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??ther

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L'??ther luminif??re: il a ??t?? ??mis l'hypoth??se que la Terre se d??place ?? travers un ??support?? de l'??ther qui porte la lumi??re

Dans la fin du 19e si??cle, "l'??ther luminif??re" (ou "??ther"), ce qui signifie lumi??re roulement ??ther, est le terme utilis?? pour d??crire un milieu pour la propagation de la lumi??re . Le mot provient ??ther via latine du grec αιθήρ, d'un sens de la racine ?? allumer, br??ler ou briller. Cela signifiait la substance pens?? dans les temps anciens pour remplir les r??gions sup??rieures de l'espace, au-del?? des nuages.

Des th??ories ult??rieures, y compris la relativit?? restreinte ont ??t?? ??labor??s sans la notion de l'??ther. Aujourd'hui, l'??ther est consid??r?? comme un remplac??e th??orie scientifique.

L'histoire de la lumi??re et de l'??ther

Isaac Newton a soutenu que la lumi??re ??tait compos?? de nombreuses petites particules. Cela pourrait expliquer des fonctionnalit??s telles que la capacit?? de la lumi??re ?? voyager dans les lignes droites et de r??fl??chir sur les surfaces. Cette th??orie a ??t?? connu pour avoir ses probl??mes: m??me se il a bien expliqu?? la r??flexion, son explication de r??fraction et diffraction a ??t?? moins satisfaisante. Afin d'expliquer la r??fraction, les Opticks de Newton (1704) ont postul?? un "Aethereal Medium" transmettre des vibrations vite que la lumi??re, par laquelle la lumi??re, quand Overtaken, est mis en "Fits de facile r??flexion et transmission facile", qui a caus?? la r??fraction et la diffraction. Newton croyait que ces vibrations ??taient li??s au rayonnement de chaleur:

Ne est pas la chaleur de la pi??ce chaude convey'd dans le vide par les vibrations d'un milieu de subtiler bien que l'air, qui, apr??s l'Air a ??t?? attir??e sur rest?? dans le vide? Et ce ne est pas la m??me chose avec moyen que moyen par lequel la lumi??re est r??fract??e et r??fl??chie, et en vibrations lumineuses dont la chaleur communique aux organismes, et est mis dans des acc??s de facile r??flexion et transmission facile?

La compr??hension moderne est que le rayonnement de chaleur est, comme, le rayonnement ??lectromagn??tique de la lumi??re. Cependant, Newton les consid??rait comme deux ph??nom??nes diff??rents. Il croyait vibrations de chaleur pour ??tre excit?? ??quand un rayon de lumi??re tombe sur la surface de tout corps pellucide". Il ??crit: ??Je ne sais pas ce que ce est Aether??, mais que, si elle est constitu??e de particules, ils doivent ??tre ??extr??mement petits que ceux d'Air, ou m??me que ceux de la Lumi??re: La petitesse d??passement de ses particules peuvent contribuer ?? la grandeur de la force par laquelle ces particules peuvent se ??loigner les uns des autres, et rendre ainsi que le milieu excessivement plus rares et elastick que l'air, et par cons??quent extr??mement moins en mesure de r??sister aux mouvements de projectiles, et excessivement plus en mesure d'appuyer sur les corps bruts, en se effor??ant de se d??velopper. "

Christiaan Huygens, avant Newton, avait ??mis l'hypoth??se que la lumi??re ??tait une onde se propageant ?? travers un ??ther, mais Newton rejet?? cette id??e. La principale raison de son rejet se explique par le fait que les deux hommes pouvaient apparemment seulement envisagent de lumi??re pour ??tre une onde longitudinale, comme le son et d'autres ondes m??caniques dans fluides. Cependant, les ondes longitudinales ont n??cessit?? seulement par une forme pour une direction de propagation d??termin??e, au lieu de deux polarisations comme dans une onde transversale, et ainsi, ils ne ont pas pu expliquer le ph??nom??ne de bir??fringence, o?? deux polarisations de la lumi??re sont r??fract??s diff??remment par un cristal. Au lieu de cela, Newton pr??f??re imaginer des particules non sph??riques, ou des "globules", de la lumi??re avec diff??rentes "c??t??s" qui donnent lieu ?? bir??fringence. Une autre raison pour laquelle Newton a rejet?? la lumi??re comme des ondes dans un milieu est parce que un tel milieu aurait ?? ??tendre partout dans l'espace, et serait ainsi ??d??ranger et retarder les motions de ces grands corps" (les plan??tes et com??tes) et donc ??comme il [le milieu de la lumi??re] est d'aucune utilit??, et entrave le fonctionnement de la nature, et lui fait languir, donc il n'y a aucune preuve de son existence, et donc il doit ??tre rejet??e. "

