Michelsonův-Morleyho experiment

Michelson-Morleyův experiment je experimentálním pokusem odhalit existenci světélkujícího éteru , hypotetického prostoru vyplňujícího médium, které bylo považováno za nositele světelných vln . Experiment byl uskutečněn mezi dubnem a červencem 1887 americkými fyziky Albertem A. Michelsonem a Edwardem W. Morleyem na Case Western Reserve University v Clevelandu , Ohio , a publikován v listopadu téhož roku [1] .

Experiment porovnával rychlost světla v kolmých směrech ve snaze detekovat relativní pohyb hmoty skrz nehybný světélkující éter („éterový vítr“). Výsledek byl negativní, protože Michelson a Morley nenašli žádný významný rozdíl mezi rychlostí světla ve směru cesty přes předpokládaný éter a rychlostí v pravém úhlu. Tento výsledek je obecně považován za první pevný důkaz proti v té době převládající teorii éteru a také za začátek řady výzkumů, které nakonec vedly ke speciální teorii relativity , která vyloučila stacionární éter [A 1] . Einstein o tomto experimentu napsal: „Kdyby nás Michelsonův-Morleyův experiment nepřivedl do vážného zmatku, nikdo by neuvažoval o (polovičním) vykoupení teorie relativity. [A 2] :219

Experimenty typu Michelson-Morley byly mnohokrát opakovány se stále se zvyšující citlivostí. Ty zahrnovaly experimenty od roku 1902 do roku 1905 a řadu experimentů ve dvacátých letech 20. století. V roce 2009 experimenty s optickým rezonátorem potvrdily nepřítomnost éterového větru na úrovni 10 −17 [2] [3] . Spolu s experimenty Ives-Stilwell a Kennedy-Thorndike tvoří experimenty Michelson-Morleyho typu jeden ze základních testů speciální teorie relativity [A 3] .

Aether Discovery

Fyzikální teorie 19. století naznačovaly, že stejně jako povrchové vlny na vodě musí být spojeny s látkou, tj. „médiem“, aby se pohybovaly napříč (v tomto případě vodou), tak slyšitelný zvuk vyžaduje médium, které přenáší své vlnové pohyby ( například vzduch nebo voda), takže světlo musí také potřebovat médium, "světelný éter ", aby mohlo přenášet své vlnové pohyby. Protože světlo může procházet vakuem, předpokládalo se, že i vakuum musí být vyplněno éterem. Jelikož je rychlost světla tak vysoká a hmotná tělesa procházejí éterem bez zjevného tření či odporu, předpokládalo se, že má velmi neobvyklou kombinaci vlastností. Navrhování experimentů pro zkoumání těchto vlastností bylo prioritou fyziky 19. století [A 4] :411ff .

Země obíhá kolem Slunce rychlostí asi 30 km/s. Země je v pohybu, takže byly zvažovány dvě hlavní možnosti: (1) éter je nehybný a jen částečně vlečen Zemí (navrhl Augustin Jean Fresnel v roce 1818), nebo (2) éter je zcela tažen Zemí a tak sdílí svůj pohyb na povrchu Lands (navržený Sirem Georgem Stokesem v roce 1844) [A 5] . Kromě toho James Clerk Maxwell (1865) rozpoznal elektromagnetickou povahu světla a vyvinul formalismus nyní nazývaný Maxwellovy rovnice , ale tyto rovnice byly stále interpretovány jako popis pohybu vln éterem, jehož stav pohybu byl neznámý. Nakonec byla Fresnelova myšlenka (téměř) stacionárního éteru vhodnější, protože se zdálo být potvrzeno Fizeauovým experimentem (1851) a aberací hvězdného světla [A 5] .

Podle hypotéz stacionárního a částečně strhávaného éteru jsou Země a éter v relativním pohybu, z čehož vyplývá přítomnost tzv. „éterového větru“ (obr. 2). Ačkoliv teoreticky by pohyb Země mohl odpovídat pohybu éteru v jednom časovém okamžiku, Země nemohla vzhledem ke změně směru a rychlosti pohybu zůstat vůči éteru stále v klidu. V kterémkoli daném bodě zemského povrchu se bude síla a směr větru měnit v závislosti na denní době a ročním období. Věřilo se, že analýzou rychlosti návratu světla v různých směrech v různých časech je možné změřit pohyb Země vzhledem k éteru. Očekávaný relativní rozdíl v naměřené rychlosti světla byl poměrně malý, vezmeme-li v úvahu, že rychlost Země na její oběžné dráze kolem Slunce je asi jedna setina procenta rychlosti světla [A 4] :417ff .

V polovině 19. století bylo považováno za možné měřit účinky éterického větru prvního řádu, tedy účinky úměrné v / c ( v je rychlost Země, c je rychlost světla) , ale přímé měření s požadovanou přesností rychlosti světla nebylo možné. Například Fizeau-Foucauldova instalace mohla měřit rychlost světla s přesností asi 5 %, což bylo zcela nedostatečné pro přímé měření změny rychlosti světla prvního řádu, protože v / c ~ 0,01 % . Proto se řada fyziků pokusila změřit nepřímé účinky prvního řádu nikoli rychlosti světla samotného, ale změn rychlosti světla (viz experimenty s éterovým větrem prvního řádu ). Hookův experiment byl například určen k detekci interferometrických proužkových posunů v důsledku rozdílu v rychlostech světelných vln šířících se v opačných směrech ve vodě v klidu. Všechny výsledky takových experimentů byly negativní [A 6] . To lze vysvětlit pomocí myšlenky Fresnelova koeficientu odporu , podle kterého je éter, a tím i světlo, částečně vlečen pohybující se hmotou. Částečné strhávání v éteru by zmařilo pokusy změřit jakoukoli změnu rychlosti světla prvního řádu. Jak zdůraznil Maxwell (1878), pouze experimentální sestavy schopné měřit efekty druhého řádu, tj. efekty úměrné druhé mocnině poměru v / c [A 7] [A 8] , mohou mít naději na detekci éterový vítr . Ukázalo se však, že existující experimentální nastavení nejsou dostatečně citlivá na měření účinků takové velikosti ( v 2 / c 2 ~ 10 −8 ).

Pokusy v letech 1881 a 1887

Michelsonův experiment (1881)

Michelson měl řešení problému vytvořit dostatečně přesné zařízení, aby detekovalo tok éteru. V roce 1877, když vyučoval na své alma mater, Námořní akademii Spojených států v Annapolis , Michelson provedl své první známé experimenty s rychlostí světla jako součást ukázky ve třídě. V roce 1881 po dokončení studií v Německu opustil aktivní službu amerického námořnictva. Ve stejném roce Michelson použil prototyp experimentálního zařízení k provedení dalších měření.

Zařízení, které vyvinul, později známé jako Michelsonův interferometr , posílalo žluté světlo ze sodíkového plamene (pro vyrovnání) nebo bílé světlo (pro skutečná pozorování) přes napůl postříbřené zrcadlo , které bylo použito k jeho rozdělení na dva paprsky v pravém úhlu. navzájem. Po opuštění rozdělovače paprsků byly paprsky nasměrovány na konce dlouhých ramen, kde byly malými zrcátky odráženy zpět do středu. Poté byly shromážděny na vzdálené straně rozbočovače v okuláru, čímž se vytvořil vzor konstruktivní a destruktivní interference , jehož boční posunutí by záviselo na relativní době, kterou světlo potřebuje k průchodu podélnými a příčnými rameny. Pohybuje-li se Země éterickým prostředím, paprsek světla putující paralelně s tokem tohoto éteru bude trvat déle, než se odrazí tam a zpět, než paprsek putující kolmo k éteru, protože od pohybu proti éteru uplynulo více času. éter větru je větší než čas ušetřený při cestování s éterickým větrem. Michelson očekával, že pohyb Země bude mít za následek posun okraje rovnající se 0,04 proužku, což je vzdálenost mezi oblastmi stejné intenzity. Očekávaný posun nezaznamenal; největší průměrná odchylka, kterou naměřil (v severozápadním směru) byla pouze 0,018 počtu; většina jeho měření byla mnohem menší. Jeho závěr byl, že Fresnelova hypotéza stacionárního éteru s částečným odporem éteru by měla být zamítnuta, a tak potvrdil Stokesovu hypotézu úplného odporu éteru [4] .

Alfred Pottier (a později Hendrik Lorentz ) však Michelsona upozornil na to, že udělal chybu ve výpočtu a že očekávaný okrajový posun měl být pouze 0,02 okraje. Michelsonovo zařízení bylo vystaveno experimentálním chybám příliš velkým na to, aby bylo možné říci něco průkazného o éterovém větru. Konečné měření éterového větru bude vyžadovat experiment s větší přesností a lepší kontrolou než originál. Prototyp však úspěšně prokázal, že základní metoda je proveditelná [A 5] [A 9] .

Michelson-Morley experiment (1887)

V roce 1885 Michelson zahájil spolupráci s Edwardem Morleyem a vynaložil značné množství času a peněz na potvrzení Fizeauova experimentu s Fresnelovým koeficientem odporu [5] z roku 1851 s větší přesností , na vylepšení Michelsonova experimentu z roku 1881 [1] a na stanovení vlnové délky světla jako a referenční délky [6] [7] . Během této doby byl Michelson profesorem fyziky na Case School of Applied Sciences a Morley byl profesorem chemie na Case Western Reserve University (WRU), která sdílela kampus s Case School na východním okraji Clevelandu. V září 1885 Michelson utrpěl nervové zhroucení , ze kterého se zotavil do října 1885. Morley přičítal toto zhroucení Michelsonově tvrdé práci během přípravy experimentů. V roce 1886 Michelson a Morley úspěšně potvrdili Fresnelův koeficient odporu - tento výsledek byl také považován za potvrzení koncepce stacionárního éteru [A 1] .

Tento výsledek posílil jejich naději na nalezení éterického větru. Michelson a Morley vytvořili vylepšenou verzi Michelsonova experimentu s více než dostatečnou přesností k odhalení tohoto hypotetického efektu. Experiment byl proveden během několika období nepřetržitého pozorování od dubna do července 1887 v suterénu WRU Adelbert Dormitory (později přejmenované na Pierce Hall, zbořeno v roce 1962) [A 10] [A 11] .

Jak je znázorněno na Obr. 5, světlo se opakovaně odráželo tam a zpět podél ramen interferometru, čímž se délka dráhy prodlužovala na 11 m (36 stop ). Při této délce je drift asi 0,4 třásní. Pro snadnou detekci byl přístroj sestaven v uzavřené místnosti v suterénu těžké kamenné ubytovny, což eliminovalo většinu tepelných a vibračních účinků. Vibrace byly dále redukovány montáží přístroje na velký blok pískovce (obr. 1), asi stopu tlustý a čtvercový 5 stop (1,5 m ) na straně, který plaval v kulatém žlabu rtuti. Vypočítali, že lze detekovat účinky kolem 0,01 šířky pásma.

