رد آزمایش مایکلسون مورلی

[Simplexity]

سلام
شاید این آزمایش برداشتن اولین قدم در جهت اشتباهی اساسی در علم فیزیک بود.علت این اشتباه عدم درک صحیح ماهیت مدیوم و واسطه یا همان اتر بود که باعث شد اتری که حقیقتاً وجود دارد مورد انکار واقع شود.
همان‌طور که سرعت حرکت منبع صوت تاثیری روی سرعت صوت تولیدی نمیگذارد،سرعت منبع نور هم تاثیری روی سرعت نور تولیدی ندارد.
آیا می‌توان گفت که چون سرعت منبع صوت روی سرعت صوت تاثیری ندارد پس هوا وجود ندارد!
اما این نتیجه به طرز مضحکی برای نور گرفته شده یعنی چون سرعت منبع نور روی سرعت نور اثر نمی‌گذارد آقایان فیزیکدان نتیجه گرفتند که اتر وجود ندارد و نور بی واسطه! منتقل می‌شود.
حقیقت اینه که اتر وجود دارد و سیالی است که از ذرات بسیار ریز تشکیل شده و فضا را پر می‌کند و نور چیزی جز ارتعاش این ذرات نیست که به صورت موج و دومینو وار حرکت می‌کند.

[[email protected]]

سلام
حرفتون درسته ولی کامل نیست. فرض کنید که دوتا دستگاه داریم که همزمان هم منبع صوتن (مثل حنجره) و هم دریافت کننده‌ی صوت (مثل گوش). این دو تا منبع توی یه فاصله‌ی مشخص از هم قرار دارن و یکی از اون‌ها داره به اونیکی نزدیک میشه. ولی مولکول‌های "هوا" رو فقط میشه نسبت به یکی از این دو دستگاه ثابت فرض کرد و نه همزمان نسبت به هر دو. پس اگه هوا مثلاً نسبت به دستگاه چپی ثابت باشه و دست راستی با سرعت ثابت نسبت به هوا و دستگاه چپی حرکت کنه و در همین حال دستگاه راستی تولید صدا هم کنه، حرف شما درسته و دستگاه چپی مستقل از سرعت دستگاه راستی، سرعت صوت رو همیشه یه مقدار اندازه می‌گیره. ولی اگه توی همین مثال، این بار دستگاه چپی تولید صدا کنه، از دید دستگاه راستی که هم هوا و هم دستگاه چپی رو متحرک می‎بینه، سرعت صوت دستگاه چپی بیشتر از سرعت صوت در هواست چون دستگاه راستی می بینه که به سمتش عملاً داره "باد" میاد و سرعت صوت در جهت باد بیشتره.

حالا تفاوتش با نور اینه که هر کدوم از این دستگاها اگه به جای صوت، نور به سمت هم بتابونن و فرضاً آزمایش رو هم در خلاء انجام بدیم، هر دو دستگاه، سرعت نور دیگری رو یکسان و معادل $c$ اندازه می‎گیره. برای همین، ادعای شما لطمه‌ای به آزمایش مایکلسون-مورلی نمی‌زنه.

[Simplexity]

به هر حال من مطمئنم یه جای کار این آزمایش میلنگه
هرچی فکر میکنم وجود مدیوم برای نور بسیار منطقی تره تا اینکه بگوییم نور همینجور بدون هیچ واسطه ای در هیچ منتقل میشه
اصلا خود همین خاصیت موجی نور دلیلی بر اتر میتونه باشه.تا چیز سیالی وجود نداشته باشه اصلا موج چه معنی میتونه بده؟
نظر شما چیه؟

[NREERN]

شما نور رو مجموعه ای از ذرات به اسم فوتون در نظر بگیر که در خلا به راحتی حرکت می کنند و ازنظر آماری مثل موج عمل می کنند. اون موقع دیگه نیازی به تصور واسطه برای موج نیست.

