Отрицательный результат опыта Майкельсона поставил физиков в очень трудное положение. Этот результат противоречил теории неподвижного эфира.
В. Ритц попытался объяснить отрицательный результат опыта Майкельсона. Он выдвинул так называемую баллистическую гипотезу, согласно которой к скорости светового луча, выпущенного подвижным источником, добавляется скорость самого источника, так же, как и к скорости снаряда, выпущенного крейсером, добавляется скорость самого крейсера. Эта гипотеза действительно объясняла добытый нулевой результат. Однако гипотеза Ритца была отвергнута сама, что противоречит волновой теории света, так как скорость распространения любой волны не зависит от скорости ее источника. В волне, как и в любом непрерывном процессе, все определяется бесконечно близкими точками, а не источником. В 1913 г. астроному де Ситтера удалось прямыми наблюдениями за двойными звездами доказать ложность гипотезы Ритца.
Представим себе (рис. 14.4), что звезда Б вращается вокруг звезды А за ходом стрелки часов. В положении 1 скорость направленного на Землю света должна быть меньше на скорость звезды, а в положении 2 скорость звезды добавляться к скорости света. И хотя звезды движутся сравнению со светом чрезвычайно медленно, все же этой разности скоростей достаточно, чтобы в течение своей долгой путешествия «быстрое» свет догнала и перегнала «медленное» раньше, чем они попадут на Землю в объектив телескопа. Нетрудно себе представить, что тогда должен видеть в телескоп астроном. Если оба луча приходят к нему одновременно, он вместо двойной звезды увидит тройную, поскольку помимо центрального светила свой сигнал пошлет ему и спутник, причем сразу с двух разных мест.
То есть «быстрый» свет догнали бы «медленное» до достижения Земли, и наблюдатель увидел бы звезду спутника в положении 2 раньше, чем в положении 1. Однако никаких звездных «призраков» на небе никто никогда не видел, хотя по точным расчетам, если исходить из баллистической гипотезы Ритца, они обязательно должны наблюдаться. Итак, надо признать, что гипотеза «крейсера и снаряда» для света противоречит опыта и неприемлема.
Первый шаг на пути к правильному решению противоречий в связи с отрицательным результатом опыта Майкельсона сделал X. Лоренц, который разработал теорию оптических явлений движущихся тел. Такая гипотеза «спасала» эфир и объясняла нулевой результат эксперимента Майкельсона. Однако поскольку лоренц-Фитц-джеральдовому сокращению должны подлежать равной степени все тела в движущейся системе, то это сокращение невозможно обнаружить обычными измерениями длины. Обычно измерения длины заключается в сравнении твердого стержня единичной длины с измеряемой расстоянием. Поскольку во время движения и единица длины, и измеряемое расстояние сократятся в одинаковое число раз, отношения между ними сохранится.
Окончательный ответ на вопрос о сокращении тел в направлении движения при больших скоростях дал А. Эйнштейн, создав специальную теорию относительности. Отрицательный результат опыта Майкельсона стал основой для создания этой теории. А. Эйнштейн говорил А. Майкельсона так: «Вы открыли физикам новые пути и своими замечательными экспериментами проложили дорогу для теории относительности. Вы обнаружили ошибки эфирной теории света и стимулировали идеи Лоренца и Фитцджеральда, из которых развилась специальная теория относительности. Без вашей работы эта теория была бы и сейчас только интересным допущением, она получила первое реальное подтверждение в ваших опытах *.
Загрузка...