مطالب مشابه
آزمایشات اتر قسمت اول – اتر چیست؟ آقای لِسو مک تئوری الکترومغناطیس خود را در سال 1865میلادی ارائه داد. او تئوری خود را بر اساس وجود محیط بخصوصی برای انتشار نور پایه ریزی کرده بود، محیطی که وجودش برای انتشار امواج نور و سایر امواج الکترومغناطیسی ضروری بود. در آن زمان، آن محیط را به نام اِتِر نامگذاری کرده بودند. …
آزمایش جرج بیدل ایری
همه به فرضیه خورشید مرکزی دلخوش بودند تا زمانی که جرج ایری (۱۸۹۲ – ۱۸۰۱) با آزمایش خود یکبار برای همیشه نادرستی نظر برادلی و البته نادرستی فرضیه خورشید مرکزی را اثبات کرد.
همانطور که نظر برادلی در توضیح بیضی ستاره هوشمندانه بود، آزمایش ایری نیز به همان قدر برای تعیین اینکه نظر برادلی درست بوده یا غلط هوشمندانه بود. با پذیرش سرعت محدود نور، ایری راه هایی برای اثبات اینکه نور ستاره تحت تاثیر حرکت زمین قرار میگیرد یا خیر پیدا کرد. در حالی که برادلی تنها از یک نوع تلسکوپ استفاده کرده بود، ایری با ایده ای مبتکرانه از دو تلسکوپ استفاده کرد که یکی از آن دو با آب پر شده بود.
از آنجایی که آراگو، فرنل و فیزو قبلا نشان داده بودند که سرعت نور توسط شیشه یا آب کاهش می یابد، ایری فرض کرد که اگر یک تلسکوپ با آب پر شود، نور ستاره ای که از درون آب می آید باید کندتر از نوری باشد که در هوا درحال حرکت است و بنابراین نور ستاره را به طرف تلسکوپ و دور از چشمی خم کند (مانند خم شدن نور زمانی که مداد را در آب قرار می دهیم).
به منظور جبران خم شدن بیرونی نور ستاره، ایری فرض کرد که باید تلسکوپ پر از آب خود را کمی بیشتر به سمت پایین تر از ستاره چرخانده و مایل کند تا بجای آنکه نور آن به کناره های تلسکوپ برخورد کند، بصورت مستقیم به چشمی تلسکوپ برخورد کند.
برای مثال، همین کار را میتوان درحالی که در یک هوای بارانی میدویم با همراه داشتن یک لیوان انجام داد. برای رسیدن قطرات باران به انتها و درون لیوان طوری که آنها به پایین و کناره های لیوان برخورد نکنند، باید لیوان را به منظور جبران سرعت در حال دویدن کمی به جلو بچرخانید (یا مایل کنید.) مثال دیگری که این اصل را به خوبی نشان می دهد رها کردن قطره آب به داخل یک لوله آزمایش با یک قطره چکان است.
اگر لوله تست به گونه ای نصب شده است که به طور مستقیم به سمت بالا بر روی یک دیسک چرخشی قرار دارد و شخصی تلاش کند قطره ای از آب را داخل لوله آزمایش بریزد، زمانی که لوله درحال چرخش است، قطره هرگز به داخل لوله نخواهد افتاد.
شما باید لوله آزمایش را کمی به جهت چرخش آن مایل کنید تا قطره به پایین لوله آزمایش برسد. نور، به دلیل اینکه مانند یک ماده از خود واکنش نشان میدهد، به شکل مشابه با قطره آب حرکت می کند (فقط حرکتی بسیار سریع تر از باران و قطره چکان و در نتیجه اثرات آن بسیار ظریف است).
این نتایج نشان داد که زمین در حال حرکت نیست، از آنجا که اگر هیچ تنظیم اضافی برای یک تلسکوپ پر از آب به سمت جهت نور ستاره ای لازم نباشد، این بدان معنی است که نور ستاره در هر دو تلسکوپ با زاویه و سرعت یکسان می آید. اگر زمین درحال حرکت بود، یک تلسکوپ پر شده با آب باید کمی بیشتر به سمت نور ستاره نسبت به تلسکوپ پر شده با هوا مایل میشد.
این به این دلیل است که: در مدل خورشید مرکزی، زمین درحال حرکت به سمت ستاره است و بنابراین تلسكوپ پر از آب نمی تواند تمام نور ستاره را در محیط کندتر آب بگیرد. بنابراین برای کم کردن سرعت نور در آب نیاز است تا تلسکوپ کمی بیشتر از تلسکوپ هوا مایل شود.
همانطور که آرتور میلر آن را با استفاده از یک نمودار توصیف می کند: در سیستم زمین مرکزی بر خلاف خورشید مرکزی، یک تلسکوپ پر شده با آب که به سمت یک ستاره قرار گرفته است به جهت سرعت ستاره نسبت به زمین که v/N2– است (بر اساس فرضیه فرنل).
قانون سینوسها sin δ ‘= v / cNاست. از آنجا که نور ستاره درحال ورود به آب دچار شکست میشود، پس ‘ δزاویه انحرافی(ابیراهی) نیست. با استفاده از قانون اسنل برای ارتباط Vو ‘ δیا به عبارتی ’sin δ = N sin δما sin δ = v/cرا بدست می آوریم. این استنتاج . استوار است (Drude (1900 وLorentz (1886 )،Veltmann (1873) بر مبنای جستجوی انحراف یا همان انحراف ستاره ای در هوا با استفاده از یک تلسکوپ پر از آب توسط بوسکوویچ (Boscovich) در سال ۱۷۶۶پیشنهاد شده است و توسط فرنل (۱۸۱۸) نیز به آن اشاره شده که هیچ تغییری را پیش بینی نمی کرد زیرا این آزمایش معادل با آزمایش آراگو بود. ایری (۱۸۷۱) این آزمایش را انجام داد و هیچ تغییری در زاویه انحراف نیافت.
Albert Einstein’s Special Theory of Relativity, p 19
در این جا باید به این حقیقت اشاره کنیم که برادلی برای بدست آوردن انحراف ستاره گاما دراکونیس خورشید را جرم ثابتی در فضا فرض کرده بود و بنابراین بدون ثابت فرض کردن خورشید، برادلی نمیتوانست هیچ انحرافی در ستار گاما دراکونیس بیابد. اما با توجه به نجوم مدرن، هیچ چیز در آسمان ثابت نیست پس تئوری برادلی به گونه ای لغو میشود. در غیر این صورت، یا خورشید ثابت است یا نسبیت اشتباه است. همانطور که قبلا اشاره کردیم، آراگو قبلا فرضیه ای را مطرح کرده بود که ایری توسط آزمایش آن را یافت. آراگو مقاله ای در این زمینه در سال ۱۸۳۹نوشت و به همین دلیل جوامع علمی باید انتظار چنین نتایجی را از آزمایش ایری میداشتند.
در ۱۷۶۶جوزپه بوسکوویچ (Giuseppe Boscovich)، و بعد از آن آگوستین فرنل (Augustin Fresnel) در سال ۱۸۱۸نیز تست فرضیه آراگو را با استفاده از یک تلسکوپ پر از آب توصیه کردند. در آزمایش ایری، از آنجایی که هردو آن ها (تلسکوپ پر از آب و ظرف شیشه ای) باعث میشوند نور کندتر نسبت به محیط هوا حرکت کند، تلسكوپ پر از آب به صورت مشابه با ظرف شیشه اي آراگو خواهد بود.