Michelson, Morley a další časní experimentátoři používající interferometrické metody ve snaze změřit vlastnosti luminiferního éteru používali (částečně) monochromatické světlo pouze k počátečnímu nastavení svého zařízení, přičemž pro skutečná měření vždy přepínali na bílé světlo. Důvodem je, že měření byla zaznamenávána vizuálně. Čistě monochromatické světlo by vedlo k jednotnému vzoru třásní. Protože chyběly nejmodernější prostředky pro řízení okolní teploty , experimentátoři se potýkali s neustálým posunem interferenčních proužků, i když byl interferometr instalován v suterénu. Protože pruhy někdy mizely v důsledku vibrací způsobených projíždějícími koňmi, vzdálenými bouřkami a podobně, mohl se pozorovatel snadno „ztratit“, když se pruhy znovu staly viditelnými. Výhody bílého světla, které poskytuje zřetelný barevný interferenční vzor, daleko převažují nad obtížností seřízení přístroje kvůli jeho krátké koherenční délce . Jak napsal Dayton Miller , „pro pozorování byly vybrány pásy bílého světla, protože se skládají z malé skupiny pásů s centrálním, ostře ohraničeným černým pásem, který tvoří konstantní nulovou značku pro všechna měření“ [A 12] [poznámka 3] . Použití částečně monochromatického světla (žluté sodíkové světlo) během počátečního nastavení umožnilo výzkumníkům více či méně snadno určit polohu stejné délky dráhy před přechodem na bílé světlo. [poznámka 4]

Rtuťový žlab umožňoval otáčení přístroje s téměř nulovým třením, takže jedním zatlačením na pískovcový kvádr se pomalu otáčel v celém rozsahu možných úhlů až k „éterickému větru“, přičemž měření byla nepřetržitě pozorována okulárem. Z hypotézy éterového větru vyplývá, že jelikož se jedno z ramen nevyhnutelně otočí do směru větru ve stejnou dobu, kdy se druhé rameno otočí kolmo k větru, měl by být účinek patrný i po dobu několika minut.

Očekávalo se, že účinek bude vykreslen jako sinusoida se dvěma vrcholy a dvěma poklesy na otáčku zařízení. Tento výsledek lze očekávat, protože během každé úplné rotace bude každé rameno dvakrát rovnoběžné s éterickým větrem (směrem k větru a od něj, což dává stejný údaj) a dvakrát k němu kolmé. Navíc se v důsledku rotace Země očekává, že éterický vítr bude během hvězdného dne vykazovat periodické změny směru a velikosti .

Očekávalo se, že díky pohybu Země kolem Slunce budou naměřená data vykazovat i roční odchylky.

Nejznámější „neúspěšný“ experiment

Po všech těchto úvahách a přípravách se experiment stal nejslavnějším neúspěšným experimentem v historii [A 13] . Namísto představy o vlastnostech éteru Michelsonův a Morleyův článek v American Journal of Science uvádí, že měření je pouze jedna čtyřicetina očekávaného posunutí (obr. 7), ale „protože posunutí je úměrné druhou mocninou rychlosti", došli k závěru, že naměřená rychlost byla „pravděpodobně menší než jedna šestina" očekávané orbitální rychlosti Země a „určitě menší než jedna čtvrtina"" [1] . Přestože tato malá "rychlost" byla měřeno, bylo považováno za příliš nízké než jako důkaz rychlosti vzhledem k éteru a bylo zřejmé, že to bylo v rámci experimentální chyby, která by umožnila, aby rychlost byla skutečně nulová [A 1] Například Michelson psal o „jasně negativní výsledek“ v dopise lordu Rayleighovi v srpnu 1887. [A14] :

Pokusy o relativním pohybu Země a éteru byly dokončeny a výsledek je rozhodně negativní. Očekávaná odchylka interferenčních proužků od nuly byla 0,40 proužků - maximální offset byl 0,02 a průměr byl mnohem menší než 0,01 - a pak na špatném místě. Protože posun je úměrný čtvercům relativních rychlostí, vyplývá z toho, že pokud éter sklouzne, je relativní rychlost menší než jedna šestina rychlosti Země.

Původní text (anglicky)[ zobrazitskrýt] Experimenty s relativním pohybem Země a éteru byly dokončeny a výsledek je rozhodně negativní. Očekávaná odchylka interferenčních proužků od nuly měla být 0,40 proužku – maximální posunutí bylo 0,02 a průměr mnohem menší než 0,01 – a pak ne na správném místě. Protože posun je úměrný čtvercům relativních rychlostí, vyplývá z toho, že pokud éter proklouzne kolem, relativní rychlost je menší než jedna šestina rychlosti Země.

Z pohledu tehdejších modelů éteru byly výsledky experimentů rozporuplné. Zdá se, že Fizeauův experiment a jeho opakování Michelsonem a Morleym v roce 1886 potvrdily stacionární éter s částečným éterovým odporem a vyvrátily plný éterový odpor. Na druhou stranu mnohem přesnější Michelson-Morleyův experiment v roce 1887 zjevně potvrdil úplné tažení éteru a vyvrátil stacionárnost éteru [A 5] . Kromě toho byl nulový výsledek Michelsona-Morleyho dále potvrzen nulovými výsledky dalších experimentů druhého řádu různého druhu, konkrétně experimentu Troughton-Noble (1903) a experimentů Rayleigha a Brace (1902-1904). Tyto problémy a jejich řešení vedly k rozvoji Lorentzovy transformace a speciální teorie relativity .

Po „neúspěšném“ experimentu Michelson a Morley zastavili měření éterového větru a začali používat svou nově vyvinutou techniku ke stanovení vlnové délky světla jako referenčního standardu délky [6] [7] .

Analýza světelné dráhy a důsledky

Pozorovatel spočívá v éteru

Dobu průchodu paprsku v podélném směru lze určit následovně [A 15] : Světlo vychází ze zdroje a šíří se rychlostí světla v éteru. Prochází napůl postříbřeným zrcadlem na počátku v . Odrazné zrcadlo je v tuto chvíli ve vzdálenosti (délka ramene interferometru) a pohybuje se rychlostí . Paprsek včas dopadne na zrcadlo a urazí tak vzdálenost . V tu chvíli zrcadlo překonalo vzdálenost . Tedy a podle toho i doba jízdy . Totéž platí pro zpětný pohyb s obráceným znaménkem, což má za následek a . Celková doba cesty je: ${\textstyle c}$ ${\textstyle T=0}$ ${\textstyle L}$ ${\textstyle v}$ ${\textstyle T_{1}}$ ${\textstyle cT_{1}}$ ${\textstyle vT_{1}}$ ${\textstyle cT_{1}=L+vT_{1}}$ ${\textstyle T_{1}=L/(cv)}$ ${\textstyle v}$ ${\textstyle cT_{2}=L-vT_{2}}$ ${\textstyle T_{2}=L/(c+v)}$ ${\textstyle T_{\ell }=T_{1}+T_{2}}$

T_{\ell }={\frac {L}{cv}}+{\frac {L}{c+v}}={\frac {2L}{c}}{\frac {1}{ 1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}\cca {\frac {2L}{c}}\left(1+{\frac {v^{2}}{ c^{2}}}\right)

Michelson dostal tento výraz správně v roce 1881, ale spletl se v příčném směru

T_{t}={\frac {2L}{c)),

protože přehlédl zvětšenou délku cesty ve zbytku éteru. To napravili Alfred Pottier (1882) a Hendrik Lorenz (1886). Výstup v příčném směru může být dán následovně (podobně jako výstup dilatace času se světelnými hodinami ): paprsek se šíří rychlostí světla a dopadá v čase na zrcadlo a překonává vzdálenost . Zároveň zrcadlo překonalo vzdálenost ve směru x . Pro dopad na zrcadlo je tedy dráha paprsku stejná ve směru y (se stejnými délkami ramen) a ve směru x . Tato nakloněná trajektorie pohybu vyplývá z přechodu z klidové soustavy interferometru do klidové soustavy éteru. Proto Pythagorova věta udává skutečnou vzdálenost paprsku . Doba cesty je tedy stejná pro zpětné šíření. Celková doba cesty je: ${\textstyle c}$ ${\textstyle T_{3}}$ ${\textstyle cT_{3}}$ ${\textstyle vT_{3}}$ ${\textstyle L}$ ${\textstyle vT_{3}}$ ${\textstyle {\sqrt {L^{2}+\left(vT_{3}\right)^{2))))$ ${\textstyle cT_{3}={\sqrt {L^{2}+\left(vT_{3}\right)^{2))))$ ${\textstyle T_{3}=L/{\sqrt {c^{2}-v^{2))))$ ${\textstyle T_{t}=2T_{3}}$

T_{t}={\frac {2L}{\sqrt {c^{2}-v^{2))))={\frac {2L}{c)){\frac {1}{ \sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}}\cca {\frac {2L}{c}}\left(1+{\frac {v^{ 2}}{2c^{2}}}}\right)

Časový rozdíl mezi T ℓ a T t je definován jako [A 16]

T_{\ell }-T_{t}={\frac {2L}{c}}\left({\frac {1}{1-{\frac {v^{2}}{c^{ 2}}}}}-{\frac {1}{\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}}\right)

K nalezení rozdílu cesty se výsledek vynásobí c;

$\Delta {\lambda }_{1}=2L\left({\frac {1}{1-{\frac {v^{2}}{c^{2))))}-{\ frac {1}{\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}}\right)$

Dráhový rozdíl se označuje Δλ, protože paprsky jsou mimo fázi o určitý počet vlnových délek (λ). Chcete-li si to představit, představte si dvě dráhy paprsku podél podélné a příčné roviny a umístěte je přímo dopředu (animace tohoto se zobrazuje v minutě 11:00, Mechanical Universe, epizoda 41 [8] ). Jedna dráha bude delší než druhá o vzdálenost rovnou Δλ. Jako alternativu zvažte permutaci vzorce pro rychlost světla . $c{\Delta }T=\Delta \lambda$

Je-li vztah pravdivý (je-li rychlost éteru malá ve srovnání s rychlostí světla), pak lze výraz zjednodušit pomocí binomického rozvoje prvního řádu; ${v^{2}}/{c^{2}}<<1$

${\displaystyle (1-x)^{n}\cca {1-nx))$

Takže přepsání výše uvedeného z hlediska pravomocí [9]

$\Delta {\lambda }_{1}=2L\left(\left({1-{\frac {v^{2}}{c^{2))))\right)^{-1 }-\left(1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}\right)^{-1/2}\right)$

$\Delta {\lambda }_{1}=2L\left((1+{\frac {v^{2}}{c^{2}}})-(1+{\frac {v^ {2}}{2c^{2}}}})\right)={2L}{\frac {v^{2}}{2c^{2}}}$

tudíž

${\displaystyle \Delta {\lambda }_{1}={L}{\frac {v^{2}}{c^{2))))$

Z tohoto závěru je zřejmé, že éterický vítr se projevuje jako rozdíl v drahách. Tento závěr je správný, pokud je experiment orientován s libovolným koeficientem 90° vzhledem ke směru éterického větru. Pokud je rozdíl dráhy plný počet vlnových délek, dochází ke konstruktivní interferenci (střední pásmo bude bílé). Pokud je rozdíl dráhy plný počet vlnových délek plus polovina, dochází k dekonstruktivní interferenci (střední pásmo bude černé).