En 1720, James Bradley a effectu?? une s??rie d'exp??riences qui tentent de mesurer parallaxe stellaire. M??me se il n'a pas r??ussi ?? d??tecter toute parallaxe, pla??ant ainsi une limite inf??rieure de la distance aux ??toiles, il a d??couvert un autre effet, l'aberration stellaire , un effet qui ne d??pend pas de la position (comme dans la parallaxe), mais sur la vitesse. Il a remarqu?? que la position apparente de l'??toile que la Terre a chang?? d??plac?? autour de son orbite. Bradley a expliqu?? cet effet dans le contexte de la th??orie corpusculaire de Newton de la lumi??re, en montrant que l'angle d'aberration a ??t?? donn??e par plus de simple vecteur de vitesse orbitale de la Terre et de la vitesse des corpuscules de lumi??re, juste tombant verticalement gouttes de pluie frappent un objet en mouvement au un angle. Connaissant la vitesse de la Terre et de l'angle d'aberration, ce qui lui a permis d'estimer la vitesse de la lumi??re. Pour expliquer l'aberration stellaire dans le cadre d'une th??orie de la lumi??re ?? base d'??ther-a ??t?? consid??r?? comme plus probl??matique, car il faut que l'??ther soit fixe alors m??me que la Terre se d??place par elle-pr??cis??ment le probl??me qui a conduit Newton ?? rejeter un mod??le d'onde dans le premi??re place.

Cependant, un si??cle plus tard, Young et Fresnel relanc?? la th??orie ondulatoire de la lumi??re quand ils ont soulign?? que la lumi??re pourrait ??tre un onde transversale plut??t qu'une onde longitudinale polarisation d'une onde transversale (comme "les parties" de Newton sur la lumi??re) pourraient expliquer bir??fringence, et dans le sillage d'une s??rie d'exp??riences sur la diffraction le mod??le de particules de Newton a finalement ??t?? abandonn??. Les physiciens encore suppos??s , cependant, que comme des vagues m??caniques, ondes lumineuses n??cessaires pour un support propagation, et donc n??cessaire l'id??e de Huygens d'un ??ther "gaz" impr??gne tout l'espace.

Cependant, une onde transversale apparemment n??cessaire le milieu de propagation ?? se comporter comme un solide, par opposition ?? un gaz ou un fluide. L'id??e d'un solide qui ne interagissent pas avec la mati??re ??tait un peu bizarre, et Augustin-Louis Cauchy a sugg??r?? que peut-??tre il y avait une sorte de "glisser", ou "entra??nement", mais cela a fait les mesures d'aberration difficile ?? comprendre. Il a ??galement sugg??r?? que l'absence d'ondes longitudinales sugg??r?? que l'??ther avait compressibilit?? n??gative. George Green a soulign?? qu'un tel fluide serait instable. George Gabriel Stokes est devenu un champion de l'interpr??tation de l'entra??nement, l'??laboration d'un mod??le dans lequel l'??ther pourrait ??tre (par analogie avec r??sine de pin) rigide ?? tr??s hautes fr??quences et le fluide ?? des vitesses inf??rieures. Ainsi, la Terre pourrait se d??placer ?? travers elle assez librement, mais il serait assez rigide pour supporter la lumi??re.

