We
wcześniejszych wpisach kilkukrotnie wykazywałem, że współczesna
fizyka znalazła się w ślepym zaułku paradoksów i osobliwości, z
którego nie umie się wyrwać. Warto zastanowić się, co
spowodowało ten stan - dlaczego całe zastępy najwybitniejszych
naukowców nadal próbują udowadniać i rozwijać teorie, które w
sposób oczywisty wpędzają ich w świat logicznych sprzeczności.
Aby
zrozumieć ten fenomen trzeba wrócić aż do połowy XIX wieku i
stanu ówczesnej wiedzy, gdyż wtedy zaszły wydarzenia determinujące
dzisiejsze teorie fizyczne. Był to czas gwałtownego postępu nauki,
dokonywania wielu niezwykłych odkryć i wśród ówczesnych
naukowców dosyć powszechny był pogląd, że zbliżają się do
granic poznania – stworzenie uniwersalnej teorii opisującej
działanie całego wszechświata wydawało się być na wyciągniecie
ręki. Do takich sądów uprawniały m. in. prace Maxwella, który
udowodnił, że oddziaływania elektryczne i magnetyczne, w tym także
światło, są rodzajami tego samego zjawiska – elektromagnetyzmu i
że rozchodzą się w próżni w postaci fali (fala
elektromagnetyczna) z taką samą prędkością (prędkość
światła).
Logicznym
wnioskiem jaki wyciągnął Maxwell ze swych odkryć było
stwierdzenie, że cały wszechświat musi być wypełniony substancją
umożliwiającą przepływ tych fal – swoisty nośnik, czy też
przewodnik dla nich. Maxwell nazwał tę substancję eterem i w
artykule dla
Encyklopedii Brytyjskiej
napisał:
„Jakiekolwiek
możemy mieć trudności z uformowaniem spójnej idei budowy eteru,
nie możemy mieć wątpliwości, że międzyplanetarne i
międzygwiezdne przestrzenie nie są puste, ale zajęte przez
materialną substancję czy ciało, które jest z pewnością
największym i prawdopodobnie najbardziej jednorodnym ciałem o jakim
wiemy".
Można dodać, że zgodnie z założeniami Maxwella tenże eter
oprócz dokładnego wypełniania całej przestrzeni powinien też być
jednorodny, nieściśliwy, bezwonny itp.
Wobec
tak sformułowanego przekonania sławnego odkrywcy całe rzesze
fizyków rozpoczęły usilne próby doświadczalnego potwierdzenia
istnienia eteru i ustalenia jego właściwości. W latach
osiemdziesiątych XIX wieku dwaj naukowcy, Michelson i Morley,
przeprowadzili eksperyment (serię eksperymentów) w którym
wykazali, że postulowany przez Maxwella eter nie istnieje. Wyszli oni
z założenia, że Ziemia, która porusza się wobec Słońca, w
sposób oczywisty porusza się także wobec eteru (o ile on
istnieje). W tej sytuacji światło słoneczne docierające do Ziemi
powinno mieć różne prędkości w różnych fazach obrotu Ziemi –
n. p. gdy obserwator znajdujący się w jakimś punkcie na Ziemi
wraz z jej obrotem zbliża się do Słońca (od momentu wschodu do
południa), lub się od niego oddala (od południa do zachodu).
Okazało się, że zbliżanie się czy też oddalanie od źródła
światła nie ma żadnego wpływu na mierzoną jego prędkość -
jest ona zawsze stała. Eksperyment, powtarzany wielokrotnie przez
różnych uczonych przy stosowaniu coraz bardziej precyzyjnej
aparatury pomiarowej, zawsze dawał taki sam wynik. Wniosek wydawał
się oczywisty – coś takiego jak eter Maxwella nie istnieje,
natomiast prędkość światła jest zawsze stała (tę
prawidłowość potwierdzało także inne sławne doświadczenie –
eksperyment Fizeau).
Niezwykle
trudną sytuację w jakiej znalazła się w tym momencie fizyka
uratował w początkach XX wieku Albert Einstein przedstawiając swe
teorie względności (najpierw szczególną, a później ogólną).