Aby dokázali existenci éteru, Mikaelson a Morley se pokusili najít posun kapely. Myšlenka byla jednoduchá: proužky interferenčního vzoru by se měly posunout, když se otočí o 90°, protože dva paprsky si vyměnily role. Chcete-li zjistit posun proužků, odečtěte dráhový rozdíl v první orientaci od rozdílu dráhy ve druhé a poté vydělte vlnovou délkou λ světla [9]

n={\frac {\Delta \lambda _{1}-\Delta \lambda _{2}}{\lambda }}\cca {\frac {2Lv^{2}}{\lambda c^{ 2}}}.

Všimněte si rozdílu mezi Δλ, což je počet vlnových délek, a λ, což je jedna vlnová délka. Jak je z tohoto vztahu patrné, posun interferenčních proužků n je bezrozměrná veličina.

Protože L ≈ 11 metrů a λ≈500 nanometrů , očekávaný posun pásma byl n ≈ 0,44. Negativní výsledek vedl Michelsona k závěru, že neexistuje žádný měřitelný éterový vítr [1] . Nikdy to však nebral na osobní rovinu a negativní výsledek ho pronásledoval po zbytek života (Zdroj; Mechanical Universe, epizoda 41 [8] ).

Pozorovatel vedle interferometru

Pokud je stejná situace popsána z pohledu pozorovatele pohybujícího se spolu s interferometrem, pak bude působení éterického větru podobné akci, kterou zažívá plavec, který se snaží pohybovat rychlostí proti řece tekoucí rychlostí [A 17] . ${\textstyle c}$ ${\textstyle v}$

V podélném směru se plavec pohybuje nejprve proti proudu, takže jeho rychlost klesá vlivem průtoku řeky na . Na zpáteční cestě, pohybem po proudu, se jeho rychlost zvyšuje na . To dává dobu průchodu paprsku a jak je uvedeno výše. ${\textstyle cv}$ ${\textstyle c+v}$ ${\textstyle T_{1}}$ ${\textstyle T_{2}}$

V bočním směru musí plavec kompenzovat tok řeky pohybem pod určitým úhlem proti směru proudu, aby zachoval přesný boční směr a dosáhl na druhou stranu řeky na správném místě. Tím se sníží jeho rychlost na , a získá se doba průchodu paprsku, jak je uvedeno výše. ${\textstyle {\sqrt {c^{2}-v^{2))))$ ${\textstyle T_{3}}$

Zrcadlový odraz

Klasická analýza předpovídala relativní fázový posun mezi podélným a příčným paprskem, který měl být snadno změřen v Michelsonově a Morleyově aparatuře. Co není vždy bráno v úvahu (protože neexistovaly žádné způsoby měření), je to, že pohyb přes hypotetický éter musel také způsobit, že se dva paprsky rozcházely, když opouštěly interferometr asi o 10 −8 radiánů [A 18] .

U pohybujícího se plavidla klasická analýza vyžadovala, aby bylo zrcadlo pro dělení paprsků mírně posunuto od přesných 45°, pokud měly podélné a příčné paprsky vycházet z plavidla přesně navrstvené. V relativistické analýze Lorentzova kontrakce děliče paprsku ve směru pohybu způsobí, že se stane kolmější přesně o tolik, kolik je nutné pro kompenzaci úhlové divergence dvou paprsků [A 18] .

Kontrakce délky a Lorentzova transformace

První krok k vysvětlení nulového výsledku Michelsonova a Morleyho experimentu byl nalezen v hypotéze Fitzgerald-Lorentzovy kontrakce , nyní jednoduše nazývané kontrakce délky nebo Lorentzova kontrakce, kterou poprvé navrhli George Fitzgerald (1889) a Hendrik Lorentz (1892) [A 19 ] . Podle tohoto zákona jsou všechny objekty fyzicky redukovány v důsledku podél linie pohybu (původně se předpokládalo, že je relativní k éteru), Lorentzova faktoru . Tato hypotéza byla částečně motivována objevem Olivera Heaviside v roce 1888, že elektrostatická pole se stlačují podél linie pohybu. Ale protože v té době neexistoval žádný důvod předpokládat, že vazebné síly ve hmotě jsou elektrického původu, bylo zkrácení délky pohybující se hmoty vzhledem k éteru považováno za hypotézu Ad hoc [A 9] . ${\textstyle L'/\gamma }$ ${\textstyle \gamma =1/{\sqrt {1-v^{2}/c^{2))))$

Pokud je délka naměřená pozorovatelem v klidu vzhledem k éteru vyjádřena jako jeho vlastní délka ve výše uvedeném vzorci pro , pak se doba šíření světla v podélném směru rovná době šíření světla v příčném směru: ${\textstyle L}$ ${\textstyle L'}$ ${\textstyle T_{\ell }}$

T_{\ell }={\frac {2L'{\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}}{c}}{\frac { 1}{1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}={\frac {2L'}{c}}{\frac {1}{\sqrt {1-{ \frac {v^{2}}{c^{2}}}}}}=T_{t}

Zkrácení délky je však pouze zvláštním případem obecnějšího vztahu, podle kterého je příčná délka větší než podélná o poměr . Toho lze dosáhnout mnoha způsoby. Jestliže - pohyblivá podélná délka a pohyblivá příčná délka, zbývající délky, pak [A 20] je dáno : ${\textstyle \gamma }$ ${\textstyle L_{1}}$ ${\textstyle L_{2}}$ ${\textstyle L'_{1}=L'_{2}}$

{\frac {L_{2}}{L_{1}}}={\frac {L'_{2}}{\varphi }}\left/{\frac {L'_{1}} {\gamma \varphi }}\right.=\gamma .

${\textstyle \varphi }$ lze vybrat libovolně, takže existuje nekonečně mnoho kombinací pro vysvětlení Michelson-Morleyho nulového výsledku. Například pokud dojde k relativistické hodnotě kontrakce délky , ale pokud pak ne ke kontrakci délky, ale k prodloužení . Tuto domněnku později rozšířili Joseph Larmor (1897), Lorentz (1904) a Henri Poincaré (1905), kteří vyvinuli úplnou Lorentzovu transformaci , včetně dilatace času , aby vysvětlili experimenty Troughton-Noble , experimenty Rayleigh a Brace a Kaufmanův experimenty . Má formu ${\textstyle \varphi =1}$ ${\textstyle L_{1}}$ ${\textstyle \varphi =1/\gamma }$ ${\textstyle L_{2}}$

x'=\gamma \varphi (x-vt),\ y'=\varphi y,\ z'=\varphi z,\ t'=\gamma \varphi \left(t-{\frac {vx }{c^{2}}}\right)

Zbývalo určit hodnotu , která se podle Lorentze (1904) rovná jedné [A 20] . Poincaré (1905) obecně ukázal, že tato transformace umožňuje pouze vytvoření skupiny , takže je to jediná volba kompatibilní s principem relativity , tedy učinit stacionární éter nedetekovatelným. V tomto případě kontrakce délky a dilatace času získávají své přesné relativistické hodnoty [A 21] . ${\textstyle \varphi }$ ${\textstyle \varphi =1}$

Speciální teorie relativity

Albert Einstein formuloval speciální relativitu v roce 1905, odvodil Lorentzovu transformaci a tím i délkovou kontrakci a dilataci času z postulátu relativity a stálosti rychlosti světla, čímž odstranil ad hoc charakter z hypotézy kontrakce. Einstein zdůrazňoval kinematický základ teorie a modifikaci konceptu prostoru a času, zatímco fixní éter už v jeho teorii nehrál žádnou roli. Poukázal také na skupinový charakter transformace. Einstein byl motivován Maxwellovou teorií elektromagnetismu (v podobě, v jaké ji podal Lorentz v roce 1895) a nedostatkem důkazů o existenci světélkujícího éteru [A 22] .

To umožňuje elegantnější a intuitivnější vysvětlení nulového výsledku Michelson-Morley. V pohybující se vztažné soustavě je nulový výsledek zřejmý, protože aparaturu lze v souladu s principem relativity považovat za klidovou, takže doby průchodu paprsku jsou stejné. V referenčním rámci, vůči němuž se přístroj pohybuje, platí stejná úvaha, jaká je popsána výše v části „Kontrakce délky a Lorentzova transformace“, s tím rozdílem, že slovo „éter“ musí být nahrazeno výrazem „nepohybující se inerciální soustava“. referenční“. Einstein napsal v roce 1916 [A 23] :

Ačkoli očekávaný rozdíl mezi těmito dvěma časy je extrémně malý, Michelson a Morley provedli interferenční experiment, ve kterém měl být tento rozdíl jasně detekován. Experiment však přinesl negativní výsledek - skutečnost, která je pro fyziky velmi matoucí. Lorentz a FitzGerald se této obtížnosti zbavili tím, že navrhli, že pohyb tělesa vzhledem k éteru způsobuje, že se těleso smršťuje ve směru pohybu, přičemž smrštění stačí na kompenzaci výše uvedeného rozdílu v čase. Srovnání s diskusí v kapitole 11 ukazuje, že toto řešení problému bylo správné i z hlediska teorie relativity. Ale na základě teorie relativity je metoda výkladu nesrovnatelně uspokojivější. Podle této teorie neexistuje nic jako „zvlášť příznivý“ (jedinečný) souřadnicový systém, který by mohl způsobit zavedení éterické myšlenky, a proto nemůže existovat žádný éterický vítr ani žádný experiment, který by to demonstroval. Zde kontrakce pohybujících se těles vyplývá ze dvou hlavních ustanovení teorie bez zavádění zvláštních hypotéz; a jako první faktor podílející se na této kontrakci nenajdeme pohyb sám o sobě, kterému nemůžeme přikládat žádnou důležitost, ale pohyb vzhledem k referenčnímu tělesu zvolenému v tomto konkrétním případě. Pro souřadnicový systém pohybující se se Zemí se tedy Michelsonův a Morleyův zrcadlový systém nezkracuje, ale zkracuje pro souřadnicový systém v klidu vůči Slunci.

