce 19. století se vědci domnívali, že jako jsou zvukové vlny vlněním nějakého látkového prostředí (média), je i světlo vlněním hypotetického éteru. Ten by vzhledem k vysoké rychlosti světla musel mít velmi nízkou hustotu a přímo by se zpomalení nedalo změřit. Francouzský fyzik Augustin-Jean Fresnel vyslovil hypotézu, že éter je v celém vesmíru více méně nepohyblivý, takže by se k měření dal využít tzv. éterový vítr. Ten by vznikal relativním pohybem Země kolem Slunce (asi 30 km/s, 108 000 km/h, což je asi 1/10000 rychlosti světla), případně i pohybem Slunce kolem centra Galaxie, který je ještě rychlejší. Tento vítr by měl v daném místě a daném okamžiku určitý směr a rychlost, které by se ovšem díky otáčení Země během dne měnily. Wikipedie

Tady se naprosto shoduji  s pánem Augustinem-Jeanem Fresnelem, avšak pokus pana Michelsona neukázal, že ve vesmíru neexistuje éter, nýbrž, že pokud není rozdíl rychlostí, mezi zdrojem vlnění a pozorovatelem, tak pohybující se éter( asi 1/1000 rychlosti světla) nemá vliv na vlnu, jež se v tomto éteru pohybuje.

Pokusy

Při studijním pobytu v Berlíně v letech 1880–1881 Michelson přístroj zkonstruoval a nainstaloval v Postupimi, ale výsledky nebyly zcela přesvědčivé. Do roku 1887 jej s Morleym podstatně zdokonalili a v Clevelandu pokus opakovali opět se záporným výsledkem: žádný fázový posun světla se nepodařilo naměřit. V následujících letech byl pokus mnohokrát zopakován s daleko dokonalejším zařízením, v 50. letech 20. století s použitím laseru a později i s vysokofrekvenčními rezonátory. Jejich jednoznačné výsledky definitivně vyvrátily éterovou hypotézu. Wikipedie

Příklady vlnění

Celý proces vzniku vlnění lze demonstrovat na příkladu vázaných oscilátorů. Máme-li vázané oscilátory, přenáší se energie kmitání postupně z jednoho oscilátoru na druhý a zpět. Podobně to funguje mezi částicemi v látkách, mezi kterými existují vazební síly. Energie kmitavého pohybu jedné částice se postupně přenáší na okolní částice. Důsledkem je skutečnost, že energie kmitavého pohybu se v látce postupně šíří a přenáší se i na vzdálenější částice. Tělesem se tak přemísťuje kmitavý pohyb (a s ním i energie tohoto pohybu), aniž se těleso jako celek přemisťuje. Tímto způsobem se v látce šíří určitá změna, rozruch. Wikipedie

Uvedený pohyb částic v látce je příkladem mechanického vlnění, které je formou mechanického pohybu a přenosu energie. Mechanickou podstatu má i zvukové vlnění - jedná se o šíření mechanických kmitů pružnými materiály, či šíření tlakových změn tekutinami. Wikipedie

Obecně se však vlnění nespojuje pouze s pohybem částic, ale můžeme jej nalézt u jakékoli spojitě rozložené veličiny, např. elektromagnetického pole. Elektromagnetické vlnění přitom není vázáno na látku a může se šířit i ve vakuu. Elektromagnetické podstaty je i světlo, mnoho optických jevů vyplývá z vlastností vlnění. Wikipedie

Co říct na závěr? To, že si pan Michelson nevšiml, že pan Doppler ve své práci o "rudém posuvu" vysloveně uvádí, že pokud mají zdroj a pozorovatel stejnou rychlost k éteru, tak k žádnému frekvenčnímu  posuvu nedojde. Dá se to omluvit, protože každý může udělat chybu.

Co je, však zarážející, že na tuto chybu nepřišel žádný "génius" a bylo nutné vymyslet kvantovou fyziku, aby se mohly vysvětlit "divy" vesmíru. No jak jinak, když éter neexistuje. Ještě štěstí, že nezavrhly vzduch, jinak by jsme se udusili.