Éter (fyzika)
Svetelný éter je látka, o ktorej sa kedysi verilo, že vypĺňa vesmír a vysvetľuje, ako môže dochádzať k prenosu svetelných vĺn. Ľudia verili, že svetlo je druh vlnenia. Vlny sa pohybujú po hladine vody v rybníku, vzduchom v miestnosti atď. Všetky vlny, ktoré ľudia predtým skúmali, sa pohybovali cez médium Zvukové vlny sa pohybovali rýchlejšie cez oceľ ako cez vzduch. Ľudia si teda predstavovali, že aj svetlo sa musí pohybovať podobným médiom. Keďže svetlo sa šíri rýchlejšie ako čokoľvek iné, malo by sa šíriť cez niečo pevnejšie (napríklad oceľ) rýchlejšie ako cez čokoľvek iné. Zároveň by však táto látka musela byť úplne poddajná, aby nespomalila pohyb planét a nespôsobila, že nakoniec spadnú do svojho slnka. Ľudia, ktorí prišli pred Albertom Einsteinom, verili, že táto látka existuje, a nazývali ju "svetelný éter".
Ak by pozorovateľ cestoval na lodi, ktorá sa pohybuje oceánskym prúdom, mohol by pozorovať zmeny v rýchlosti, akou sa vlny pohybujú, v závislosti od vzťahu pozorovateľa k prúdu.
Fyzici uskutočnili experimenty, aby sa pokúsili túto otázku objasniť. Michelsonov-Morleyho experiment ukázal, že neexistuje žiadne médium, ktorým by sa svetlo šírilo. Ukázal, že neexistuje svetelný éter.
Najjednoduchšie je predstaviť si veľmi rýchlu vesmírnu loď, ktorá sa pohybuje polovičnou rýchlosťou svetla od jednej hviezdy k druhej. Vesmírna loď má dva merače rýchlosti svetla, jeden smerujúci dozadu a druhý dopredu. Keďže sa vesmírna loď pohybuje smerom od fotónov vyžarovaných žltou hviezdou a beží smerom k fotónom vyžarovaným modrou hviezdou, naša bežná skúsenosť nás vedie k očakávaniu, že rýchlosť žltých fotónov by sme namerali ako 150 000 kilometrov za sekundu a rýchlosť modrých fotónov ako 450 000 kilometrov za sekundu. Oba fotóny však merajú rýchlosť 300 000 km/s. Tento výsledok teda naznačuje, že rýchlosti sa nemenia v závislosti od pohybu vesmírnej lode.
Nedávny výskum
Nedávna štúdia je oveľa presnejšia ako štúdia Michelsona a Morleyho, ale stále ukazuje, že rýchlosť svetla je konštantná bez ohľadu na smer pohybu.
Červená vesmírna loď sa pohybuje od žltej hviezdy smerom k modrej hviezde. Vložka dole ukazuje merače rýchlosti svetla z oboch hviezd.
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je to svetelný éter?
Odpoveď: Svetelný éter je látka, o ktorej sa kedysi verilo, že vypĺňa vesmír a vysvetľuje, ako môže dochádzať k prenosu svetelných vĺn. Ľudia verili, že svetlo je druh vlnenia a že musí prechádzať nejakým médiom, aby jeho rýchlosť bola konzistentná.
Otázka: Čomu ľudia verili v súvislosti s touto látkou?
Odpoveď: Ľudia verili, že táto látka musí mať veľmi nízku viskozitu, aby nespomalila pohyb planét a nespôsobila, že nakoniec spadnú do svojho slnka. Taktiež si mysleli, že by sa dala použiť na vysvetlenie toho, prečo sa svetlo šíri takou vysokou rýchlosťou.
Otázka: Ako sa fyzici pokúsili objasniť túto otázku?
Odpoveď: Fyzici vykonávali experimenty, ako napríklad Michelsonov-Morleyho experiment, aby sa pokúsili zistiť, či skutočne existuje neviditeľné médium, ktorým svetlo cestuje, alebo nie.
Otázka: Čo ukázal Michelsonov-Morleyho experiment?
Odpoveď: Michelson-Morleyho experiment ukázal, že neexistuje žiadne médium, ktorým by sa svetlo šírilo, čo naznačuje, že neexistuje svetelný éter.
Otázka: Ako si môžeme predstaviť, čo sa stane, keď pozorovateľ cestuje na lodi pohybujúcej sa oceánskym prúdom?
Odpoveď: Ak by pozorovateľ cestoval na lodi, ktorá sa pohybuje oceánskym prúdom, potom by mohol pozorovať zmeny v rýchlosti, akou sa vlny zdajú pohybovať v závislosti od ich vzťahu k prúdu.
Otázka: Čo nám predstava vesmírnej lode, ktorá cestuje od jednej hviezdy k druhej, hovorí o relatívnych rýchlostiach?
Odpoveď: Keď si predstavíme veľmi rýchlu vesmírnu loď, ktorá sa pohybuje polovičnou rýchlosťou svetla od jednej hviezdy k druhej, zistíme, že obidva fotóny merajú rýchlosť 300 000 km/s bez ohľadu na pohyb alebo smer - tým naznačujú, že rýchlosti sa nemenia vzhľadom na pohyb vesmírnej lode.