Plus tard, les ??quations de Maxwell ont montr?? que la lumi??re est une onde ??lectromagn??tique . Le besoin ??vident pour un milieu de propagation d'une telle Ondes hertziennes peuvent ??tre vus par le fait qu'ils sont constitu??s d'perpendiculaire ??lectrique (E) et magn??tique (H) ou B vagues. Les ondes ??lectroniques sont constitu??s de champs ??lectriques dipolaires ondul??es, et toutes ces dip??les semblent exiger charges ??lectriques s??par??es et oppos??es. La charge ??lectrique est une propri??t?? inextricable de la mati??re , il est apparu qu'une certaine forme de question a ??t?? tenu de fournir le courant alternatif qui semblent avoir d'exister ?? tout point le long du chemin de propagation de l'onde. Propagation des ondes dans un v??ritable vide impliquerait l'existence de champs ??lectriques sans associ?? charge ??lectrique ou de charge ??lectrique sans mati??re associ??e. Mais compatible avec les ??quations de Maxwell, induction ??lectromagn??tique des champs ??lectriques ne pouvait ??tre d??montr??e dans le vide, parce que toutes les m??thodes de d??tection des champs ??lectriques n??cessaires mati??re charg??e ??lectriquement.

En outre, les ??quations de Maxwell exigeait que toutes les ondes ??lectromagn??tiques dans vide propager ?? une vitesse fixe, c . Comme cela ne peut se produire dans une cadre de r??f??rence dans la physique newtonienne (voir Relativit?? galil??enne-newtonienne), l'??ther a ??mis l'hypoth??se que le rep??re absolu et unique de r??f??rence dans lequel les ??quations de Maxwell d??tiennent. Ce est, l'??ther doit ??tre ??encore?? universellement, sinon c varierait avec toutes les modifications qui pourraient se produire dans son milieu de soutien. Maxwell lui-m??me propos?? plusieurs mod??les m??caniques de l'??ther bas?? sur roues et engrenages, et George FitzGerald m??me construit un mod??le de travail de l'un d'eux. Ces mod??les avaient d'accord avec le fait que les ondes ??lectromagn??tiques sont transversal mais jamais longitudinal.

N??anmoins, en ce point les qualit??s m??caniques de l'??ther ??taient devenus de plus en plus magique: ce devait ??tre un fluide pour remplir l'espace, mais qui ??tait des millions de fois plus rigides que l'acier afin de soutenir les hautes fr??quences des ondes lumineuses. Il devait ??galement ??tre sans masse et sans viscosit??, sinon il serait visiblement affecter les orbites des plan??tes. En outre, il est apparu qu'il devait ??tre compl??tement transparent, non dispersif, incompressible, et continue ?? une tr??s petite ??chelle.

Maxwell a ??crit dans l'Encyclop??die Britannica:

Aethers ont ??t?? invent??s pour les plan??tes pour se baigner, pour constituer atmosph??res ??lectriques et magn??tiques affluvia, ?? transmettre des sensations d'une partie de notre corps ?? un autre, et ainsi de suite, jusqu'?? ce que tout l'espace avait ??t?? rempli trois ou quatre fois plus avec aethers ... . La seule ??ther qui a surv??cu est celui qui a ??t?? invent?? par Huygens pour expliquer la propagation de la lumi??re.

Scientifiques contemporains ??taient conscients des probl??mes, mais la th??orie d'??ther ??tait tellement enracin??e dans le droit physique en ce moment que ce ??tait simplement suppos?? exister. En 1908, Oliver Lodge a prononc?? un discours au nom de Lord Rayleigh de la Institution royale sur ce sujet, dans lequel il expose ses propri??t??s physiques, puis a tent?? d'offrir raisons pour lesquelles ils ne ??taient pas impossible. N??anmoins, il ??tait aussi conscient des critiques, et il a cit?? Lord Salisbury comme disant que "l'??ther est peu plus d'un cas nominatif du verbe onduler". D'autres ont critiqu?? comme une "invention anglaise", bien que Rayleigh plaisantant entre eux corrig?? pour indiquer qu'il ??tait en fait une invention de la Royal Institution.

