Éter, creo que mucha gente ha oído hablar de este concepto, especialmente aquellos que están más familiarizados con el nacimiento de la teoría de la relatividad de Einstein y están muy familiarizados con el concepto de "éter".
Antes de que Einstein propusiera la teoría de la relatividad, la visión absoluta del espacio-tiempo basada en la mecánica clásica de Newton dominaba todo el mundo de la física. Los grandes del mundo de la física en ese momento consideraban la "mecánica clásica" como una ". dios" y no lo entendería en absoluto. No hay razón para cuestionar si la mecánica clásica es realmente correcta, porque la mecánica clásica ha gobernado el mundo de la física durante cientos de años, y parece ser capaz de "ir al cielo y a la tierra". ". ¿Cómo podemos dudarlo?
El concepto de éter tiene una larga historia, pero el éter mencionado aquí fue creado para conciliar la contradicción entre las ecuaciones de Maxwell y la mecánica clásica. Es un concepto de la física moderna.
Cuando los físicos no tenían dudas sobre la teoría del espacio-tiempo absoluto de Newton, surgieron las ecuaciones de Maxwell, que plantearon un problema difícil para la teoría del espacio-tiempo absoluto.
Según la interpretación de la visión absoluta del tiempo y el espacio, la velocidad de movimiento de todo es relativa, y no existe una velocidad absoluta. Sin embargo, en la teoría electromagnética de Maxwell, hay una fórmula que muestra que la velocidad de la luz parece ser una excepción. La velocidad de la luz no requiere un marco de referencia. Sólo está relacionada con la permeabilidad magnética y la constante dieléctrica del vacío.
Para decirlo sin rodeos, la velocidad de la luz es absoluta y permanece sin cambios en relación con cualquier objeto (ya sea en movimiento o no).
Ahora hay un problema: ¿la teoría electromagnética de Maxwell en realidad contradice la mecánica clásica de Newton, que ha dominado el mundo de la física durante cientos de años?
Los físicos nunca permitirían que esto sucediera, por lo que defendieron resueltamente la mecánica clásica newtoniana, intentaron todos los medios para reconciliar la contradicción entre las dos y comenzaron a "jugar en ambos lados".
Surge el concepto de éter.
Los físicos suponen que algo llamado "éter" existe en cada rincón del universo. No tiene masa y puede penetrar absolutamente en el universo. Al mismo tiempo, el éter es también un marco de referencia absoluto, absolutamente estático. , y cualquier otro Objeto se mueven en relación con el éter.
Esta característica del éter coordinaba bien la contradicción entre la teoría electromagnética de Maxwell y la mecánica clásica de Newton, y fue generalmente aceptada por la comunidad física de aquella época.
Los físicos también comenzaron a estar extasiados, pensando que el edificio de física en ese momento estaba básicamente terminado y que el desarrollo posterior solo requeriría reparaciones menores y no habría modificaciones ni descubrimientos importantes.
Pero lo que no esperaba era que una de las “dos nubes oscuras” que los físicos no tomaban en serio en ese momento anulara por completo la visión absoluta del espacio-tiempo bajo la mecánica clásica de Newton.
"Esta nube oscura" es el experimento de Michelson-Morley (el proceso experimental no se describirá en detalle. Este experimento muestra una cosa: la velocidad de la luz es absoluta incluso en relación con la llamada). "éter", la velocidad de la luz no tiene Cambio.
Esto es extraño: si el éter es un marco de referencia absolutamente estacionario, la velocidad medida de cualquier otra sustancia en diferentes estados de movimiento debe ser diferente, pero la luz parece ser muy especial, sin importar en qué estado está en. Medida, la velocidad de la luz permanece constante.
Los físicos de la época se mostraron profundamente escépticos ante el experimento de Michelson-Morley: no creían que un experimento pudiera derribar el edificio recién establecido de la física. Después de todo, esta sospecha era normal, incluso Michelson-Morley Lei. ¡Él mismo también sospechaba que había algo mal con el experimento en sí! (Esto muestra el dominio de la mecánica clásica en el mundo de la física en ese momento)
Entonces Michelson-Morley repitió el experimento varias veces (otros físicos también realizaron experimentos similares), pero los resultados aún no cambiaron. :¡Light con arrogancia sigue siendo la misma!