Původní text (anglicky)[ zobrazitskrýt] Ačkoli odhadovaný rozdíl mezi těmito dvěma časy je mimořádně malý, Michelson a Morley provedli experimentální interferenci, ve které by tento rozdíl měl být jasně zjistitelný. Experiment však přinesl negativní výsledek - skutečnost, která fyziky velmi matoucí. Lorentz a FitzGerald zachránili teorii před touto obtíží tím, že předpokládali, že pohyb těla vzhledem k ætheru vyvolává kontrakci těla ve směru pohybu, přičemž velikost kontrakce je právě dostatečná pro kompenzaci výše uvedeného rozdílu v čase. Srovnání s diskusí v kapitole 11 ukazuje, že i z hlediska teorie relativity bylo toto řešení problému správné. Ale na základě teorie relativity je metoda interpretace nesrovnatelně uspokojivější. Podle této teorie neexistuje žádná taková věc jako „speciálně oblíbený“ (jedinečný) souřadnicový systém, který by podnítil zavedení ideje éteru, a proto nemůže existovat žádný éterový posun ani žádný experiment, kterým by se to demonstrovalo. . Zde kontrakce pohybujících se těles vyplývá ze dvou základních principů teorie, bez zavádění konkrétních hypotéz; a jako primární faktor podílející se na této kontrakci nenajdeme pohyb sám o sobě, kterému nemůžeme přikládat žádný význam, ale pohyb vzhledem k referenčnímu tělesu zvolenému v konkrétním případě. Pro souřadnicový systém pohybující se se zemí tedy není zrcadlový systém Michelsona a Morleye zkrácen, ale je zkrácen pro souřadnicový systém, který je vůči Slunci v klidu.

Do jaké míry ovlivnil Einstein nulový výsledek Michelson-Morleyho experimentu, je sporné. S odkazem na některé Einsteinovy výroky mnoho historiků tvrdí, že nehrály významnou roli na jeho cestě ke speciální relativitě [A 24] [A 25] , zatímco jiné Einsteinovy výroky pravděpodobně naznačují, že ho ovlivnily [ A 26] . V každém případě nulový výsledek Michelson-Morleyho experimentu pomohl konceptu stálosti rychlosti světla získat široké a rychlé přijetí [A 24] .

Později Howard Percy Robertson (1949) a další [A 3] [A 27] (viz Robertson-Mansoury-Sexl test theory ) ukázali, že je možné plně odvodit Lorentzovu transformaci z kombinace tří experimentů. Za prvé, Michelson-Morleyův experiment ukázal, že rychlost světla nezávisí na orientaci přístroje, čímž se stanovil vztah mezi podélnou (β) a příčnou (δ) délkou. Poté, v roce 1932, Roy Kennedy a Edward Thorndike upravili Michelsonův-Morleyův experiment tím, že délky dráhy děleného paprsku byly nestejné, přičemž jedno rameno bylo velmi krátké [10] . Experiment Kennedy-Thorndike trval mnoho měsíců, zatímco Země otáčela kolem Slunce. Jejich negativní výsledek ukázal, že rychlost světla nezávisí na rychlosti aparátu v různých inerciálních vztažných soustavách. Navíc zjistila, že kromě změn délky by měly nastat i odpovídající změny v čase, to znamená, že stanovila vztah mezi podélnými délkami (β) a změnami v čase (α). Oba experimenty tedy nedávají jednotlivé hodnoty těchto veličin. Tato nejistota odpovídá výše popsanému faktoru nejistoty. Z teoretických úvah ( grupový charakter Lorentzovy transformace vyžadovaný principem relativity) bylo zřejmé, že jednotlivé veličiny délkové kontrakce a dilatace času musí mít svou přesnou relativistickou podobu. Pro potvrzení teoretických výsledků však bylo stále žádoucí přímé měření jedné z těchto veličin. Toho bylo dosaženo v experimentu Ives-Stilwell (1938), ve kterém bylo α měřeno podle dilatace času. Kombinace této hodnoty α s nulovým výsledkem Kennedy-Thorndike ukazuje, že β musí nabývat hodnoty relativistické kontrakce délky. Kombinace β s nulovým výsledkem Michelson-Morley ukazuje, že δ musí být nula. Lorentzova transformace c je tedy nevyhnutelným důsledkem kombinace těchto tří experimentů [A 3] . ${\textstyle \varphi }$ ${\textstyle \varphi =1}$

Speciální teorie relativity je obecně považována za řešení všech měření negativního éterového driftu (neboli izotropie rychlosti světla), včetně Michelson-Morleyho nulového výsledku. Bylo provedeno mnoho vysoce přesných měření jako test speciální teorie relativity a moderního hledání Lorentzova porušení v sektorech fotonů , elektronů , nukleonů nebo neutrin , z nichž všechny podporují teorii relativity.

Špatné alternativy

Jak již bylo zmíněno výše, Michelson zpočátku věřil, že jeho experiment potvrdí Stokesovu teorii, že éter byl zcela tažen do blízkosti Země (viz Hypotéza tažení éteru ). Celkový odpor éteru je však v rozporu s pozorovanou aberací světla a byl také v rozporu s jinými experimenty. Lorentz navíc v roce 1886 ukázal, že Stokesův pokus vysvětlit aberaci je nekonzistentní [A 5] [A 4] .

Navíc předpoklad, že se éter nešíří poblíž, ale pouze uvnitř hmoty, byl velmi problematický, jak ukázal Hammarův (1935) experiment . Hammar namířil jedno rameno svého interferometru skrz těžkou kovovou trubici naplněnou olovem. Teoreticky se předpokládalo, že pokud by byl éter tažen ve hmotě, hmota utěsněné kovové trubice by stačila k vyvolání viditelného efektu. A opět nebyl zaznamenán žádný účinek, takže teorie odporu vůči éteru jsou považovány za vyvrácené.

Walter Ritzova emisní teorie (nebo balistická teorie) byla také v souladu s experimentálními výsledky, aniž by vyžadovala éter. Teorie předpokládá, že světlo má vždy stejnou rychlost vzhledem ke zdroji [A 28] . De Sitter však poznamenal, že teorie emitoru předpověděla několik optických efektů, které nebyly pozorovány při pozorování dvojhvězd, při nichž lze světlo dvou hvězd měřit pomocí spektrometru . Pokud by byla teorie záření správná, pak by světlo z hvězd muselo zaznamenat neobvyklý okrajový posun kvůli skutečnosti, že rychlost hvězd se přičítá k rychlosti světla, ale takový efekt by nebyl vidět. Později JG Fox ukázal, že původní de Sitterovy experimenty byly chybné kvůli absorpci [11] , ale v roce 1977 Brecher pozoroval rentgenové záření z dvojhvězdných systémů s podobnými nulovými výsledky [12] . Philippas a Fox (1964) navíc provedli testy na pozemských urychlovačích částic speciálně navržených tak, aby reagovaly na Foxovu dřívější námitku „absorpce“, přičemž výsledky byly v rozporu se závislostí rychlosti světla na zdroji [13] .

Následné experimenty

Ačkoli se Michelson a Morley po své první publikaci v roce 1887 pustili do různých experimentů, oba byli v této oblasti nadále aktivní [A 29] [A 30] . Další varianty experimentu byly prováděny se vzrůstající složitostí. Morley si nebyl jistý svými vlastními výsledky a pokračoval v provádění dalších experimentů s Daytonem Millerem od roku 1902 do roku 1904. Výsledek byl opět negativní v mezích chyb [14] [15] .

Millerovy experimenty

Miller pracoval na stále větších interferometrech, což vyvrcholilo 32metrovým (105 stop ) (efektivním) ramenem, které zkoušel na různých místech, včetně vrcholu hory na Mount Wilson Observatory . Aby se vyhnul možnosti blokovat éterický vítr pevnými stěnami, byl při jeho pozorováních na vrcholu hory použit speciální baldachýn s tenkými stěnami, většinou z plachtoviny. Z hlučných, nepravidelných dat neustále získával malý pozitivní signál, který se měnil při každém otočení zařízení, hvězdném čase a ročně. Jeho měření ve dvacátých letech minulého století byla asi 10 km/h místo téměř 30 km/h očekávaných jen z oběžné dráhy Země. Zůstal přesvědčen, že to bylo způsobeno částečným nebo úplným zachycením éteru , i když se nepokusil poskytnout podrobné vysvětlení. Ignoroval kritiku demonstrující nekonzistentnost jeho výsledků a vyvrácení Hammarovým experimentem [A 31] [poznámka 5] . Millerovy závěry byly v té době považovány za důležité a byly prodiskutovány Michelsonem, Lorenzem a dalšími na schůzce z roku 1928 [A 32] . Panuje shoda v tom, že k ověření Millerových výsledků je zapotřebí více experimentů. Miller později postavil nemagnetické zařízení k odstranění magnetostrikce , zatímco Michelson postavil zařízení z neexpandujícího invaru , aby eliminoval jakékoli zbývající tepelné efekty. Jiní experimentátoři po celém světě zlepšili přesnost, eliminovali potenciální vedlejší účinky nebo obojí. Millerovy výsledky dosud nikdo nedokázal reprodukovat a přesnost moderních experimentů je vylučuje [A 33] . Roberts (2006) poukázal na to, že primitivní techniky zpracování dat používané Millerem a dalšími ranými experimentátory, včetně Michelsona a Morleyho, byly schopné produkovat zdánlivě periodické signály, i když nebyly ve skutečných datech. Po opětovné analýze Millerových původních dat pomocí moderních metod kvantitativní analýzy chyb Roberts zjistil, že Millerovy zjevné signály nebyly statisticky významné [A 34] .

Kennedyho experimenty

Roy J. Kennedy (1926) a C. K. Illingworth (1927) (obr. 8) transformovali problém detekce posunů okrajů z relativně necitlivého problému odhadování jejich bočních posunů na výrazně citlivější úkol úpravy intenzity světla na obou strany ostré hranice pro stejný jas [16] [17] . Pokud pozorovali nerovnoměrné osvětlení na obou stranách stupně, jako na Obr. 8e přidali nebo odebrali kalibrované závaží z interferometru, dokud nebyly obě strany kroku opět rovnoměrně osvětleny, jako na Obr. 8d. Počet přidaných nebo odebraných závaží sloužil jako měřítko posunu do jízdního pruhu. Různí pozorovatelé mohli detekovat změny jen v 1/300 až 1/1500 pásma. Kennedy také provedl experiment na Mount Wilson, kde zjistil pouze asi 1/10 driftu naměřeného Millerem a žádné sezónní efekty [A 32] .