در فیزیک، معادلات معروف دیفرانسیل اسم خودشون رو دارند. مثلا معادله موج، معادله دیفرانسیلی هست که درش مشتق دوم زمانی و مکانی ظاهر میشه. هرچیزی که پاسخ این معادله باشه رو میگیم موج. میخواد موج صوتی باشه یا الکترومغناطیسی یا حرارتی یا هرچی. لزومی نداره ماهیت و خواص یکسانی برای تمام این پاسخ ها متصور بشیم. معادله شرودینگر که از معادله کلاین بدست میاد (اونم مشتق دوم زمانی مکانی داره)، پاسخ هاش تابع موج هستند که اصلا ماهیت فیزیکی ندارند! هر گردویی گردو نیست خلاصه.


اگر این آزمایش مشکلی داشته باشه، عدم در نظر گرفتن این مسئله است که گرانش میتونه بخشی از اتر رو با خودش بکشه یا به اصطلاح drag کنه. شاید بخشی از اتر به عنوان یک سیال به شکل لوکال و محلی توسط جاذبه زمین کشیده میشه و با کره زمین حرکت میکنه به شکلی که اون بخش از اتر احاطه کننده زمین ساکن میمونه نسبت به زمین. منتهی مسئله اینجاست که مفروض کردن چنین اتری، دردی رو درمون میکنه؟ سوالی بی جوابی رو پاسخ میده؟

[[email protected]]

به هر حال من مطمئنم یه جای کار این آزمایش میلنگه
هرچی فکر میکنم وجود مدیوم برای نور بسیار منطقی تره تا اینکه بگوییم نور همینجور بدون هیچ واسطه ای در هیچ منتقل میشه
اصلا خود همین خاصیت موجی نور دلیلی بر اتر میتونه باشه.تا چیز سیالی وجود نداشته باشه اصلا موج چه معنی میتونه بده؟
نظر شما چیه؟

اصولاً مفهوم موج توی تاریخچه‌ی پیدایشش فقط یه جور "حالت" حرکت و نیازمند بستری مادی برای انتشار بود. برای همین، منم موافقم که انتشار نور (چنانچه خاصیت موجی نور مد نظر باشه) نیاز به یه جور بستر مادی داره هر چند که شاید مفهوم اتر امروزه یه قدری از-مُد-افتاده به نظر میرسه که اون هم بیشترش شاید به این خاطر باشه که تعابیر مکانیکی برای اتر چندان موفق از آب درنیومدن.

شما نور رو مجموعه ای از ذرات به اسم فوتون در نظر بگیر که در خلا به راحتی حرکت می کنند و ازنظر آماری مثل موج عمل می کنند. اون موقع دیگه نیازی به تصور واسطه برای موج نیست.

آخه تا اونجایی که به یاد میارم، ظاهراً هر فوتون خودش به تنهایی حاویه اطلاعات یک موج مثل بسامد یا طول موج هست که اگه دُرُست یادم باشه، مؤیّدِ این ادّعام دستگاه Photomultiplier هست که می‌تونه به استدلال شما لطمه بزنه.

[NREERN]

1. همونطور که میشه تابع موج رو برای یک سیستم تک ذره ای نوشت، امکان نوشتن یک تابع موج برای سیستم n ذره ای هم وجود داره. تابع موج چند ذره ای رو در ذهنم داشتم که امکان توصیف آماری یک سیستم چند ذره ای در رو در کوانتوم داره. اما اگر دوست دارید، همون تابع موج یک ذره ای رو در نظر بگیرید. چون ذرات برهمکنشی ندارند، در عمل، از نظر آماری تفاوتی بین یک خواص آماری یک ذره و چند ذره نیست. چه یک سکه رو هزاربار بندازیم و تعداد شیر و خط ها رو بشمریم و چه هزار سکه رو یک بار پرتاب کنیم، از نظر آماری و میانگین تعداد شیر و خط ها، شانس مشاهده n شیر و ... کاملا یکسان هست در دو حالت. چه یک فوتون رو هزاربار به سمت دو شکاف پرتاب کنیم و مکانش رو هر بار ثبت کنیم، و چه هزار فوتون رو همزمان با فاصله زمانی اندک به سمت یک شکاف پرتاب کنیم، توزیع آماری مشابهی از نظر طرح تداخلی مشاهده میشه.