Pero, ¿cómo puede colapsar a causa de un experimento el edificio de la física basada en la mecánica clásica, que tardó cientos de años en establecerse? La comunidad física en ese momento insistió en que el experimento de Michelson-Morley estaba equivocado y que debía haber algunas fallas en el proceso experimental. ¡Michelson no creyó en los resultados experimentales ni siquiera hasta su muerte!
Pero pase lo que pase, la ciencia es rigurosa y los físicos no pueden hacer la vista gorda ante los resultados experimentales. Así que el "jugar en ambos sentidos" comenzó de nuevo.
Entre ellos, Lorenz era un "buen jugador" que tenía ambos lados y no estaba dispuesto a abandonar el concepto de "éter". Lo explicó de esta manera: En el proceso de medir la velocidad de la luz. , el medidor tiene una cierta velocidad de movimiento con respecto al éter. Luego la longitud cambia (se contrae), anulando así las diferencias de luz en diferentes direcciones.
Sin embargo, el resultado es que se tratan los síntomas pero no la causa raíz. A medida que se realizan cada vez más experimentos similares y los resultados de las mediciones se vuelven cada vez más precisos, el sistema de referencia absolutamente estático del éter ha generado cada vez más contradicciones. La gente empezó a dudar de si el éter realmente existe. Hipótesis desde el principio. Sí, invisible e intangible. El experimento de Michelson-Morley en sí es real y la gente no tiene motivos para no dudar de la existencia del éter.
Pero no había manera. La visión absoluta de Newton sobre el espacio y el tiempo estaba tan profundamente arraigada en las mentes de los físicos de la época que fue difícil para la comunidad física derribar por completo el edificio de la física recién establecido simplemente porque sí. de un experimento.
Debe haber un cerebro con pensamiento subversivo, y Einstein tenía exactamente este tipo de cerebro.
Einstein utilizó la "navaja de Occam" para eliminar el "éter" y el resultado fue: ¡todos los problemas estaban resueltos!
En opinión de Einstein: dado que todo es causado por el concepto de éter, y este concepto en sí es hipotético, ¿por qué no podemos abandonar el concepto de éter y restablecer un conjunto de conceptos más completo? sobre el sistema de física?
Por lo tanto, partiendo de las dos premisas (en realidad dos supuestos) del "principio de velocidad constante de la luz" y el "principio de la relatividad", nació la teoría especial de la relatividad, la visión absoluta del espacio. y el tiempo fue completamente trastornado, y nació la visión relativa del espacio y del tiempo.
De hecho, varios físicos de la época ya habían entrado en contacto inmediatamente con la teoría especial de la relatividad, como Poincaré, pero él no estaba dispuesto a abandonar el concepto de éter. ¡Me perdí la teoría especial de la relatividad!
También se debe enfatizar aquí que cualquier teoría científica se basa en suposiciones, siempre que su hipótesis sea autoconsistente y pueda explicar los fenómenos naturales mejor que otras hipótesis, es una suposición. Pero las suposiciones deben ser la menor posible, porque cuantas más suposiciones haya, mayor será la posibilidad de error.
La teoría especial de la relatividad también se basa en dos supuestos. Dado que es una hipótesis, entonces tienes motivos para no creerla: ¿por qué tienes que creer en la hipótesis? Al mismo tiempo, también puede presentar su propia hipótesis para reemplazar la hipótesis de Einstein, pero la premisa es que su hipótesis debe ser más perfecta. De lo contrario, ¿por qué otros deberían creer en su hipótesis?
Pero ¿por qué, más de cien años después, los científicos creen cada vez más en la teoría especial de la relatividad?
La respuesta es simple: la teoría especial de la relatividad ha resistido varias pruebas por parte de los científicos y, en el proceso de verificación continua, ¡el estado de la teoría especial de la relatividad se está volviendo cada vez más sólido!