Au d??but du 20??me si??cle, la th??orie ??ther ??tait en difficult??. Une s??rie d' exp??riences de plus en plus complexes a ??t?? r??alis??e ?? la fin des ann??es 1800 pour tenter de d??tecter le mouvement de la terre ?? travers l'??ther, et ne avait pas ?? le faire. Une gamme de th??ories de Ether glisser propos??es pourrait expliquer le r??sultat nul mais ils ??taient plus complexe, et avait tendance ?? utiliser des coefficients arbitraires prospectifs et les hypoth??ses physiques. Lorentz et Fitzgerald offerts dans le cadre du Lorentz th??orie de l'??ther une solution plus ??l??gante ?? la fa??on dont le mouvement d'un ??ther absolue pourrait ??tre ind??tectable (contraction de longueur), mais si leurs ??quations ??taient correctes, la nouvelle th??orie de la relativit?? (1905) pourrait g??n??rer les m??mes math??matiques sans se r??f??rer ?? un ??ther au tout. Aether est tomb?? ?? Rasoir d'Occam.

Aether et la m??canique classique

Le probl??me fondamental que pose l'hypoth??se d'??ther est n??e de la juxtaposition des deux th??ories bien ??tablies de la dynamique newtonienne et l'??lectromagn??tisme de Maxwell. En vertu d'un Transformation de Galil??e les ??quations de la dynamique newtonienne sont invariant, tandis que celles de l'??lectromagn??tisme sont pas. Fondamentalement, cela signifie que tandis que la physique devrait rester la m??me dans des exp??riences non-acc??l??r??e, la lumi??re ne serait pas suivre les m??mes r??gles parce que ce est voyager dans le "cadre ??ther" universelle. Certains effet caus?? par cette diff??rence devrait ??tre d??tectable.

Un exemple simple concerne le mod??le sur lequel l'??ther a ??t?? construit: son. La vitesse de propagation des ondes m??caniques, le vitesse du son, est d??finie par les propri??t??s m??caniques du support. Par exemple, si l'on se situe dans une avion de ligne, vous pouvez toujours avoir une conversation avec la personne ?? c??t?? de vous parce que le son de vos mots voyagent avec l'air int??rieur de l'avion. Cet effet est la base de tous dynamique newtonienne, qui dit que tout de son ?? la trajectoire d'une balle de baseball lanc??e devrions tous rester le m??me dans l'avion que rester assis sur la Terre. Ce est la base de la transformation de Galil??e, et le concept de cadre de r??f??rence.

Mais m??me ne ??tait pas vrai pour la lumi??re, puisque les math??matiques de Maxwell ont exig?? une seule vitesse universelle pour la propagation de la lumi??re, sur la base, non pas sur les conditions locales, mais sur deux propri??t??s mesur??es qui ont ??t?? suppos??s ??tre la m??me dans tout l'univers. Si ces chiffres ont chang??, il devrait y avoir des effets notables dans le ciel; ??toiles dans diff??rentes directions auraient diff??rentes couleurs, par exemple. Certes, ils resteraient constante dans un petit volume, ?? l'int??rieur de l'a??ronef dans notre exemple par exemple, ce qui implique que la lumi??re ne serait pas suivre avec l'avion (ou la Terre) d'une mani??re similaire ?? sonner. Ne pourrait allumer les m??dias de changement, par exemple, en utilisant l'atmosph??re tout pr??s de la Terre. Il avait d??j?? ??t?? d??montr?? que si tel ??tait le cas, le ciel serait color??e dans des directions diff??rentes que la lumi??re se est d??plac??e du milieu encore de l'??ther au milieu mouvement de l'atmosph??re de la Terre, provoquant la diffraction.

Ainsi, ?? ne importe quel point il devrait y avoir une sp??ciale syst??me de coordonn??es, ??au repos par rapport ?? l'??ther". Maxwell a not?? ?? la fin des ann??es 1870 pour que la d??tection du mouvement par rapport ?? cet ??ther devrait ??tre assez facile itin??rante lumi??re avec le mouvement de la Terre aurait une vitesse diff??rente de voyager l??ger en arri??re, car ils seraient tous deux en mouvement contre l'??ther immobile. M??me si l'??ther avait un flux universelle globale, ??volution de la situation pendant le cycle jour / nuit, ou sur la dur??e des saisons, devrait permettre la d??rive ?? d??tecter.

Exp??riences

L'exp??rience de Michelson-Morley a compar?? le temps de lumi??re de se refl??ter sur les miroirs dans deux directions orthogonales. Il est commun??ment admis de r??futer propagation de la lumi??re ?? travers un ??ther luminif??re.

