Éter (fyzika)
Světelný éter je látka, o níž se kdysi věřilo, že vyplňuje vesmír a vysvětluje, jak může docházet k přenosu světelných vln. Lidé věřili, že světlo je druh vlnění. Vlny se pohybují po hladině vody v rybníku, vzduchem v místnosti atd. Všechny vlny, které lidé dříve studovali, se pohybovaly prostředím Zvukové vlny se pohybovaly rychleji ocelí než vzduchem. Lidé si tedy představovali, že i světlo se musí pohybovat podobným prostředím. Protože se světlo šíří rychleji než cokoli jiného, mělo by se světlo šířit něčím pevnějším (například ocelí) rychleji než čímkoli jiným. Zároveň by ale tato látka musela být zcela poddajná, aby nezpomalovala pohyb planet a nezpůsobila jejich případný pád do slunce. Lidé přicházející před Albertem Einsteinem věřili, že tato látka existuje, a nazývali ji "světelný éter".
Pokud by pozorovatel cestoval na lodi pohybující se oceánským proudem, mohl by pozorovat změny v rychlosti, kterou se vlny zdánlivě pohybují, v závislosti na vztahu pozorovatele k proudu.
Fyzikové prováděli experimenty, aby se pokusili tuto otázku objasnit. Michelsonův-Morleyho experiment ukázal, že neexistuje žádné médium, kterým by se světlo šířilo. Ukázal, že neexistuje žádný světelný éter.
Nejjednodušší způsob, jak si představit obecnou myšlenku, je představit si velmi rychlou kosmickou loď, která se pohybuje poloviční rychlostí světla od jedné hvězdy ke druhé. Vesmírná loď má dva měřiče rychlosti světla, jeden směřující dozadu a druhý dopředu. Protože se kosmická loď pohybuje směrem od fotonů vyzařovaných žlutou hvězdou a běží směrem k fotonům vyzařovaným modrou hvězdou, naše běžná zkušenost nás vede k očekávání, že bychom naměřili rychlost žlutých fotonů 150 000 kilometrů za sekundu a rychlost modrých fotonů 450 000 kilometrů za sekundu. Oba fotony však měří rychlost 300 000 km/s. Tento výsledek tedy naznačuje, že rychlosti se nemění v závislosti na pohybu kosmické lodi.
Nedávný výzkum
Nedávná studie je mnohem přesnější než studie Michelsona a Morleyho, ale stále ukazuje, že rychlost světla je konstantní bez ohledu na směr pohybu.
Červená kosmická loď se pohybuje od žluté hvězdy k modré. Vložka dole ukazuje měřiče rychlosti světla z obou hvězd.
Otázky a odpovědi
Otázka: Co je to světelný éter?
Odpověď: Luminiferní éter je látka, o které se kdysi věřilo, že vyplňuje vesmír a vysvětluje, jak může docházet k přenosu světelných vln. Lidé věřili, že světlo je druh vlnění a že musí procházet nějakým prostředím, aby jeho rychlost byla konzistentní.
Otázka: Čemu lidé o této látce věřili?
Odpověď: Lidé věřili, že tato látka musí mít velmi nízkou viskozitu, aby nezpomalovala pohyby planet a nezpůsobila, že nakonec spadnou do svého slunce. Také se domnívali, že by se dala použít k vysvětlení toho, proč se světlo šíří tak vysokou rychlostí.
Otázka: Jak se fyzikové pokusili tuto otázku objasnit?
Odpověď: Fyzikové prováděli pokusy, jako byl Michelsonův-Morleyho experiment, aby se pokusili zjistit, zda skutečně existuje neviditelné médium, kterým se světlo šíří.
Otázka: Co ukázal Michelsonův-Morleyho experiment?
Odpověď: Michelsonův-Morleyho pokus ukázal, že neexistuje žádné médium, kterým by se světlo šířilo, což znamená, že neexistuje žádný světelný éter.
Otázka: Jak si můžeme představit, co se stane, když pozorovatel cestuje na lodi pohybující se oceánským proudem?
Odpověď: Pokud by pozorovatel cestoval na lodi pohybující se oceánským proudem, pak by mohl pozorovat změny v rychlosti, kterou se vlny zdánlivě pohybují, v závislosti na jejich vztahu k proudu.
Otázka: Co nám představa kosmické lodi cestující od jedné hvězdy ke druhé říká o relativních rychlostech?
Odpověď: Představíme-li si velmi rychlou kosmickou loď, která cestuje poloviční rychlostí světla od jedné hvězdy ke druhé, zjistíme, že oběma fotonům je naměřena rychlost 300 000 km/s bez ohledu na pohyb nebo směr - tím naznačíme, že rychlosti se nemění vzhledem k pohybu kosmické lodi.
