Atsukovsky_Ether_2011

А.А.Майкельсон, 1881 г.

Полученные результаты, однако, более четко показаны при по- строении реальной кривой вместе с кривой, которая должна быть построена, если теория верна. Это показано на рис. 2.4.

Пунктирная кривая изображена, исходя из предположения, что ожидаемое смещение составляет 1/10 расстояния между интерфе- ренционными полосами, но если это смещение составит лишь 1/100, то ломаная линия будет еще ближе к прямой линии.

Эти результаты можно интерпретировать как отсутствие сме- щения интерференционных полос. Результат гипотезы стационар- ного эфира, таким образом, оказывается неверным, откуда следует вывод, что эта гипотеза ошибочна.

Этот вывод прямо противоречит объяснению явления аберра- ции, которое везде используется и которое предполагает, что Земля движется сквозь эфир, а последний остается в покое.

Будет не лишним привести отрывок из статьи, опубликованной Стоксом в 1846 году в журнале «Philosophical Magazine»:

«Все эти результаты непосредственно следуют из теории аберрации, которую я предложил в июльском номере этого жур- нала; при сравнении с экспериментом я не смог получить какого либо результата, который отличался бы от того, который мы получаем из принятой теории. Это любопытный случай, когда две совершенно различные теории идут параллельно друг другу при объяснении явления. Я не думаю, что многие будут склонны под- держивать теорию Френеля, когда станет очевидным, что без нее можно обойтись, так как мы не будем склонны поверить без явного подтверждения, что эфир движется свободно через твер- дую массу Земли. Было бы неплохо, если бы появилась возмож- ность проверить обе теории с помощью убедительного экспери-

мента».

В заключение я пользуюсь случаем поблагодарить господина А. Г. Белла, обеспечившего средствами проведение этой работы, и профессора Фогеля, директора Астрофизической обсерватории, за его любезность в предоставлении ресурсов его лаборатории в мое распоряжение.

The American Journal of Science. 1881. III series. Vol XXII, No. 128. P. 120—129. http://bit.ly/eHdkTh

40

А.А.Майкельсон, Э.Морли, 1887 г.

наполненного водой телескопа, должно составить 4/3 своего света в вакууме, и отклонение света, наблюдаемое с помощью истинного значения 16.

По волновой теории, согласно Френелю, эфир, во-первых, дол- жен находиться в покое (относительно мирового пространства — В. А.), кроме как внутри прозрачной среды, а, во-вторых, он должен двигаться в ней со скоростью, меньшей, чем скорость среды, в от-

две гипотезы дают полное и удовлетворительное объяснение явле- ния аберрации. Вторая гипотеза, несмотря на свою кажущуюся не- правдоподобность, должна рассматриваться как полностью дока- занная, во-первых, известным экспериментом Физо 17 и, во-вторых, нашим собственным подробным исследованием 18. Эксперимен- тальные исследования первой гипотезы и составляют существо на- стоящей работы.

Если бы Земля была прозрачным телом, можно было бы допус- тить на основании результатов только что упомянутых экспери- ментов, что межмолекулярный эфир находится в покое в простран- стве, несмотря на движение Земли по своей орбите, но мы не имеем права распространять этот вывод экспериментов на непрозрачные тела.

Но едва ли можно сомневаться в том, что металл может и дол- жен пропускать эфир.*

16 Можно отметить, что большинство авторов считает объяснение эмисси- онной теории света вполне достаточным; в действительности же трудно- стей в этом объяснении даже больше, чем в волновой теории. По эмисси- онной теории скорость света должна быть больше в водном телескопе и, таким образом, угол отклонения должен быть меньше; а для того, чтобы сократить его до истинного значения, мы должны выдвинуть абсурдную гипотезу о том, что движение воды в телескопе отклоняет луч света в про- тивоположном направлении!

17Comptes Rendus. 1851. Vol. xxxiii. P. 349; Pogg. Ann. Ergänzungsband. 1853. Vol. III. P. 457; Ann Chim. Phys. 1859. Vol. III. Ivii. P. 385.

18Influence of Motion of the Medium on the Velocity of Light. Am. J. Sci.. 1886. Vol.III, xxxi. P. 377.