De nombreuses exp??riences ont ??t?? r??alis??es ?? la fin des ann??es 1800 pour tester cet effet "vent d'??ther", mais la plupart ??taient ouverts ?? contester raison de la faible pr??cision. Les mesures sur la vitesse de propagation ??taient si impr??cises que comparer deux vitesses pour trouver un ??cart ??tait pratiquement impossible.

Le c??l??bre Exp??rience de Michelson-Morley ?? la place compar?? la lumi??re de la source avec lui-m??me apr??s avoir ??t?? envoy?? dans des directions diff??rentes, ?? la recherche de changements de phase d'une mani??re qui pourrait ??tre mesur??es avec une pr??cision extr??mement ??lev??e. La publication de leurs r??sultats en 1887, le r??sultat nul, ??tait la premi??re d??monstration clair que quelque chose ne allait vraiment pas avec le concept d'??ther de ce temps. Une s??rie d'exp??riences utilisant un appareil similaire, mais de plus en plus sophistiqu??e tout retourn?? le r??sultat nul ainsi. Un conceptuellement diff??rent exp??rience qui a ??galement tent?? de d??tecter le mouvement de l'??ther ??tait le 1903 Exp??rience Trouton-Noble, qui, comme Michelson-Morley a obtenu un r??sultat nul.

Il est important de comprendre ce ??r??sultat nul" signifie dans ce contexte. Cela ne signifie pas qu'il n'y avait pas la d??tection de mouvement; cela signifie plut??t que les r??sultats produits par l'exp??rience ne ??taient pas compatibles avec les hypoth??ses utilis??es pour le concevoir. Dans ce cas, l'exp??rience a abouti ?? un changement MM du motif de franges d'environ 0,01 d'un bord, correspondant ?? une petite vitesse. Cependant, il ??tait incompatible avec l'effet du vent pr??vu en raison de l'??ther (variations saisonni??res) la vitesse de la terre qui aurait exig?? un changement de 0,4 d'une frange, et l'erreur est assez petit pour que la valeur peut avoir en effet ??t?? z??ro. D'autres exp??riences modernes ont r??duit depuis la valeur possible d'un nombre tr??s proche de z??ro, environ 10 -15.

Ces exp??riences "??ther-vent" ont conduit ?? l'abandon de la notion d'??ther par certains scientifiques, et une vague des efforts visant ?? "sauver" l'??ther en lui assignant jamais propri??t??s plus complexes par d'autres. D'int??r??t particulier est la possibilit?? de ??entra??nement de l'??ther?? ou ??glisser ??ther", ce qui r??duirait l'ampleur de la mesure, peut-??tre assez pour expliquer les r??sultats MMX. Cependant, comme indiqu?? pr??c??demment, l'??ther tra??ner avait d??j?? ses propres probl??mes, notamment l'aberration. Une mesure plus directe a ??t?? faite dans le Hammar exp??rience, qui a dur?? une exp??rience de MM compl??te avec l'un des ??jambes?? plac??s entre deux blocs de plomb massives. Si l'??ther a ??t?? tra??n?? en masse alors cette exp??rience aurait pu d??tecter la tra??n??e caus??e par le plomb, mais encore une fois le r??sultat nul a ??t?? trouv??. Des exp??riences similaires par Hoek plac??s une jambe dans une cuve d'eau lourde. La th??orie a ??t?? de nouveau modifi??, cette fois ?? penser que l'entra??nement ne fonctionnait que pour les tr??s grandes masses ou ces masses avec de grands champs magn??tiques. Ceci a ??t?? d??montr?? ??galement ??tre incorrect lorsque Oliver Joseph Lodge not?? aucun effet autour d'autres plan??tes.

