Куда течёт река времени? Первые значимые открытия в области физики, страница 4

Полученный итог озадачил всех. А Майкельсон был явно разочарован. Многие пытались найти какие-либо дефекты в его опытах или дать иные формулировки теории мирового эфира; пытались поставить другие опыты по обнаружению эфирного ветра, в том числе и опыты в горах, где, как полагали некоторые, действие эфирного ветра должно быть заметнее. Но все было тщетно. Любые эксперименты давали отрицательный результат. Большое разочарование А. Майкельсона обернулось самым значительным триумфом его жизни. Отрицательный результат означал, что эфир никак не проявляет себя не только во влиянии на движение небесных тел, что было ясно и раньше, но и во всех опытах со светом. Значит, он является надуманной фикцией!

Но опыты Майкельсона — Морли означали не только сокрушительный удар по теории эфира. Их значение гораздо большее. По существу, в этих опытах было показано, что движение Земли никак не влияет на скорость света: она всегда остается неизменной. И полученный вывод уже не зависел от природы света.

И все же, что такое свет, если он не является колебаниями какой-то мировой среды, какого-то «эфира»?

К концу прошлого века физики уже были готовы к ответу на этот вопрос. Работами М. Фарадея, Дж. Максвелла, Г. Герца было доказано, что свет — это колебания электромагнитного поля, которое может распространяться в пространстве в виде электромагнитных волн, не нуждаясь в каких-либо средах, любых эфиров. И стало ясно, что нашему «эфиру» в природе ничто не соответствует.

Итак, свет как электромагнитные волны распространяется в пространстве без всякого эфира.

Но опыты Майкельсона — Морли и многочисленные другие показали удивительные свойства света. Оказалось, что, движется ли наблюдатель навстречу световому лучу или убегает в противоположном направлении, скорость луча относительно него не меняется! (Заметим, что уже в наше время использование лазеров позволило установить с точностью до 0,03 миллиметра в секунду, что скорость света не зависит от скорости источников.) Это было тогда совершенно необъяснимо. Ведь ясно же, что если по дороге идет автомобиль со скоростью 60 км/ч, и я, как наблюдатель, еду на другом автомобиле ему навстречу с той же скоростью, то по отношению ко мне первый автомобиль приближается со скоростью 120 км/ч. Это действительно так. В данном примере скорости просто складываются. Но вот если один автомобиль заменить световым сигналом, то ответ будет другим! Скорость сближения со световым сигналом не меняется при изменении движения наблюдателя.

Уже в середине нашего века известный польский физик П. Инфельд писал: «Знаменитый эксперимент Майкельсона — Морли... доказал окончательно, что нет разных скоростей света! Они одинаковы во всех направлениях, и их значение есть с, скорость света, которая весьма странным образом остается сама собой, всегда постоянной, всегда неизменной. Для механиста результат катастрофический».

Да, это был сокрушительный удар по старым представлениям. Как оказалось позже (и мы об этом будем говорить в последующих главах), опыты А. Майкельсона продемонстрировали, по существу, неизбежность того, что свойства пространства и времени меняются при движении с очень большими скоростями.

Это открытие, означавшее научную революцию в естествознании, было сделано в 1905 году А. Эйнштейном.