Конференция по эксперименту Майкельсона-Морли, обсерватория Маунт Вилсон. Выступление А. А. Майкельсона. 4 и 5 февраля 1927 г.

Материал из Эфирный ветер

Перейти к: навигация, поиск


[править] Конференция по эксперименту Майкельсона–Морли, состоявшаяся в обсерватории Маунт Вилсон, г. Пасадена, Калифорния, 4 и 5 февраля 1927 г.

[править] 1. Профессор А. А. Майкельсон, Чикагский университет

В 1880 году я задумался над возможностью измерения оптическим способом скорости ~w движения Земли в Солнечной системе. Ранние попытки обнаружить эффекты первого порядка основывались на идее движения системы сквозь стационарный эфир. Эффекты первого порядка пропорциональны ~w/c, где ~c — скорость света. Исходя из представлений о любимом старом эфире (который теперь заброшен, хотя я лично еще его придерживался), ожидалась одна возможность, а именно, что аберрация света должна быть различной для телескопов, заполненных воздухом или водой. Однако эксперименты показали вопреки существующей теории, что такой разницы не существует.

Рис. 14.1. Схема устройства с двумя световыми лучами; один из лучей проходит через трубу с водой

Теория Френеля первая объяснила этот результат. Френель предположил, что вещество захватывает эфир частично (увлечение эфира), придавая ему скорость ~w, так что

~w'=\rho{w}.

Он определил ~\rho — коэффициент Френеля через показатель рефракции ~\mu:

~\rho=\frac{\mu^2-1}{\mu^2}

Этот коэффициент легко получается из отрицательного результата следующего эксперимента. Два световых луча пропускаются вдоль одного пути (рис. 14.1:0,1,2,3,4,5) в противоположных направлениях и создают интерференционную картину. ~I — это труба, заполненная водой. Если теперь вся система движется со скоростью ~w сквозь эфир, при перемещении трубы из положения ~I в положение ~II должно ожидаться смещение интерференционных полос. Смещение же не наблюдалось. Из этого эксперимента при учете частичного увлечения эфира может быть определен коэффициент Френеля ~\rho. Он может быть также очень просто и непосредственно выведен из преобразований Лоренца.

Результат Френеля считался универсальным исследователями, включая Максвелла, который подчеркнул, что хотя не может существовать эффектов первого порядка, возможно, могут существовать эффекты второго порядка, пропорциональные ~w^2/c^2. Тогда при ~w \approx 30 км/с для орбитального движения Земли ~w/c=10^{-4} и ~w^2/c^2=10^{-8}, значение слишком малое для измерения, по мнению Максвелла.

Рис. 14.2. Схема первого аппарата для обнаружения эффектов второго порядка

Мне показалось, однако, что, используя световые волны, можно придумать соответствующее приспособление для измерения такого эффекта второго порядка. Продуман аппарат, включающий в себя зеркала, движущийся со скоростью ~w сквозь эфир, в аппарате два световых луча проходят взад и вперед, один параллельно к ~w, а другой — под прямым углом к ~w. В соответствии с классической теорией изменения в световом пути, вызванные ~w, должны быть различными для обоих лучей и это должно производить ощутимое смещение интерференционных полос. Первая схема, в которой реализована попытка обнаружения эффектов второго порядка, изображена на рис. 14.2. При реализации ее, однако, натолкнулись на очень большие трудности и от нее вскоре отказались, и к счастью, потому что это привело к созданию конструкции интерферометра, который доказал свою ценность во многих экспериментах.

Рис. 14.3. Интерферометр Майкельсона

Интерферометр (рис. 14.3) известен всем вам. При наложении двух лучей, пропущенных соответственно от источника к стеклянной пластинке и затем к зеркалам 1 и 2 и обратно, получается ряд интерференционных полос. Если применен белый свет, то центральные полосы будут белыми, а края полос — цветными. При движении аппарата со скоростью ~w сквозь эфир должен возникать такой же эффект в свете, что и при движении лодки, стремящейся плыть вниз или вверх по течению или вперед и назад поперек течения. Время, требуемое для преодоления дистанции вперед или назад, будет различным для обоих случаев. Это легко видеть из того, что какова бы ни была скорость течения, лодка всегда должна вернуться к тому месту, из которого она стартовала, если она движется поперек течения, в то время как, если она движется вдоль течения, она может оказаться неспособной вернуться обратно против течения.