Un autre, compl??tement diff??rente, tenter de sauver ??ther "absolue" a ??t?? faite dans le Lorentz-Fitzgerald contraction hypoth??se, qui pose que tout a ??t?? affect??e par Voyage ?? travers l'??ther. Dans cette th??orie, la raison pour laquelle l'exp??rience de Michelson ??failed??, ce est que l'appareil est contract??e en longueur dans la direction de Voyage. Autrement dit, la lumi??re a ??t?? affect??e de la mani??re "naturelle" par son Voyage que l'??ther comme pr??vu, mais si l'appareil est lui-m??me, annuler toute diff??rence mesur??e. Fitzgerald avait d??duit cette hypoth??se d'un article de Oliver Heaviside. Sans r??f??rence ?? un ??ther, cette interpr??tation physique des effets relativistes a ??t?? partag?? par Kennedy et Thorndike en 1932 comme ils ont conclu que les contrats de bras de l'interf??rom??tre et aussi la fr??quence de sa source de lumi??re "tr??s pr??s" varie de la mani??re prescrite par la relativit??.

Une autre exp??rience visant ?? d??montrer les effets d'un ??ther ??tait 1851 confirmation exp??rimentale de Fizeau de 1818 pr??diction de Fresnel qu'une moyenne avec indice de r??fraction n en mouvement avec une vitesse v augmenterait la vitesse de la lumi??re se propageant ?? travers le milieu dans la m??me direction que v de c / n pour:

\ Frac {c} {n} + \ left (1 - \ frac {1} {n ^ 2} \ right) v.

Autrement dit, le mouvement ajoute seulement une fraction de la vitesse du fluide ?? la lumi??re (pr??dit par Fresnel pour faire La loi du travail de Snell dans tous les cadres de r??f??rence, compatible avec l'aberration stellaire). Ce ??tait initialement interpr??t?? comme signifiant que le milieu tra??ne l'??ther long, avec une partie de la vitesse de la moyenne, mais cette compr??hension a ??t?? rejet??e apr??s Wilhelm Veltmann d??montr?? que l'indice n dans la formule de Fresnel d??pendait de la longueur d'onde de la lumi??re, de sorte que l'??ther ne pouvait pas se d??placer ?? une vitesse ind??pendante de la longueur d'onde. Cela implique qu'il doit y avoir un ??ther s??par??e pour chacun des infinit?? de fr??quences. Cette prise de conscience a eu tendance ?? saper la croyance en l'??ther comme un concept physique viable. En outre, avec l'av??nement de la relativit??, l'??quation de Fresnel a ??t?? montr?? par Laue en 1907 pour ??tre juste une approximation, valable pour v beaucoup plus petite que c, pour la formule relativiste correcte d'ajouter les vitesses v (moyen) et c / n (cadre de repos):

\ Frac {c / n + v} {1 + \ frac {vc / n} {c ^ 2}} \ approx \ frac {c} {n} + \ left (1 - \ frac {1} {n ^ 2 } \ right) v + O \ left (\ frac {v ^ 2} {c ^ 2} \ right).

De m??me a ??t?? imm??diatement per??u l'effet dit de Sagnac, observ?? par G. Sagnac en 1913 pour ??tre pleinement compatible avec la relativit?? restreinte. En fait, l'exp??rience effectu??e par Exp??rience de Michelson-Gale-Pearson en 1925 a ??t?? propos?? sp??cifiquement comme un test pour confirmer la th??orie de la relativit??, mais il a ??galement ??t?? reconnu que ces tests, qui mesurent simplement la rotation absolue, sont ??galement conformes aux th??ories non relativistes.

Durant les ann??es 1920, les exp??riences lanc??es par Michelson ont ??t?? r??p??t??es par Dayton Miller, qui a proclam?? publiquement des r??sultats positifs ?? plusieurs reprises, mais pas assez grand pour ??tre compatible avec tout th??orie d'??ther connu. Dans tous les cas, d'autres chercheurs ??taient incapables de reproduire les r??sultats all??gu??s de Miller, et dans les ann??es suivantes, la pr??cision exp??rimentale de ces mesures a ??t?? soulev??e par plusieurs ordres de grandeur, et aucune trace de toutes les violations de l'invariance de Lorentz a ??t?? vu. (Une r??-analyse ult??rieure des r??sultats de Miller a conclu qu'il avait sous-estim?? les variations dues ?? la temp??rature.)

Fin de l'??ther?

