Stringtheorie und die Suche nach den Ether

Hier haben Sie nur einen Blick auf Relativität - der Blick benötigt die String-Theorie zu verstehen. Dieser Artikel beschreibt, wie der Äther-Modell experimentellen Ergebnisse entsprechen ausgefallen und wie Einstein eingeführt spezielle Relativitätstheorie, das Problem zu lösen.

In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts, waren auf der Suche Physiker nach dem geheimnisvollen Äther - das Medium sie glaubten, gab es für die Lichtwellen durch zu winken. Ihre Unfähigkeit, diese Äther trotz guter Versuche zu entdecken, war frustrierend, gelinde gesagt. Ihr Versagen ebnete den Weg für Einstein Erklärung, in der Form der Relativitätstheorie.

Waves hatte durch ein Medium zu passieren, eine Substanz, die tatsächlich die Waving tat. Lichtwellen passieren # 147-leeren Raum # 148- eines Vakuum (Ein Raum ohne Luft oder anderen regelmäßigen Angelegenheit), so die Physiker einen leuchtenden Äther vorausgesagt hatte, die überall vorhanden sein muss, und eine Art von Substanz sein, die Wissenschaftler noch nie zuvor begegnet.

Einige Dinge könnten über den Äther vorhergesagt werden, wenn. Wenn beispielsweise ein Medium für Licht war, wurde das Licht durch sie bewegen, wie ein Schwimmer durch das Wasser bewegt. Und, wie ein Schwimmer, sollte das Licht schneller reisen leicht, wenn sie in der gleichen Richtung wie das Wasser der Strom als zu gehen, wenn der Schwimmer versucht, gegen des Wassers Strom zu gehen.

Dies bedeutet nicht, dass der Äther selbst bewegte. Auch wenn der Äther vollständig noch war, bewegte sich die Erde im Äther, die effektiv die gleiche Sache. Wenn Sie über einen reglosen Körper von Wasser gehen, fühlt es sich im Grunde das gleiche, als ob Sie an Ort und Stelle waren zu Fuß und das Wasser um dich herum fließt.

Physiker wollte ein Experiment zu konstruieren, auf der Grundlage dieses Konzepts, die prüfen würde, ob Licht unterschiedlichen Geschwindigkeiten in verschiedene Richtungen gereist. Diese Art der Variation würde unterstützen die Idee, dass Licht durch ein Ethermedium unterwegs war.

Im Jahr 1881 schuf Physiker Albert Michelson ein Gerät namens ein Interferometer entworfen, genau das zu tun. Mit Hilfe seines Kollegen Edward Morley, verbessert er das Design und die Präzision des Gerätes in 1887. Das Michelson-Morley-Interferometer ist in der Abbildung dargestellt.

Die Interferometer verwendet Spiegel, die nur teilweise reflektierend waren, so dass sie durch die halbe Licht passieren lassen und reflektiert die Hälfte des Lichts. Das Interferometer diese Spiegel in einem Winkel, einen einzigen Lichtstrahl aufzuteilen, so dass es zwei verschiedene Wege endete reisen. Die Wege gereist senkrecht zueinander, aber am Ende den gleichen Bildschirm zu treffen.

1887 lief Michelson und Morley eine Reihe von Tests mit dem verbesserten Interferometers um den Ether zu entdecken. Sie dachten, daß das Licht entlang einem dieser Wege reisen sollte etwas schneller als das Licht, das entlang dem anderen Weg bewegt, weil eine von ihnen sein würde entweder mit oder gegen den Äther geht, und der andere Weg zum ether senkrecht wäre.

Wenn das Licht auf den Bildschirm treffen, hätte jeder Strahl genau die gleiche Strecke gereist. Wenn man eine etwas andere Geschwindigkeit gereist war, würden die beiden Strahlen leicht miteinander außer Phase sein, die markanten Welleninterferenzmuster zeigen würde - hellen und dunklen Streifen erscheint - auf dem Bildschirm.

Egal, wie oft Michelson das Experiment durchgeführt, fanden sie nie diesen Unterschied in der Geschwindigkeit für die beiden Lichtstrahlen. Sie fanden immer die gleiche Geschwindigkeit von etwa 670.000.000 Meilen pro Stunde, unabhängig von der Richtung der Licht gereist.

Physikern nicht sofort den Äther modell- entlassen, anstatt sie (einschließlich Elson und Morley) es als ein gescheitertes Experiment, obwohl es sogar sollte gearbeitet haben, war es ein Ether gewesen. Im Jahr 1900, als Lord Kelvin gab sein # 147-zwei dunkle Wolken # 148- Rede, hatte 13 Jahre vergangen, ohne daß sie den Äther der Bewegung zu erkennen, aber es war noch davon aus, dass der Äther existierte.

Manchmal sind die Wissenschaftler nur ungern auf eine Theorie zu geben, dass sie zu ergebenen Jahren haben, auch wenn die Beweise wendet sich gegen sie - etwas, das die Kritiker der String-Theorie glauben, gerade jetzt in der theoretischen Physik-Community kann passieren.