Dzięki wprowadzenia w tych teoriach pojęcia czasoprzestrzeni i
przyjęciu, że nic nie może przekraczać prędkości światła
Einstein zaprezentował możliwe rozwiązanie przedstawionych
problemów i wywołał entuzjazm środowisk naukowych. Pozytywy
teorii względności wydawały się na tyle dominujące, że mało
komu przeszkadzały jej słabości, czyli pojawienie się wyników
zmierzających do nieskończoności. Cała fizyka poszła tropami
Einsteina i do dzisiaj nie może przestać beznadziejnie walić
głową w mur paradoksów i osobliwości - przedstawiałem to we
wpisach Osobliwości
– wielkie oszustwo fizyków oraz
Szybciej
niż światło, a
także w innych, więc nie będę się powtarzał.
Natomiast
wyjaśnienia wymaga przyczyna, która sprawiła, że
teoria
eteru Maxwella została wyrzucona na śmietnik i obecnie wzbudza
uśmiech politowania jako historyczna ramotka naukowa.
Przede
wszystkim należy spojrzeć na założenia wyjściowe eksperymentu
Michelsona – Morleya (powielane przez następców potwierdzających
uzyskane przez nich wyniki). Otóż przyjęli oni, że Ziemia (i cały
Układ Słoneczny, a także nasza galaktyka Droga Mleczna)
przemierzająca wszechświat (kosmos), porusza się względem
wypełniającego go całkowicie eteru Maxwella. Sprawa wydawała się
na tyle oczywista, że pominięto fakt, iż zagadnienie jest zbieżne
z nurtującym już Arystotelesa, a później także Galileusza i
kolejnych uczonych problemem istnienia uniwersalnego układu
odniesienia. Można mieć nawet wrażenie, że w założeniach tych
eter wypełnia jakieś odległe "międzyplanetarne i międzygwiezdne przestrzenie" (takich
słów użył Maxwell), ale nie bardzo dotyczy nas bezpośrednio,
tego że my sami, także przyrządy badawcze i dokładnie wszystko co
nas otacza, co istnieje, też jest wypełnione eterem Maxwella. Nie
to jest jednak istotne, ale inny popełniony przez Michelsona i
Morleya błąd. Byli oni w stanie określić jakie eter powinien
mieć właściwości, ale wcale nie zadali sobie pytania jaki ma
całościowy kształt i w związku z tym w jakim jego miejscu my
(Ziemia, Słońce, itd.) się znajdujemy – wydawało im się to nie
istotne, bo przecież i tak poruszamy się wobec niego.
Myślę,
że Czytelnicy tego bloga powinni znać już odpowiedź. Najpierw
polecam powrót do mego wcześniejszego postu Kształt
przestrzeni.
W konkluzji opisanych tam analiz i wniosków napisałem, że
Uniwersum
(wszechświat) jest
przestrzenią
trójwymiarową, zakrzywioną w czwartym wymiarze. Jest przy tym
stała, stabilna (nieruchoma), sztywna, posiada określoną wielkość,
a każdy jej punkt leży dokładnie w jej centrum.
Proszę szczególnie
zwrócić uwagę na stwierdzenie, że każdy punkt (kwant)
przestrzeni leży dokładnie w jej środku (w centrum wszechświata)
i nie może tego miejsca zmienić, a więc, co bardzo ważne,
przestrzeń wobec każdego jej punktu (kwantu) jest całkowicie
nieruchoma.
Dopiero
teraz problem eteru Maxwella, a także eksperymentów Michelsona i
Morleya oraz ich następców, można właściwie zinterpretować.
Maxwell miał racje (był o tym przekonany), chociaż też popełnił
pewien błąd. Każda energia, w tym światło, aby się
przemieszczać czy też rozprzestrzeniać (promieniować)
rzeczywiście potrzebuje nośnika i on istnieje, ale niepotrzebnie
został nazwany eterem. Przestrzeń bowiem nie jest wypełniona
eterem, ale to sama przestrzeń, kwantowa
przestrzeń,
spełnia wszystkie warunki jakie zostały postawione tej substancji
(patrz wpis Budowa przestrzeni).
Natomiast Michelson i Morley nie zdali sobie sprawy, że chociaż
poruszamy się wobec siebie, to jednak zawsze pozostajemy całkowicie
nieruchomi wobec przestrzeni i rozprzestrzeniającej się w niej
energii – jest to rzeczywiście niezwykle trudne (w zasadzie
niemożliwe) do wyobrażenia,
ale nie powinno być aż tak trudne do zrozumienia. Trzeba więc
powiedzieć, że doświadczenia Michelsona i Morleya oraz ich
następców nie obalają koncepcji eteru Maxwella, natomiast
potwierdzają prezentowaną na tym blogu Teorię Kwantowej
Przestrzeni.