Aether th??orie a ??t?? trait??e un autre coup lorsque la transformation de Galil??e et de la dynamique newtonienne ont tous deux ??t?? modifi??s par Albert Einstein de la th??orie de la relativit?? restreinte , donnant les math??matiques de Lorentzienne ??lectrodynamique un nouveau, le contexte "non-??ther". Contrairement ?? la plupart des changements majeurs dans la pens??e scientifique, la th??orie de la relativit?? restreinte a ??t?? adopt?? par la communaut?? scientifique remarquablement vite, coh??rente avec un commentaire plus tard d'Einstein que ce ??tait ??m??r pour la d??couverte" dans le plaidoyer d??but de 1905. Max Planck de la th??orie, avec le naturel et ??l??gante formulation donn??e ?? elle par Minkowski, a beaucoup contribu?? ?? l'acceptation rapide de la th??orie parmi les scientifiques qui travaillent.

Einstein a fond?? sa th??orie sp??ciale sur les travaux ant??rieurs de Lorentz, mais au lieu de sugg??rer que les propri??t??s m??caniques des objets modifi??s avec leur mouvement ?? vitesse constante ?? travers un ??ther ind??tectable, il a propos?? de d??duire les caract??ristiques que toute th??orie doit poss??der afin d'??tre compatible avec les principes les plus ??l??mentaires et fermement ??tablis, ind??pendamment de l'existence d'un ??ther hypoth??tique. Il a constat?? que la transformation de Lorentz doit transcender sa connexion avec les ??quations de Maxwell, et doit repr??senter les relations fondamentales entre les coordonn??es spatiales et temporelles de r??f??rentiels inertiels. De cette fa??on, il a d??montr?? que la physique rest?? invariant comme il l'avait avec la transformation de Galil??e, mais que la lumi??re ??tait maintenant invariant ainsi. Max Born en th??orie son de la relativit?? d'Einstein observ??:

Einstein dans les ann??es suivantes a propos?? d'appeler espace vide ??quip?? champs gravitationnels et ??lectromagn??tiques la ????ther??, lequel, cependant, ce mot ne est pas pour d??signer une substance avec ses attributs traditionnels. Ainsi, dans le "??ther" il doit y avoir aucun point d??terminables, et il est vain de parler de mouvement par rapport ?? la ????ther??. Une telle utilisation du mot "??ther" est ??videmment recevable, et une fois qu'elle a ??t?? sanctionn??e par l'usage de cette fa??on, sans doute tr??s pratique. A partir de maintenant l'??ther comme une substance dispara??t de la th??orie.

Avec le d??veloppement de la relativit?? restreinte, la n??cessit?? de tenir compte d'un cadre unique et universelle avait disparu et l'??ther du 19??me si??cle est all?? avec elle. Pour Einstein la transformation de Lorentz impliquait un changement conceptuel radical: que le concept de position dans l'espace ou le temps ne ??tait pas absolue, mais peut varier selon l'emplacement et la vitesse de l'observateur.

Par ailleurs, dans un autre article publi?? le m??me mois en 1905, Einstein a fait plusieurs observations sur un probl??me alors ??pineux, le effet photo??lectrique. Dans ce travail, il a d??montr?? que la lumi??re peut ??tre consid??r??e comme des particules qui ont une ??nature ondulatoire". Particules de toute ??vidence ne ont pas besoin d'un milieu de voyager, et donc, pas plus que la lumi??re. Ce ??tait la premi??re ??tape qui m??nerait au plein ??panouissement de la m??canique quantique , dans laquelle la nature ondulatoire et de la nature des particules ressemblant ?? de la lumi??re sont tous deux consid??r??s comme des simplifications de ce qui est ??passe vraiment." Un r??sum?? de la pens??e d'Einstein sur l'hypoth??se de l'??ther, la relativit?? et des quanta de lumi??re peut ??tre trouv?? dans sa conf??rence 1909 (d'origine allemande) " Le d??veloppement de nos vues sur la composition et l'Essence de rayonnement "

Lorentz de son c??t?? continu?? ?? utiliser le concept d'??ther. Dans ses conf??rences de l'ordre de 1911, il a soulign?? que ce ??la th??orie de la relativit?? a ?? dire", "peut ??tre r??alis??e ind??pendamment de ce que l'on pense de l'??ther et le temps". Il a ajout?? que "se il ya un ??ther ou non, les champs ??lectromagn??tiques existent certainement, et le fait ??galement l'??nergie des oscillations ??lectriques" afin que, "si nous ne aimons pas le nom de" ??ther ", nous devons utiliser un autre mot que une cheville pour accrocher toutes ces choses sur ". Il a conclu que "on ne peut nier le porteur de ces concepts une certaine substantialit??".

