Eter (fysik)
Ljusets eter är ett ämne som man en gång trodde fyllde universum och som förklarar hur överföringen av ljusvågor kan ske. Man trodde att ljuset var ett slags våg. Vågor färdas över vattenytan i en damm, genom luften i ett rum osv. Alla vågor som människor hade studerat tidigare hade färdats genom ett medium Ljudvågor färdades snabbare genom stål än genom luft. Därför tänkte man sig att ljuset också måste färdas genom ett liknande medium. Eftersom ljuset färdas snabbare än allt annat, borde ljuset färdas genom något styvare (som stål) snabbare än något annat. Men samtidigt måste detta ämne vara helt eftergivligt så att det inte skulle bromsa planeternas rörelser och få dem att så småningom falla in i sina solar. De människor som kom före Albert Einstein trodde att detta ämne existerade, och de kallade det för "den lysande etern".
Om en observatör åker med en båt som rör sig genom en havsström, kan han eller hon observera förändringar i den hastighet som vågorna verkar färdas med beroende på observatörens förhållande till strömmen.
Fysiker genomförde experiment för att försöka klargöra denna fråga. Michelson-Morley-experimentet visade att det inte fanns något medium genom vilket ljuset färdades. Det visade att det inte finns någon ljusande eter.
Det enklaste sättet att förstå den allmänna idén är att föreställa sig ett mycket snabbt rymdskepp som rör sig med halva ljusets hastighet från en stjärna till en annan. Rymdskeppet har två ljushastighetsmätare, en som pekar bakåt och en som pekar framåt. Eftersom rymdskeppet rör sig bort från de fotoner som avges av den gula stjärnan och springer mot de fotoner som avges av den blå stjärnan, leder vår vanliga erfarenhet till att vi förväntar oss att vi skulle mäta de gula fotonernas hastighet som 150 000 kilometer per sekund och de blå fotonernas hastighet som 450 000 kilometer per sekund. Båda fotonerna mäts dock till 300 000 km/sek. Detta resultat visar att hastigheterna inte ändras i förhållande till rymdskeppets rörelse.
Ny forskning
En ny studie är mycket mer exakt än Michelsons och Morleys, men den visar fortfarande att ljusets hastighet är konstant oavsett i vilken riktning man rör sig.
Det röda rymdskeppet rör sig från den gula stjärnan mot den blå stjärnan. Insatsen längst ner visar hastighetsmätare för ljuset från båda stjärnorna.
Frågor och svar
F: Vad är fotoporös eter?
Svar: En ljusande eter är ett ämne som man en gång trodde fyllde universum och förklarade hur ljusvågor kunde färdas. Man trodde att ljuset var en slags våg och att det måste färdas genom något slags medium för att ha en jämn hastighet.
Fråga: Vad trodde folk om detta ämne?
Svar: Man trodde att detta ämne måste ha en mycket låg viskositet för att det inte skulle bromsa planeternas rörelse och få dem att falla in i sina solar. De trodde också att det kunde förklara varför ljuset färdas med så höga hastigheter.
F: Hur försökte fysikerna förklara denna fråga?
S: Fysiker utförde experiment, som Michelsons och Morleys experiment, för att försöka fastställa om ljuset faktiskt hade ett osynligt medium som det färdades genom.
F: Vad visade Michelson-Morley-experimentet?
Svar: Michelson-Morley-experimentet visade att det inte finns något medium som ljuset kan passera genom, vilket tyder på att det inte finns någon ljusproducerande eter.
F: Hur kan vi föreställa oss vad som händer när en observatör åker i en båt som rör sig i en havsström?
S: Om en observatör åker i en båt som går genom en havsström, skulle han eller hon kunna observera förändringar i vågornas hastighet beroende på deras förhållande till strömmen.
F: Vad säger det oss om relativa hastigheter om vi föreställer oss ett rymdskepp som färdas från en stjärna till en annan?
Svar: Om vi föreställer oss en mycket snabb rymdfarkost som färdas med halva ljusets hastighet från en stjärna till en annan, ser vi att hastigheten för båda fotonerna mäts till 300 000 km/s oavsett rörelse eller riktning - vilket tyder på att hastigheterna inte ändras i förhållande till rymdfarkostens rörelse.
