Eter (fizika)
Svetlobni eter je snov, za katero so nekoč verjeli, da zapolnjuje vesolje in pojasnjuje, kako lahko pride do prenosa svetlobnega valovanja. Ljudje so verjeli, da je svetloba neke vrste valovanje. Valovi potujejo po površini vode v ribniku, po zraku v prostoru itd. Vsi valovi, ki so jih ljudje prej preučevali, so potovali skozi medij Zvočni valovi so skozi jeklo potovali hitreje kot skozi zrak. Zato so si ljudje predstavljali, da mora tudi svetloba potovati skozi podoben medij. Ker svetloba potuje hitreje kot kar koli drugega, bi morala svetloba skozi nekaj bolj togega (kot je jeklo) potovati hitreje kot kar koli drugega. Hkrati pa bi ta snov morala biti popolnoma prožna, da ne bi upočasnila gibanja planetov in povzročila, da sčasoma padejo v svoja sonca. Ljudje, ki so prišli pred Albertom Einsteinom, so verjeli, da ta snov obstaja, in jo imenovali "svetleči eter".
Če bi opazovalec potoval s čolnom, ki bi se gibal v oceanskem toku, bi lahko opazoval spremembe v hitrosti potovanja valov glede na razmerje med opazovalcem in tokom.
Fiziki so izvajali poskuse, da bi to vprašanje razjasnili. Michelson-Morleyjev poskus je pokazal, da ne obstaja medij, po katerem potuje svetloba. Pokazal je, da ni svetlobnega etra.
Najlažje si predstavljamo splošno idejo, če si predstavljamo zelo hitro vesoljsko ladjo, ki se od ene zvezde do druge premika s polovico svetlobne hitrosti. Vesoljska ladja ima dva merilnika svetlobne hitrosti, enega, ki kaže nazaj, in drugega, ki kaže naprej. Ker se vesoljska ladja oddaljuje od fotonov, ki jih oddaja rumena zvezda, in teče proti fotonom, ki jih oddaja modra zvezda, na podlagi običajnih izkušenj pričakujemo, da bomo izmerili hitrost rumenih fotonov 150 000 kilometrov na sekundo in hitrost modrih fotonov 450 000 kilometrov na sekundo. Vendar sta oba fotona izmerila hitrost 300 000 km/s. Zato ta rezultat kaže, da se hitrosti ne spreminjajo glede na gibanje vesoljske ladje.
Nedavne raziskave
Nedavna študija je veliko natančnejša od tiste, ki sta jo izvedla Michelson in Morley, vendar še vedno kaže, da je hitrost svetlobe konstantna ne glede na to, v katero smer se gibljemo.
Rdeča vesoljska ladja se premika od rumene zvezde proti modri zvezdi. Vložek spodaj prikazuje merilnike hitrosti za svetlobo obeh zvezd.
Vprašanja in odgovori
V: Kaj je svetleči eter?
O: Svetlobni eter je snov, za katero so nekoč verjeli, da zapolnjuje vesolje in pojasnjuje, kako lahko pride do prenosa svetlobnega valovanja. Ljudje so verjeli, da je svetloba neke vrste valovanje in da mora potovati skozi neke vrste medij, da bi bila njena hitrost skladna.
V: Kaj so ljudje verjeli o tej snovi?
O: Ljudje so verjeli, da mora imeti ta snov zelo majhno viskoznost, da ne bi upočasnila gibanja planetov in povzročila, da sčasoma padejo v svoja sonca. Menili so tudi, da bi z njo lahko razložili, zakaj svetloba potuje s tako velikimi hitrostmi.
V: Kako so fiziki poskušali pojasniti to vprašanje?
O: Fiziki so izvajali poskuse, kot je bil poskus Michelsona in Morleyja, da bi ugotovili, ali dejansko obstaja nevidni medij, po katerem potuje svetloba.
V: Kaj je pokazal poskus Michelson-Morley?
O: Michelson-Morleyjev poskus je pokazal, da ni medija, skozi katerega bi potovala svetloba, kar pomeni, da svetlobni eter ne obstaja.
V: Kako si lahko predstavljamo, kaj se zgodi, ko opazovalec potuje na čolnu, ki se premika skozi morski tok?
O: Če bi opazovalec potoval na čolnu, ki se giblje skozi morski tok, bi lahko opazoval spremembe v hitrosti potovanja valov glede na njihovo razmerje s tokom.
V: Kaj nam o relativnih hitrostih pove predstava vesoljske ladje, ki potuje od ene zvezde do druge?
O: Če si predstavljamo zelo hitro vesoljsko ladjo, ki potuje s polovico svetlobne hitrosti od ene zvezde do druge, nam pokaže, da se oba fotona merita s hitrostjo 300 000 km/s ne glede na gibanje ali smer - kar kaže, da se hitrosti ne spreminjajo glede na gibanje vesoljske ladje.