Au d??but des ann??es 1920, dans une conf??rence o?? il a ??t?? invit?? ?? donner ?? l'universit?? de Lorentz ?? Leiden, Einstein a cherch?? ?? concilier la th??orie de la relativit?? avec le concept ch??ri de son mentor de l'??ther. Dans cette conf??rence, a soulign?? que Einstein, la relativit?? g??n??rale, l'espace est "dot?? de grandeurs physiques" Il a soulign?? que l'??ther avait ??t?? relativis??, et ainsi perdu la derni??re propri??t?? m??canique qui Lorentz avait laiss??, ?? savoir, son ??tat de mouvement. Ainsi, il a jug?? que la relativit?? g??n??rale attribu??e propri??t??s physiques ?? l'espace, y compris une sorte de milieu pour la lumi??re, mais pas un seul mat??riau. Peu de temps avant sa conf??rence ?? Leyde en 1920, il a admis dans le document: "Grundgedanken und Methoden der Entwicklung Relativit??tstheorie dans ihrer dargestellt":

Je ai donc pens?? en 1905 qu'en physique on ne devrait pas parler de l'??ther du tout. Ce jugement ??tait trop radicale m??me si, comme nous le verrons avec les prochaines r??flexions sur la th??orie de la relativit?? g??n??rale. Il reste d'ailleurs, comme avant, a permis d'assumer un milieu de remplissage d'espace si l'on peut se r??f??rer aux champs ??lectromagn??tiques (et donc aussi pour assurer la mati??re) que l'??tat de celui-ci.

Des ann??es plus tard, il ya eu quelques personnes qui pr??conisaient une approche n??o-Lorentz ?? la physique, mais il est Lorentzienne seulement dans le sens de poser un v??ritable ??tat absolue de repos, qui est ind??tectable et qui ne joue aucun r??le dans les pr??dictions de la th??orie . (Aucune violation de Lorentz covariance n'a jamais ??t?? d??tect??, en d??pit des efforts acharn??s.) Par cons??quent, ces th??ories ressemblent les th??ories de l'??ther du 19e si??cle que le nom. Par exemple, le fondateur de la th??orie quantique des champs, Paul Dirac, a d??clar?? en 1951 dans un article de Nature, intitul?? ??Y at-il un ??ther?" ??Nous sommes plut??t forc??e ?? avoir un ??ther". Cependant, moins d'un an, Dirac avait abandonn?? l'id??e.

Adh??rents continue

Un tr??s petit nombre de physiciens (comme Dayton Miller et Edward Morley) recherche continue sur l'??ther dans les premi??res d??cennies du 20??me si??cle. Toutefois, aucune preuve de la sorte recherch?? par ces personnes n'a jamais pass?? les tests de normes scientifiques modernes. Aujourd'hui, la majorit?? des physiciens maintenez qu'il n'y a pas besoin d'imaginer qu'un milieu de propagation de la lumi??re existe. Ils croient que la th??orie g??n??rale de la relativit?? d'Einstein ni, ni la m??canique quantique ont besoin pour elle et qu'il n'y a aucune preuve pour cela. En tant que tel, un ??ther classique est un ajout inutile de la physique qui viole le principe de Le rasoir d'Occam. En outre, il est difficile de d??velopper une th??orie ??ther qui est compatible avec toutes les exp??riences de la physique moderne. Toute nouvelle th??orie de l'??ther doit ??tre compatible avec tous les essais d'exp??riences ph??nom??nes de la relativit?? restreinte, relativit?? g??n??rale , relativistes m??canique quantique , et ainsi de suite. Certains nouveaux concepts de "??ther" ont ??t?? propos??es au cours des derni??res ann??es, mais l'ensemble de ces aethers diff??rent fondamentalement de l'??ther classique.

Concepts Aether

  • Th??ories Aether
  • Aether (??l??ment classique)
  • Aether glisser hypoth??se
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