* Это мнение о том, что эфирные потоки свободно пропускаются метал- лом, сыграли роковую роль в истории исследований эфирного ветра: ин-

42

А.А.Майкельсон, Э.Морли, 1887 г.

ad. Предположим, что эфир находится в покое и что весь аппарат движется в направлении sc со скоростью Земли по орбите, тогда направления и расстояния, проходимые лучами, будут меняться таким образом: луч sa отражается вдоль ab (см. рис. 3.1, II); угол bab1, равный отклонению α , возвращается вдоль ba1(aba1=2 α ) и идет в фокус телескопа, направление которого остается неизмен- ным. Пропущенный луч проходит вдоль ас, возвращается вдоль са1 и отражается в а1, делая са1е равным 90° – α и, таким образом, вновь совпадая с первым лучом. Следует отметить, что лучи bа1 и са1 не встречаются точно в точке а1, хотя разница там второго по- рядка; это не влияет на справедливость вывода.

Теперь нам требуется найти разницу двух путей аba1 и аса1. Пусть

V — скорость света;

v — скорость Земли на ее орбите;

D — расстояние ab или ac на рис. 3.1 (I);

T — время, за которое свет проходит от а до с;

T1 — время, за которое свет возвращается из с в а1 на рис.

3.1 (II).

Рис. 3.1. Схема интерферометра (I) и принцип его работы (II)*

* Рисунок разделен на две части, как в европейском издании статьи. Два луча света описывают траектории sabd и scad на схеме, а запаздывание одного из лучей происходит по принципу «лодки и течения», который

44

А.А.Майкельсон, Э.Морли, 1887 г.

В первом эксперименте одна из основных встретившихся труд- ностей заключалась в необходимости приведения аппарата во вра- щение без внесения искажений, вторая — в его исключительной чувствительности к вибрациям. Последняя была настолько велика, что во время работы в городе было невозможно увидеть интерфе- ренционные полосы, за исключением коротких промежутков вре- мени, даже в 2 часа ночи. В результате, как отмечалось ранее, ве- личина, которая должна была быть измерена, а именно, смещение интерференционных полос на расстояние, несколько меньшее, чем 1/20 расстояния между ними, могла быть слишком мала, чтобы ее определить, будучи замаскированной погрешностями эксперимен- та.

Начало статьи А.Майкельсона и Э.Морли в американском** и европей-

ском Journal of Science за 1878 г.*

**American Journal of Science, 1887, 34 (203): 333–345 http://bit.ly/f2JyYR

*Phil. Mag. S. 5. Vol. 24. No. 151. Dec. 1887. http://bit.ly/ggI7p9

46

А.А.Майкельсон, Э.Морли, 1887 г.

В каждом углу камня были расположены четыре зеркала dd, ee (см. рис. 3.3). Около центра камня было размещено плоскопарал- лельное стекло* b. Все

это было расположено таким образом, что свет от горелки Аргана а, про- ходя через линзу, падал на b таким образом, что- бы быть частично отра- женным к d1; два пучка следовали по траектори- ям, указанным на рисун- ке, соответственно bdedbf и bd1e1d1bf, и наблюда- лись через телескоп f. Как f, так и а, вращались вместе с камнем. Зеркала были изготовлены из зеркальной бронзы и бы- ли тщательно отполиро- ваны для получения оп-

тически плоских поверхностей, они имели 5 см в диаметре, а стек- ла b и с были плоскопараллельными и имели одинаковую толщину 1,25 см; их поверхности имели размеры 5x7,5 см. Второе из них было размещено на пути одного из пучков света для компенсации прохождения второго луча через ту же толщину стекла. Вся опти- ческая часть аппарата была закрыта деревянным кожухом с тем, чтобы предотвратить влияние потоков воздуха и быстрой смены температуры.

Регулировка осуществлялась следующим образом: зеркала регу- лировались с помощью винтов в кронштейнах, которые держали зеркала и к которым зеркала прижимались пружинами, регулиров- ка проводилась до тех пор, пока свет от обоих лучей не становился виден в телескоп; длины двух путей измерялись легкой деревянной линейкой по диагонали от зеркала к зеркалу, расстояние считыва- лось с маленькой стальной шкалы с точностью до десятой доли миллиметра.

* Полупрозрачное зеркало — Прим. ред,

48