Experimenty Michelsona a Gala

V roce 1925 Michelson a Gael položili vodovodní potrubí na zem ve tvaru obdélníku v Clearing v Illinois. Průměr trubky 30 cm . Trubky AF a DE směřovaly přesně ze západu na východ, EF, DA a CB - ze severu na jih. Délky DE a AF byly 613 m ; EF, DA a CB - 339,5 m . Jedno běžné čerpadlo, pracující po dobu tří hodin, dokáže odčerpat vzduch na tlak 1 cmHg. K detekci posunutí Michelson porovnává v poli dalekohledu interferenční proužky získané při běhu kolem velkých a malých obrysů. Jeden paprsek světla šel po směru hodinových ručiček, druhý proti. Posun pásem způsobený rotací Země zaznamenali různí lidé v různých dnech s kompletním přeskupením zrcadel. Celkem bylo provedeno 269 měření. Teoreticky, za předpokladu, že éter je nehybný, lze očekávat posun pásma o 0,236 ± 0,002 . Zpracování pozorovacích dat poskytlo posun 0,230 ± 0,005 , čímž byla potvrzena existence a velikost Sagnacova efektu [18] .

S. I. Vavilov v článku „Experimentální základy teorie relativity“ vysvětluje tento efekt následovně:

Rotační experimenty Sagnaca a Michelsona-Gala v teorii relativity (speciální i obecné) jsou vysvětleny téměř stejně jako možnost detekce rotačního pohybu z projevů odstředivých sil v mechanice. To je přirozený důsledek teorie relativity, nepřinášející nic nového [18] .

Joosovy experimenty

Georg Joos provedl v roce 1930 experiment s automatizovaným interferometrem s 21 m dlouhými rameny z lisovaného křemene s velmi nízkým koeficientem tepelné roztažnosti, který produkoval souvislý fotografický záznam proužků po desítkách otáček aparatury. Na fotografických deskách bylo možné naměřit posunutí 1/1000 pásma. Periodické posuny pásem nebyly zjištěny, takže horní hranice éterického větru je 1,5 km/h [19] .

V níže uvedené tabulce jsou očekávané hodnoty vztaženy k relativní rychlosti mezi Zemí a Sluncem 30 km/s. Pokud jde o rychlost sluneční soustavy kolem galaktického středu asi 220 km/s nebo rychlost sluneční soustavy vzhledem k klidovému rámu CMB asi 368 km/s, jsou nulové výsledky těchto experimentů ještě zjevnější.

název	Umístění	Rok	Délka ramen (metry)	Očekávaný další posun	Měřený okrajový posun	přístup	Horní limit pro Vaether	Experimentální rozlišení	Výsledek nula
Michelson [4]	Postupim	1881	1.2	0,04	≤ 0,02	2	∼ 20 km/s	0,02	$\Cca$ Ano
Michelson a Morley [1]	Cleveland	1887	11.0	0,4	< 0,02 nebo ≤ 0,01	40	∼ 4-8 km/s	0,01	$\Cca$ Ano
Morley a Miller [14] [15]	Cleveland	1902-1904	32.2	1.13	≤ 0,015	80	∼ 3,5 km/s	0,015	Ano
Miller [20]	Mt. Wilson	1921	32,0	1.12	≤ 0,08	patnáct	∼ 8-10 km/s	nejasný	nejistý
Miller [20]	Cleveland	1923-1924	32,0	1.12	≤ 0,03	40	∼ 5 km/s	0,03	Ano
Miller (sluneční světlo) [20]	Cleveland	1924	32,0	1.12	≤ 0,014	80	∼ 3 km/s	0,014	Ano
TomascTomaschekhek (světlo hvězdy) [21]	Heidelberg	1924	8.6	0,3	≤ 0,02	patnáct	∼ 7 km/s	0,02	Ano
Miller [20] [A 12]	Mt. Wilson	1925-1926	32,0	1.12	≤ 0,088	13	∼ 8-10 km/s	nejasný	nejasný
Kennedy [16]	Pasadena / Mt. Wilson	1926	2,0	0,07	≤ 0,002	35	∼ 5 km/s	0,002	Ano
Illingworth [17]	Pasadena	1927	2,0	0,07	≤ 0,0004	175	∼ 2 km/s	0,0004	Ano
Piccard & Stahel [22]	s balonem	1926	2.8	0,13	≤ 0,006	dvacet	∼ 7 km/s	0,006	Ano
Piccard & Stahel [23]	Brusel	1927	2.8	0,13	≤ 0,0002	185	∼ 2,5 km/s	0,0007	Ano
Piccard & Stahel [24]	Rigi	1927	2.8	0,13	≤ 0,0003	185	∼ 2,5 km/s	0,0007	Ano
Michelson a kol. [25]	Pasadena (obchod s optikou Mt. Wilson)	1929	25.9	0,9	≤ 0,01	90	∼ 3 km/s	0,01	Ano
Yoos [19]	Jena	1930	21.0	0,75	≤ 0,002	375	∼ 1,5 km/s	0,002	Ano

Nedávné experimenty

Optické testy

Optické testy izotropie rychlosti světla se staly běžnými [A 35] . Nové technologie, včetně použití laserů a maserů , výrazně zlepšily přesnost měření. (V následující tabulce jsou pouze Essen (1955), Jaseja (1964) a Shamir/Fox (1969) experimenty typu Michelson-Morley, tedy srovnávání dvou kolmých paprsků. Jiné optické experimenty používaly jiné metody.)

Autor	Rok	Popis	Horní hranice
Louis Essen [26]	1955	Frekvence rotačního rezonátoru mikrovlnného rezonátoru se porovnává s frekvencí quartzových hodin.	~3 km/s
Sedarholm a kol. , [27] [28]	1958	Dva čpavkové masery byly namontovány na otočném stole a jejich paprsky byly směrovány v opačných směrech.	~30 RS
Experimenty s Mössbauerovým rotorem	1960-68	V sérii experimentů různých výzkumníků byly frekvence gama paprsků pozorovány pomocí Mössbauerova jevu .	~ 2,0 cm/s
Jaceya a kol. [29]	1964	Byly porovnány frekvence dvou He-Ne maserů namontovaných na otočném stole. Na rozdíl od Cedarholma a kol. masery byly umístěny navzájem kolmo.	~30 RS
Shamir a Fox [30]	1969	Obě ramena interferometru byla uzavřena v průhledném pevném tělese ( plexisklo ). Zdrojem světla byl helium-neonový laser .	~7 km/s
Trimmer a kol. , [31] [32]	1973	Hledali anizotropii v rychlosti světla, chovali se jako první a třetí Legendreův polynom . Použili trojúhelníkový interferometr s jednou částí dráhy ve skle. (Pro srovnání, experimenty jako Michelson-Morley testují druhý Legendreův polynom) [A 27]	~ 2,5 cm/s

Nedávné experimenty s optickým rezonátorem

Na počátku 21. století došlo k oživení zájmu o provádění přesných experimentů typu Michelson-Morley pomocí laserů, maserů, kryogenních optických dutin atd. Je to z velké části kvůli předpovědím kvantové gravitace, které naznačují, že speciální teorie relativity může být rozbité na stupnici.k dispozici pro experimentální studii. První z těchto vysoce přesných experimentů provedli Brillet & Hall (1979), ve kterých analyzovali frekvenci laseru stabilizovaného na rezonanci rotující optické Fabry-Perotovy dutiny . Stanovili limit anizotropie rychlosti světla v důsledku pohybu Země, Δ c / c ≈ 10 −15 , kde Δ c je rozdíl mezi rychlostí světla ve směru x a y [34 ] .

Od roku 2015 experimenty s optickými a mikrovlnnými dutinami zlepšily tento limit na Δc / c ≈ 10 −18 . V některých z nich se zařízení otáčela nebo zůstala nehybná a některá byla kombinována s experimentem Kennedy-Thorndike . Zejména směr a rychlost Země (cca 368 km/s) vzhledem k opěrnému rámu CMB se běžně používají jako reference v těchto anizotropních vyhledáváních.

Autor	Rok	Popis	Δs / s _
Wolf a kol [35]	2003	Frekvence stacionárního kryogenního mikrovlnného generátoru sestávajícího ze safírového krystalu pracujícího v režimu šeptající galerie je porovnána s frekvencí vodíkového maseru, jehož frekvence byla porovnána s hodinami cesiových a rubidiových atomových fontán. Byly provedeny pátrání po změnách během rotace Země. Byla analyzována data za roky 2001-2002.	$\lesssim 10^{-15}$
Muller a kol [33]	2003	Dvě krystalické safírové optické dutiny řídící frekvence dvou Nd:YAG laserů jsou namontovány v pravém úhlu uvnitř heliového kryostatu. Frekvenční komparátor měří tepovou frekvenci kombinovaných výstupních signálů dvou rezonátorů.
Wolf a kol [36]	2004	Viz Wolf a kol., (2003). Implementována aktivní regulace teploty. Byla analyzována data za roky 2002-2003.
Wolf a kol [37]	2004	Viz Wolf a kol., (2003). Byla analyzována data za roky 2002-2004.
Antonini a další [38]	2005	Podobně jako Müller et al. (2003), ačkoliv samotný aparát byl uveden do rotace. Byla analyzována data za roky 2002-2004.	$\lesssim 10^{-16}$
Stanwix a kol. [39]	2005	Podobně jako Wolf a kol. , (2003). Byla porovnána frekvence dvou kryogenních generátorů. Kromě toho bylo zařízení uvedeno do rotace. Byla analyzována data za roky 2004-2005.
Herrmann et al [40]	2005	Podobně jako Muller a kol. , (2003). Jsou porovnány frekvence dvou dutin optických Fabry-Perotových rezonátorů - jedna dutina se nepřetržitě otáčela a druhá byla nehybně orientována od severu k jihu. Byla analyzována data za roky 2004-2005.
Stanwix a kol. [41]	2006	Viz Stanwix et al. (2005). Byla analyzována data za roky 2004-2006.
Muller a kol [42]	2007	Viz Herrmann et al. (2005) a Stanwix a kol. (2006). Údaje z obou skupin, shromážděné v letech 2004 až 2006, jsou kombinovány a analyzovány. Protože se experimenty provádějí na různých kontinentech, v Berlíně a Perthu , bylo možné studovat vliv jak rotace samotných zařízení, tak rotace Země.
Eisele a další [2]	2009	Jsou porovnány frekvence dvojice ortogonálně orientovaných optických rezonátorů stojatých vln. Dutiny byly vyšetřeny Nd:YAG laserem . Byla analyzována data za roky 2007-2008.	$\lesssim 10^{-17}$
Herrmann et al [3]	2009	Jsou porovnány frekvence dvojice rotujících ortogonálních optických Fabry-Perotových rezonátorů. Frekvence dvou Nd:YAG laserů jsou stabilizovány na rezonance těchto rezonátorů.	$\lesssim 10^{-17}$
Nagel a kol [43]	2015	Jsou porovnány frekvence dvojice rotujících ortogonálních mikrovlnných rezonátorů.