Я попытался провести эксперимент в лаборатории Гельмгольца в Берлине, но вибрации городских магистралей не позволили стабилизировать положение интерференционных полос. Аппаратура была перенесена в лабораторию в Потсдаме. Я забыл имя директора (думаю, что это был Фогель), но вспоминаю с удовольствием, что он немедленно проявил интерес к моему эксперименту. И хотя он никогда не видел меня раньше, он предоставил всю лабораторию вместе с ее штатом в мое распоряжение. В Потсдаме я получил нулевой результат. Точность была не очень высока, потому что длина оптического пути составляла около 1 м. Тем не менее интересно отметить, что результат был вполне хорошим. Когда я вернулся в Америку, мне посчастливилось в Кливленде вступить в сотрудничество с проф. Морли. В аппаратуре был применен все тот же принцип, что и в аппаратуре, использованной в Берлине, хотя длина светового пути была увеличена за счет введения некоторого числа отражений вместо единственного прохождения луча. Фактически длина пути составила 10-11 м, что должно было за счет орбитального движения в эфире дать смещение в половину полосы. Однако ожидаемого смещения обнаружено не было. Смещение полос было определено меньше, чем 1/20 или даже 1/40 от предсказанного теорией. Этот результат может быть истолкован так, что Земля захватывает собой эфир почти полностью, так что относительная скорость эфира и Земли на ее поверхности равна нулю или очень мала. Это предположение однако весьма сомнительно, потому что противоречит другому важному теоретическому условию. Лоренцем было предложено иное объяснение (Лоренцово сокращение), которое в окончательной форме выведено как результат знаменитых преобразований Лоренца. Они составляют сущность всей теории относительности. Эксперимент Майкельсона-Морли был предложен Морли и Миллером, которые снова получили отрицательный результат. Миллер затем продолжил работы самостоятельно, и похоже теперь, что получен определенный положительный эффект. Этот эффект, однако, не может быть получен за счет орбитального движения Земли. Похоже, что он возникает вследствие движения Солнечной системы относительно звездного пространства, скорость которого может быть много большей орбитальной скорости Земли.

Наблюдения г-на Миллера вызывают новый интерес к проблеме. Превосходная часть работы уже выполнена господином Кеннеди, чей доклад вы услышите. Я сам намерен вернуться к этому эксперименту, но может пройти несколько месяцев, прежде чем я смогу изложить мои результаты, которые, как я надеюсь, смогут пролить свет на этот предмет.


Из сборника «Эфирный ветер». Сб. статей/Под ред. — В.А.Ацюковского. — М.: Энергоатомиздат, 1993. — 288 с. — ISBN 5-283-04990-6; М.: Энергоатомиздат, 2011. 419 с. ISBN 978-5-283-03319-8 - Скачать в формате PDF 33,8 Мб.

Эфирный ветер. ПредисловиеДж.К.Максвелл, 1877Дж.К.Максвелл, 1879А.Майкельсон, 1881А.А.Майкельсон, Э.В.Морли, 1887Э.В.Морли и Д.К.Миллер, Лорду Кельвину, 1904Э.В.Морли, Д.К.Миллер, 1905А.Эйнштейн об эфиреА.А.Майкельсон, 1925А.А.Майкельсон, Генри Г.Гель, при участии Ф.Пирсона, 1925Д.К.Миллер, 1925А.К.Тимирязев, 1926Д.К.Миллер, 1926А.К.Тимирязев, 1927Рой Дж. Кеннеди, 1926К. К. Иллингворт, 1927 • Конференция в обсерватории Маунт Вилсон, г. Пасадена, Калифорния, 4 и 5 февраля 1927 г. (Введение 1 2 3 4 5 6 7 8) • Е.Стаэль, 1926А.Пиккар, Е.Стаэль, 1927А.А.Майкельсон, Ф.Г.Пис и Ф.Пирсон, 1929Ф.Г.Пис, 1930 • Д.К.Миллер, 1933 (Часть 1 Часть 2) • Г.Йоос, Д.К.Миллер, 1934Дж.П.Седархольм и др., 1958Дж.П.Седархольм, Ч.Х.Таунс, 1959Ю.М.Галаев, 2011Е.И.Штырков, 2007В.А.Ацюковский. Эфирный ветер: проблема, ошибки, задачиПараметры эфира в околоземном пространстве

Личные инструменты
Пространства имён
Варианты
Действия
Навигация
Сборник «Эфирный ветер»
Инструменты