2. اما اگر بخوایم سخت بگیریم، واقعیت این هست که معادله شرودینگر فقط برای ذرات بدون اسپین جرم سکون دار کار میکنه، و نه برای فوتون ها. بنا به دلایل آشکار نسبیتی، یا در نظر گرفتن تعریف تکانه و پتانسیل در معادله شرودینگر این مسئله باید روشن باشه. برای همین، صحبت از تابع موج، چه تک ذره ای و چه چند ذره ای برای فوتون ها درست نیست. به جاش از معادله کلاین (با کنار گذاشتن اسپین) مفهوم فیلد تعریف میشه، و فوتون ها به عنوان برانگیختگی های فیلد ظاهر میشن. در واقع مسئله کاملا برعکس شرودینگر هست که یک ذره داریم و بهش تابع موج نسبت میدیم و بعد اون تابع موج مواردی مثل توزیع آماری مکانی و تکانه رو تشریح میکنه. در اینجا، یک فیلد داریم، و بعد ذرات به عنوان برانگیختگی های اون فیلد حاضر میشن. مفهوم مکان یک ذره بلکل توی این دیدگاه بهم میریزه، و دیگه نمیشه ذره رو به عنوان یک توزیع آماری در نظر گرفت که همه جا صفر هست و در یک نقطه پیک داره. شما اگر انتهای یک طناب رو با میخ به دیوار وصل کنی و سر طناب رو تکون بدی، یه آشفتگی توی طناب میبینی که توی طناب حرکت میکنه، پخش میشه و انرژی کوانتیده ای داره (به خاطر شرایط مرزی)، اسم همچین آشفتگی ای رو میزارن یک ذره در فیلد، و اون طناب هم موید خلاء هست. اما توی کوانتوم کلاسیک، کل طناب با آشفتگی های درش تابع موج، توصیف کننده آماری مکانی یک ذره هست. دوگانگی موج ذره داخل فیلد تئوری وجود نداره و خلاصه تفاوت هایی هست.

بگذریم، در هر صورت، ما یک سری شئ ریاضی داریم که از معادله موج بیرون میان و میشه اسمشون رو موج گذاشت. باقی صحبت ها جزئیاتیه که ارتباطی به سوال تاپیک نداره.

[Simplexity]

هم بیشترش شاید به این خاطر باشه که تعابیر مکانیکی برای اتر چندان موفق از آب درنیومدن.

چه تعابیری؟

[[email protected]]

چه تعابیری؟

همون تعابیری که یه جور ساختار اتمی یا ذره‌ای برای اتر قائله. البته تا اونجایی که یادم میاد، همین تبدیلات "دُرستی" که ما توی نسبیت ازشون استفاده می‎کنیم رو اولین بار لورنتس پیدا کرد و اون هم با توسّل به مفهوم اتر. البته از جزئیات اتر لورنتس دقیق خبر ندارم و نمی‌دونم لورنتس با اطلاق چه ویژگی‎هایی به اتر به تبدیلات درست برای فضا-زمان رسید [البته شایدم این ویژگی‌ها چندان پیچیده نباشه] ولی در هر حال، اینکه این تبدیلات قبل از تولد نسبیت خاص وجود داشتن، به نظرم وجود اتر رو ارزشمند می‌کنه. از طرفی بقول یکی از دوستانم که تحصیلات برق داره میگه اتر حتماً وجود داره چون بهش ضریب گذردهی نسبت داده میشه یا محملی برای ذخیره‌ی انرژی میدان الکتریکی بین دو صفحه‌ی خازنه!

[Simplexity]

اتفاقا ما هر روز و هر لحظه برخورد ذرات اتر را یا همون باد اتری را داریم حس میکنیم.اگه گفتید اسم این پدیده چیه؟لَختی.
چیزی که ما به عنوان لختی و به طور کلی جرم میشناسیم چیزی جز مقاومت اتر در برابر حرکت ما نیست.
بعد از اون کی میگه اتر کشف نشده؟کشف شده منتها هیچکی نفهمیده که چیزی که کشف شده همون اتره و این خیلی برای من خنده دار و عجیبه. کسایی که اتر را هم منکر بودند امروزه دوباره توسط آزمایش به اتر رسیدند ولی نمیدونند که چیزی که کشف کردند همان اتری هست که قدما به طور شهودی و بی نیاز از آزمایش به اون رسیده بودند اسم اون بوزون هیگز و میدان هیگز است.