Jiné náznaky Lorentzovy invariance

Příkladem dalších experimentů, které nejsou založeny na Michelsonově-Morleyově principu, tedy neoptických izotropních testů dosahujících ještě vyšší úrovně přesnosti, je srovnání hodin nebo experimenty Hughese a Drevera . V Dreverově experimentu z roku 1961 bylo 7 jader Li v základním stavu s celkovým momentem hybnosti J = 3/2 rozděleno magnetickým polem do čtyř ekvidistantních úrovní. Každý přechod mezi dvojicí sousedních úrovní musí emitovat foton stejné frekvence, výsledkem je jedna jasná spektrální čára. Protože však funkce jaderných vln pro různé MJ mají různou orientaci v prostoru vzhledem k magnetickému poli, jakákoliv orientační závislost, ať už na éterovém větru nebo na velkoplošném rozložení hmoty v prostoru (viz Machův princip ), by porušovala energetické vzdálenosti mezi čtyřmi úrovněmi, což by vedlo k anomálnímu rozšiřování nebo štěpení čar. Žádné takové rozšíření nebylo pozorováno. Moderní opakování těchto druhů experimentů poskytlo některá z nejpřesnějších potvrzení principu Lorentzovy invariance [A 36] .

Poznámky

Komentáře

↑ Mezi další lekce patřila potřeba ovládat vibrace. Michelson (1881) napsal:
... Vzhledem k extrémní citlivosti přístroje na vibrace nebylo možné pracovat během dne. Experiment byl poté testován v noci. Když byla zrcátka umístěna doprostřed ramene, pásy byly vidět, ale jejich polohu bylo možné měřit až po dvanácté hodině a pak v intervalech. Když se zrcátka posunula na konce ramen, byly pruhy vidět jen občas. Ukázalo se tedy, že experimenty nebylo možné provést v Berlíně, a proto bylo zařízení přesunuto do Astrofyzikální observatoře v Postupimi... Zde byly proužky za normálních okolností slabé na to, aby je bylo možné změřit, ale přístroj byl tak mimořádně citlivé, že dopad na chodník asi 100 metrů od hvězdárny vedl k úplnému vymizení pásem!
Původní text (anglicky)[ zobrazitskrýt] …Vzhledem k extrémní citlivosti přístroje na vibrace nebylo možné pracovat během dne. Dále byl experiment zkoušen v noci. Když byla zrcátka umístěna do poloviny paží, byly vidět třásně, ale jejich polohu bylo možné změřit až po dvanácté hodině, a to jen v intervalech. Když byla zrcátka vysunuta na konce ramen, byly třásně vidět jen občas. Zdálo se tedy, že experimenty nebylo možné provést v Berlíně, a proto bylo zařízení převezeno do Astrophysicalisches Observatorium v Postupimi… Zde byly třásně za běžných okolností dostatečně tiché na měření, ale přístroj byl tak mimořádně citlivý, že ražení chodník, asi 100 metrů od observatoře, způsobil, že třásně úplně zmizely!
↑ Michelson (1881) napsal:
... sodíkový plamen umístěný v bodě "a" okamžitě vytvořil interferenční proužky. Pak mohly být změněny na šířku, polohu nebo směr mírným pohybem desky „b“, a když měly správnou šířku a maximální rozlišení, byl plamen sodíku odstraněn a nahrazen opět lampou. Potom se šroubem "m" pomalu otáčelo, dokud se pruhy znovu neobjevily. Pak byly samozřejmě barevné, až na středový pruh, který byl skoro černý.
Původní text (anglicky)[ zobrazitskrýt] … sodíkový plamen umístěný na vytvořené interferenční pásy. Ty pak mohly být pozměněny co do šířky, polohy nebo směru mírným pohybem desky b , a když měly vhodnou šířku a maximální ostrost, byl plamen sodíku odstraněn a lampa byla znovu vyměněna. Šroubem m se pak pomalu otáčelo, dokud se pásy znovu neobjevily. Pak byly samozřejmě barevné, kromě středového pruhu, který byl téměř černý.
↑ Pokud je jako dělič paprsku použito polostříbrné zrcadlo, odražený paprsek bude mít jiný počet odrazů od přední plochy než paprsek přenášený. Při každém odrazu od přední plochy světlo podstoupí fázovou inverzi. Protože dva paprsky procházejí různým počtem fázových inverzí, když jsou délky dráhy obou paprsků stejné nebo se liší o celé číslo vlnových délek (např. 0, 1, 2…), dojde k destruktivní interferenci a slabému signálu u detektoru. Pokud se délky dráhy paprsků liší o polovinu celého čísla vlnových délek (např. 0,5, 1,5, 2,5…), konstruktivní interference poskytne silný signál. Výsledky jsou opačné, pokud je použit krychlový dělič paprsků, protože kubický dělič paprsků nerozlišuje mezi odrazy přední a zadní plochy.
↑ Sodíkové světlo vytváří interferenční obrazec, který zobrazuje cykly neostrosti a ostrosti, které se opakují každých několik set proužků ve vzdálenosti přibližně jednoho milimetru. Tento obrazec je způsoben tím, že žlutá sodíková D čára je vlastně dublet, jehož jednotlivé čáry mají omezenou koherenční délku . Po úpravě interferometru tak, aby zobrazoval nejstřednější část nejostřejší sady proužků, přešel výzkumník na bílé světlo.
↑ Thirring (1926), stejně jako Lorentz, poukázali na to, že Millerovy výsledky nesplňují ani ta nejzákladnější kritéria nezbytná pro víru v jejich nebeský původ, totiž že azimut předpokládaného driftu musí vykazovat denní odchylky v souladu s rotací dráhy. zdroj kolem nebeského pólu. Místo toho, ačkoli Millerova pozorování ukázala denní fluktuace, jejich fluktuace v jedné sadě experimentů mohly být soustředěny kolem, řekněme, čáry severozápad-jihovýchod.

Zkušenosti

↑ 1 2 3 4 5 Michelson, Albert A.; Morley, Edward W. (1887). „ O relativním pohybu Země a světelného éteru “. American Journal of Science . 34 (203): 333-345. Bibcode : 1887AmJS...34..333M . DOI : 10.2475/ajs.s3-34.203.333 .
↑ 1 2 Eisele, Ch.; Něvskij, A. Yu.; Schillerv, S. (2009). „Laboratorní test izotropie šíření světla na úrovni 10 −17 “ (PDF) . Fyzické kontrolní dopisy . 103 (9): 090401. Bibcode : 2009PhRvL.103i0401E . DOI : 10.1103/PhysRevLett.103.090401 . PMID 19792767 . Archivováno (PDF) z originálu 2022-01-26 . Získáno 26. 1. 2022 . Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda )
↑ 1 2 Herrmann, S.; Senger, A.; Möhle, K.; Nagel, M.; Kovalchuk, E. V.; Peters, A. (2009). „Experiment s rotující optickou dutinou testující Lorentzovu invarianci na úrovni 10 −17 “. Fyzický přehled D. 80 (100): 105011. arXiv : 1002.1284 . Bibcode : 2009PhRvD..80j5011H . DOI : 10.1103/PhysRevD.80.105011 .
↑ 1 2 3 Michelson, Albert A. (1881). „Relativní pohyb Země a světelného éteru“ . American Journal of Science . 22 (128): 120-129. Bibcode : 1881AmJS...22..120M . doi : 10.2475 /ajs.s3-22.128.120 . Archivováno z originálu dne 2020-08-01 . Získáno 26. 1. 2022 . Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda )
↑ Michelson, Albert A.; Morley, Edward W. (1886). „ Vliv pohybu média na rychlost světla “. Dopoledne. J.Sci . 31 (185): 377-386. Bibcode : 1886AmJS...31..377M . doi : 10.2475 /ajs.s3-31.185.377 .
↑ 1 2 Michelson, Albert A.; Morley, Edward W. (1887). „O metodě, jak udělat z vlnové délky sodíkového světla skutečný a praktický standard délky“ . American Journal of Science . 34 (204): 427-430. Bibcode : 1887AmJS...34..427M . DOI : 10.2475/ajs.s3-34.204.427 . Archivováno z originálu dne 2017-06-11 . Získáno 26. 1. 2022 . Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda )
↑ 1 2 Michelson, Albert A.; Morley, Edward W. (1889). „O proveditelnosti stanovení světelné vlny jako konečného standardu délky“ . American Journal of Science . 38 (225): 181-6. DOI : 10.2475/ajs.s3-38.225.181 . Archivováno z originálu dne 2017-11-17 . Získáno 26. 1. 2022 . Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda )
↑ 1 2 The Mechanical Universe, Episode 41 . Získáno 26. ledna 2022. Archivováno z originálu dne 30. října 2021. (neurčitý)
↑ 12 Serway , Raymond. Fyzika pro vědce a inženýry, svazek 2 / Raymond Serway, John Jewett. — 7. vyobrazený. - Cengage Learning, 2007. - S. 1117. - ISBN 978-0-495-11244-0 . Archivováno 2. prosince 2021 na Wayback Machine Extract ze strany 1117 Archivováno 2. prosince 2021 na Wayback Machine
↑ Kennedy, RJ; Thorndike, E. M. (1932). „Experimentální stanovení relativity času“. Phys. Rev. _ 42 (3): 400-408. Bibcode : 1932PhRv...42..400K . DOI : 10.1103/PhysRev.42.400 .
↑ Fox, JG (1965), Evidence Against Emission Theories , American Journal of Physics vol . 33 (1): 1–17 , DOI 10.1119/1.1971219
↑ Brecher, K. (1977). "Je rychlost světla nezávislá na rychlosti zdroje?" Fyzické kontrolní dopisy . 39 (17): 1051-1054. Bibcode : 1977PhRvL..39.1051B . DOI : 10.1103/PhysRevLett.39.1051 .
↑ Philippas, T.A.; Fox, J.G. (1964). „Rychlost gama paprsků z pohybujícího se zdroje“ . Fyzický přehled . 135 (4B): B1071-1075. Bibcode : 1964PhRv..135.1071F . DOI : 10.1103/PhysRev.135.B1071 .
↑ 1 2 Morley, Edward W.; Miller, Dayton C. (1904). Výňatek z dopisu datovaného Clevelandem , Ohio, 5. srpna 1904 lordu Kelvinovi od Prof. Edward W. Morley a Dayton C. Miller .“ Filosofický časopis . 6. 8 (48): 753-754. DOI : 10.1080/14786440409463248 .
↑ 1 2 Morley, Edward W.; Miller, Dayton C. (1905). “ Zpráva o experimentu k detekci Fitzgerald-Lorentzova efektu “. Sborník Americké akademie umění a věd . XLI (12): 321-8. DOI : 10.2307/20022071 . JSTOR 20022071 .
↑ 1 2 Kennedy, Roy J. (1926). „Upřesnění Michelson-Morleyho experimentu“ . Proceedings of the National Academy of Sciences . 12 (11): 621-629. Bibcode : 1926PNAS...12..621K . DOI : 10.1073/pnas.12.11.621 . PMC 1084733 . PMID 16577025 .
↑ 1 2 Illingworth, KK (1927). „Opakování Michelson-Morleyho experimentu s využitím Kennedyho zpřesnění“ (PDF) . Fyzický přehled . 30 (5): 692-696. Bibcode : 1927PhRv...30..692I . DOI : 10.1103/PhysRev.30.692 . Archivováno (PDF) z originálu dne 23.07.2018 . Získáno 26. 1. 2022 . Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda )
↑ 1 2 Experimentální základy teorie relativity // S. I. Vavilov. Sebrané spisy. T. 4. - M .: Nakladatelství Akademie věd SSSR, 1956.
↑ 1 2 Joos, G. (1930). "Die Jenaer Wiederholung des Michelsonversuchs" . Annalen der Physik . 399 (4): 385-407. Bibcode : 1930AnP...399..385J . DOI : 10.1002/andp.19303990402 .
↑ 1 2 3 4 Miller, Dayton C. (1925). „Experimenty ether-drift na Mount Wilson“ . Proceedings of the National Academy of Sciences . 11 (6): 306-314. Bibcode : 1925PNAS...11..306M . DOI : 10.1073/pnas.11.6.306 . PMC 1085994 . PMID 16587007 .
↑ Tomaschek, R. (1924). “Über das Verhalten des Lichtes außerirdischer Lichtquellen” . Annalen der Physik . 378 (1): 105-126. Bibcode : 1924AnP...378..105T . DOI : 10.1002/andp.19243780107 . Archivováno z originálu dne 2021-02-24 . Získáno 26. 1. 2022 . Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda )
↑ Piccard, A.; Stahel, E. (1926). “L'expérience de Michelson, realisée en ballon libre” . Comptes Rendus . 183 (7): 420-421. Archivováno z originálu 2021-02-25 . Získáno 26. 1. 2022 . Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda )
↑ Piccard, A.; Stahel, E. (1927). “Nouveaux résultats obtenus par l'expérience de Michelson” . Comptes Rendus . 184 : 152. Archivováno z originálu dne 25. 2. 2021 . Získáno 26. 1. 2022 . Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda )
↑ Piccard, A.; Stahel, E. (1927). “L'absence du vent d'éther au Rigi” . Comptes Rendus . 184 : 1198-1200. Archivováno z originálu 2021-02-25 . Získáno 26. 1. 2022 . Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda )
↑ Michelson, AA; Pease, FG; Pearson, F. (1929). "Výsledky opakování Michelson-Morleyho experimentu." Journal of the Optical Society of America . 18 (3): 181. Bibcode : 1929JOSA...18..181M . DOI : 10.1364/josa.18.000181 .
↑ Essen, L. (1955). „Nový experiment Æther-Drift“ . příroda . 175 (4462): 793-794. Bibcode : 1955Natur.175..793E . DOI : 10.1038/175793a0 .
↑ Cedarholm, JP; Bland, G. F.; Havens, B. L.; Townes, CH (1958). „Nový experimentální test speciální teorie relativity“. Fyzické kontrolní dopisy . 1 (9): 342-343. Bibcode : 1958PhRvL...1..342C . DOI : 10.1103/PhysRevLett.1.342 .
↑ Cedarholm, JP; Townes, CH (1959). „Nový experimentální test speciální teorie relativity“. příroda . 184 (4696): 1350-1351. Bibcode : 1959Natur.184.1350C . DOI : 10.1038/1841350a0 .
↑ Jaseja, T.S.; Javan, A.; Murray, J.; Townes, CH (1964). „Test speciální relativity nebo izotropie prostoru pomocí infračervených maserů“. Phys. Rev. _ 133 (5a): 1221-1225. Bibcode : 1964PhRv..133.1221J . DOI : 10.1103/PhysRev.133.A1221 .
↑ Shamir, J.; Fox, R. (1969). „Nový experimentální test speciální teorie relativity“. Il Nuovo Cimento B. 62 (2): 258-264. Bibcode : 1969NCimB..62..258S . DOI : 10.1007/BF02710136 .
↑ Trimmer, William S.; Baierlein, Ralph F.; Faller, James E.; Hill, Henry A. (1973). „Experimentální hledání anizotropie v rychlosti světla“. Fyzický přehled D. 8 (10): 3321-3326. Bibcode : 1973PhRvD...8.3321T . DOI : 10.1103/PhysRevD.8.3321 .
↑ Trimmer, William S.; Baierlein, Ralph F.; Faller, James E.; Hill, Henry A. (1974). Erratum: Experimentální hledání anizotropie v rychlosti světla. Fyzický přehled D. 9 (8): 2489. Bibcode : 1974PhRvD...9R2489T . DOI : 10.1103/PhysRevD.9.2489.2 .
↑ 1 2 Müller, H.; Herrmann, S.; Braxmaier, C.; Schiller, S.; Peters, A. (2003). „Moderní Michelson-Morley experiment s použitím kryogenních optických rezonátorů“. Phys. Rev. Lett . 91 (2): 020401. arXiv : fyzika/0305117 . Bibcode : 2003PhRvL..91b0401M . DOI : 10.1103/PhysRevLett.91.020401 . PMID 12906465 .
↑ Brillet, A.; Hall, JL (1979). „Vylepšený laserový test izotropie vesmíru“. Phys. Rev. Lett . 42 (9): 549-552. Bibcode : 1979PhRvL..42..549B . DOI : 10.1103/PhysRevLett.42.549 .
↑ Vlk; a kol. (2003). „Testy Lorentzovy invariance pomocí mikrovlnného rezonátoru“ (PDF) . Fyzické kontrolní dopisy . 90 (6): 060402. arXiv : gr-qc/0210049 . Bibcode : 2003PhRvL..90f0402W . DOI : 10.1103/PhysRevLett.90.060402 . HDL : 2440/101285 . PMID 12633279 . Archivováno (PDF) z originálu dne 2018-07-19 . Získáno 26. 1. 2022 . Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda )
↑ Wolf, P.; Tobar, M.E.; Bize, S.; Clairon, A.; Luiten, A. N.; Santarelli, G. (2004). „Šeptající galerijní rezonátory a testy Lorentzovy invariance“ . Obecná teorie relativity a gravitace . 36 (10): 2351-2372. arXiv : gr-qc/0401017 . Bibcode : 2004GReGr..36.2351W . DOI : 10.1023/B:GERG.0000046188.87741.51 .
↑ Wolf, P.; Bize, S.; Clairon, A.; Santarelli, G.; Tobar, M.E.; Luiten, A. N. (2004). “Vylepšený test Lorentzovy invariance v elektrodynamice” (PDF) . Fyzický přehled D. 70 (5): 051902. arXiv : hep-ph/0407232 . Bibcode : 2004PhRvD..70e1902W . DOI : 10.1103/PhysRevD.70.051902 . HDL : 2440/101283 . Archivováno (PDF) z originálu dne 2021-10-30 . Získáno 26. 1. 2022 . Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda )
↑ Antonini, P.; Okhapkin, M.; Goklu, E.; Schiller, S. (2005). „Test stálosti rychlosti světla s rotujícími kryogenními optickými rezonátory“. Fyzický přehled A. 71 (5): 050101. arXiv : gr-qc/0504109 . Bibcode : 2005PhRvA..71e0101A . DOI : 10.1103/PhysRevA.71.050101 .
↑ Stanwix, P.L.; Tobar, M.E.; Wolf, P.; Susli, M.; Locke, C. R.; Ivanov, EN; Winterflood, J.; Kann, van F. (2005). „Test Lorentzovy invariance v elektrodynamice pomocí rotujících kryogenních safírových mikrovlnných oscilátorů“. Fyzické kontrolní dopisy . 95 (4): 040404. arXiv : hep-ph/0506074 . Bibcode : 2005PhRvL..95d0404S . DOI : 10.1103/PhysRevLett.95.040404 . PMID 16090785 .
↑ Herrmann, S.; Senger, A.; Kovalchuk, E.; Müller, H.; Peters, A. (2005). "Test izotropie rychlosti světla pomocí kontinuálně rotujícího optického rezonátoru." Phys. Rev. Lett . 95 (15): 150401. arXiv : fyzika/0508097 . Bibcode : 2005PhRvL..95o0401H . DOI : 10.1103/PhysRevLett.95.150401 . PMID 16241700 .
↑ Stanwix, P.L.; Tobar, M.E.; Wolf, P.; Locke, C. R.; Ivanov, EN (2006). „Vylepšený test Lorentzovy invariance v elektrodynamice pomocí rotujících kryogenních safírových oscilátorů“. Fyzický přehled D. 74 (8): 081101. arXiv : gr-qc/0609072 . Bibcode : 2006PhRvD..74h1101S . DOI : 10.1103/PhysRevD.74.081101 .
↑ Müller, H.; Stanwix, Paul L.; Tobar, M.E.; Ivanov, E.; Wolf, P.; Herrmann, S.; Senger, A.; Kovalchuk, E.; Peters, A. (2007). „Testy relativity komplementárními rotujícími Michelson-Morley experimenty“. Phys. Rev. Lett . 99 (5): 050401. arXiv : 0706.2031 . Bibcode : 2007PhRvL..99e0401M . DOI : 10.1103/PhysRevLett.99.050401 . PMID 17930733 .
↑ Nagel, M.; Parker, S.; Kovalchuk, E.; Stanwix, P.; Hartnett, JV; Ivanov, E.; Peters, A.; Tobar, M. (2015). „Přímý pozemní test Lorentzovy symetrie v elektrodynamice na 10 −18 “ . Příroda komunikace . 6 : 8174. arXiv : 1412.6954 . Bibcode : 2015NatCo...6.8174N . DOI : 10.1038/ncomms9174 . PMC 4569797 . PMID26323989 . _

Prameny

↑ 1 2 3 Staley, Richard (2009), Albert Michelson, rychlost světla a éter drift, Einsteinova generace. Počátky revoluce relativity , Chicago: University of Chicago Press, ISBN 978-0-226-77057-4
↑ Albrecht Fölsing. Albert Einstein: Životopis . - Penguin Group , 1998. - ISBN 0-14-023719-4 .
↑ 1 2 3 Robertson, HP (1949). „Postulát versus pozorování ve speciální teorii relativity“ . Recenze moderní fyziky . 21 (3): 378-382. Bibcode : 1949RvMP...21..378R . DOI : 10.1103/RevModPhys.21.378 . Archivováno z originálu (PDF) dne 24.10.2018.
↑ 1 2 3 Whittaker, Edmund Taylor. Historie teorií éteru a elektřiny . - 1. - Longman, Green and Co., 1910.
↑ 1 2 3 4 5 Janssen, Michel. Optika a elektrodynamika pohybujících se těles // Going Critical / Michel Janssen, John Stachel. - Springer, 2010. - ISBN 978-1-4020-1308-9 .
↑ Laub, Jakob (1910). „Über die experimentellen Grundlagen des Relativitätsprinzips (O experimentálních základech principu relativity)“. Jahrbuch der Radioaktivität und Elektronik . 7 : 405-463.
↑ Šablona:Citujte EB9
↑ Maxwell, James Clerk (1880), O možném způsobu detekce pohybu Sluneční soustavy prostřednictvím Luminiferous Ether , Nature vol. 21 (535): 314–5 , DOI 10.1038/021314c0
↑ 1 2 Miller, AI Speciální teorie relativity Alberta Einsteina. Vznik (1905) a raná interpretace (1905–1911) . - Čtení: Addison-Wesley, 1981. - S. 24 . - ISBN 978-0-201-04679-3 .
↑ Fickinger, William. Fyzika na výzkumné univerzitě: Case Western Reserve, 1830–1990. - Cleveland, 2005. - S. 18–22, 48. - "Ubytovna se nacházela na nyní z velké části neobsazeném prostoru mezi Biology Building a Adelbert Gymnasium, které obě stále stojí v kampusu CWRU." — ISBN 978-0977338603 .
↑ Hamerla, Ralph R. Americký vědec na hranici výzkumu: Edward Morley, komunita a radikální myšlenky ve vědě devatenáctého století . — Springer, 2006. — S. 123–152. - ISBN 978-1-4020-4089-4 . Archivováno 30. října 2021 na Wayback Machine
↑ 1 2 Miller, Dayton C. (1933). „Experiment ether-drift a stanovení absolutního pohybu Země“. Recenze moderní fyziky . 5 (3): 203-242. Bibcode : 1933RvMP....5..203M . DOI : 10.1103/RevModPhys.5.203 .
↑ Blum, Edward K. Matematika fyziky a inženýrství / Edward K. Blum, Sergey V. Lototsky. - World Scientific, 2006. - S. 98. - ISBN 978-981-256-621-8 . Archivováno 2. prosince 2021 na Wayback Machine , kapitola 2, str. 98 Archivováno 2. prosince 2021 na Wayback Machine
↑ Shankland, RS (1964). Michelson-Morley experiment. American Journal of Physics . 31 (1): 16-35. Bibcode : 1964AmJPh..32...16S . DOI : 10.1119/1.1970063 .
↑ Feynman, R. P. (1970), The Michelson–Morley experiment (15-3), The Feynman Lectures on Physics , sv. 1, četba: Addison Wesley Longman, ISBN 978-0-201-02115-8
↑ Albert Shadowitz. speciální teorie relativity . - Dotisk z roku 1968. - Courier Dover Publications, 1988. - S. 159-160 . - ISBN 978-0-486-65743-1 .
↑ Teller, Edward ; Teller, Wendy & Talley, Wilson (2002), Conversations on the Dark Secrets of Physics , Basic books, str. 10–11, ISBN 978-0786752379 , < https://books.google.com/books?id=QClyAWecl60C&pg=PA10 > Archivováno 30. listopadu 2021 ve Wayback Machine
↑ 1 2 Schumacher, Reinhard A. (1994). „Speciální teorie relativity a Michelson-Morleyův interferometr“. American Journal of Physics . 62 (7): 609-612. Bibcode : 1994AmJPh..62..609S . DOI : 10.1119/1.17535 .
↑ Lorentz, Hendrik Antoon (1895), Pokus o teorii elektrických a optických jevů v pohybujících se tělesech , Leiden: E. J. Brill
↑ 1 2 Lorentz, Hendrik Antoon (1904), Elektromagnetické jevy v systému pohybujícím se jakoukoli rychlostí menší než rychlost světla, Proceedings of the Royal Netherlands Academy of Arts and Sciences sv. 6: 809–831
↑ Poincaré, Henri (1905), O dynamice elektronu, Comptes Rendus T. 140: 1504–1508 (překlad zdroje Wiki)
↑ Einstein, A (30. června 1905). Zur Elektrodynamik bewegter Körper. Annalen der Physik [ německy ] ]. 17 (10): 890-921. Bibcode : 1905AnP...322..891E . DOI : 10.1002/andp.19053221004 .Anglický překlad: Perrett, W On the Electrodynamics of Moving Bodies . Fourmilab . Získáno 27. listopadu 2009. Archivováno z originálu 1. února 2013. (neurčitý)
↑ Einstein, A. (1916), Relativity: The Special and General Theory , New York: H. Holt and Company
↑ 1 2 Stachel, John (1982), Einstein a Michelson: Kontext objevu a kontext ospravedlnění , Astronomische Nachrichten T. 303 (1): 47–53 , DOI 10.1002/asna.2103030110
↑ Michael Polanyi , Osobní znalosti: K postkritické filozofii , ISBN 0-226-67288-3 , poznámka pod čarou strana 10–11: Einstein prostřednictvím Dr. N Balzase v reakci na Polanyiho dotaz uvádí, že „experiment Michelson–Morley měl žádnou roli v základu teorie." a "..teorie relativity nebyla vůbec založena na vysvětlení jejího výsledku." [1] Archivováno 25. prosince 2021 na Wayback Machine
↑ Jeroen, van Dongen (2009), On the Role of the Michelson–Morley Experiment: Einstein in Chicago , Archive for History of Exact Sciences vol. 63 (6): 655–663 , DOI 10.1007/s00407-009-0050-5
↑ 1 2 Mansouri, R.; Sexl, R. U. (1977). „Testovací teorie speciální teorie relativity: III. Testy druhého řádu“. Gen. Rel. Gravitace . 8 (10): 809-814. Bibcode : 1977GReGr...8..809M . DOI : 10.1007/BF00759585 .
↑ Norton, John D. (2004). „Einsteinova zkoumání galileovské kovariantní elektrodynamiky před rokem 1905“ . Archiv pro dějiny exaktních věd . 59 (1): 45-105. Bibcode : 2004AHES...59...45N . DOI : 10.1007/s00407-004-0085-6 . Archivováno z originálu dne 2009-01-11 . Získáno 26. 1. 2022 . Použitý zastaralý parametr |deadlink=( nápověda )
↑ Swenson, Loyd S. (1970). „Michelson-Morley-Millerovy experimenty před a po roce 1905“. Časopis pro dějiny astronomie . 1 (2): 56-78. Bibcode : 1970JHA.....1...56S . DOI : 10.1177/002182867000100108 .
↑ Swenson, Loyd S., Jr. Éterický éter: Historie Michelson-Morley-Millerových experimentů s unášením éteru, 1880–1930 . - University of Texas Press, 2013. - ISBN 978-0-292-75836-0 . Archivováno 30. listopadu 2021 na Wayback Machine
↑ Thirring, Hans (1926). „Prof. Millerovy experimenty s unášením etheru. příroda . 118 (2959): 81-82. Bibcode : 1926Natur.118...81T . DOI : 10.1038/118081c0 .
↑ 12 Michelson , AA; a kol. (1928). „Konference o Michelson-Morleyově experimentu konaná v Mount Wilson, únor 1927“ . Astrofyzikální časopis . 68 : 341-390. Bibcode : 1928ApJ....68..341M . DOI : 10.1086/143148 .
↑ Shankland, Robert S.; a kol. (1955). "Nová analýza interferometrových pozorování Daytona C. Millera." Recenze moderní fyziky . 27 (2): 167-178. Bibcode : 1955RvMP...27..167S . DOI : 10.1103/RevModPhys.27.167 .
↑ Roberts, TJ (2006), An Explanation of Dayton Miller's Anomalous "Ether Drift" Result, arΧiv : physics/0608238 .
↑ Relativity FAQ (2007): Jaký je experimentální základ speciální teorie relativity? Archivováno 15. října 2009 na Wayback Machine
↑ Haugan, Mark P.; Will, Clifford M. (květen 1987). “Moderní testy speciální teorie relativity” (PDF) . Fyzika dnes . 40 (5): 67-76. Bibcode : 1987PhT....40e..69H . DOI : 10.1063/1.881074 . Načteno 14. července 2012 .

Literatura

Mlodinov L. Euklidovské okno. Historie geometrie od rovnoběžných čar k hyperprostoru. - M. : Gayatri / Livebook, 2014. - 368 s. - ISBN 978-5-904584-60-3 .
Swenson, L.S. Experimenty Michelson-Morley-Miller před a po roce 1905 // Journal for the History of Astronomy. - 1970. - Sv. 1 . - str. 56-78 .

Odkazy

Fyzická encyklopedie. T. 3. - M .: Velká ruská encyklopedie. — str. 27 Archivováno 2. března 2012 na Wayback Machine — 28 Archivováno 11. března 2005 na Wayback Machine .
G. A. Lorentz . §§ 89-92. Michelsonův interferenční experiment // Versuch einer Theorie der elektrischen und optischen Erscheinungen in bewegten Körpern. — Leiden, 1895
O „experimentu Michelson-Morley“ v jednoduchém jazyce Archivováno 13. září 2011 na Wayback Machine

Slovníky a encyklopedie	Velká Katalánština velká čínština Velký Rus Velký sovět (1 ed.) Britannica (online)
V bibliografických katalozích	J9U : 987007570468905171 LCCN : sh2011004356

Experimentální ověření speciální teorie relativity
Rychlost/Izotropie	Michelsonova zkušenost Zkušenost Kennedy-Thorndike Experiment Ives-Stilwell Experimenty s optickým rezonátorem De Sitterův experiment s dvojitou hvězdou Hammar zkušenosti Měření rychlosti neutrin
Lorentzova invariance	Moderní hledání porušení Lorentzovy invariance Experimenty Hughes a Drever Troughtonův-Nobleův experiment Rayleighovy a Braceovy experimenty Troughton-Rankinův experiment en: Testy antihmoty na porušení Lorentze cs:Lorentzovy oscilace neutrin cs:Lorentz-porušující elektrodynamika
Dilatace času Lorentzova kontrakce	Experiment Ives-Stilwell Experimenty s rotorem Mossbauer cs:Experimentální testování dilatace času Hafele-Keatingův experiment Potvrzení kontrakce délky
Energie	cs:Testy relativistické energie a hybnosti Kaufman-Bucherer-Neumannovy experimenty
Fizeau/Sagnac	Fizeauova zkušenost Zážitek ze Sagnaca Michelson-Gal-Pearsonův experiment
Alternativy	Vyvrácení teorie éteru Vyvrácení balistické teorie
Všeobecné	Jednosměrná rychlost světla cs:Testovací teorie speciální relativity cs: Rozšíření standardního modelu