Problema eterului

Problema eterului

    În a doua jumătate a secolului trecut, pe baza unor calcule matematice de o rară frumuseţe, fizicianul englez James Clerk Maxwell (1831-1879) a emis ipoteza că lumina este o undă electromagnetică, deschizând astfel o poartă uriaşă cunoaşterii umane. Studiind mai amănunţit consecinţele acestei ipoteze, fizicienii de atunci au elaborat următorul raţionament: "Dacă lumina este o undă atunci ea are nevoie de un mediu material pentru a se propaga aşa cum şi sunetul are nevoie de substanţă pentru a se transmite (se ştie că dacă pe Pământ nu ar fi atmosferă, atunci nu am auzi nici un sunet, ar fi o linişte de mormânt). Însă lumina se propagă şi în spaţiul cosmic, deoarece altfel cerul ar fi întunecat, lipsit de strălucirea stelelor şi a Soarelui. Deci în cosmos există un mediu material prin care se propagă undele luminoase."

    Ajunşi la această concluzie, au numit noua substanţă eter şi au trecut la determinarea proprietăţilor ei. Astfel, au aflat că eterul trebuie să fie o substanţă extrem de rarefiată pentru a permite corpurilor cereşti să se deplaseze nestingherite. Apoi, coroborând teoria undelor cu ipoteza lui Maxwell, au aflat că eterul trebuie să fie o substanţă solidă extrem de rigidă, căci, conform acestei teorii, numai solidele permit propagarea undelor transversale de tipul celor luminoase.     Adâncind studiul, au ajuns şi la concluzia stranie că eterul este mai dens în corpuri decât în vid, adică acesta se înghesuie mai mult acolo unde are mai puţin loc. De asemenea, ei  mai descoperă şi proprietatea eterului de a fi antrenat parţial de corpurile în mişcare. Cum coeficientul de antrenare al eterului depindea de indicele de refracţie al mediului respectiv şi cum acesta din urmă depinde de frecvenţa luminii, s-a ajuns la concluzia inadmisibilă că ar exista o infinitate de eteruri, câte unul pentru fiecare frecvenţă a luminii. În acest noian de proprietăţi bizare, fizicianul american Albert Abraham Michelson (1852-1931), vrând să dovedească experimental faptul că eterul este imobil în sistemul solar, ajunge tocmai la concluzia opusă, cum că acesta este în repaus faţă de Pământ, concluzie etichetată de către filozoful englez John Bernal drept "cel mai însemnat rezultat negativ din istoria ştiinţelor naturii".

    Aşadar, eterul s-a dovedit a fi o substanţă cu proprietăţi atât de ciudate, încât nici un fizician nu şi-o putea imagina, fapt care a constituit cea mai profundă criză a fizicii din secolul trecut. Cu scopul de a rezolva această criză, Albert Einstein emite o ipoteză revoluţionară pentru fizica de atunci, ipoteză acceptată şi azi de către specialişti. Astfel, Einstein, neglijând raţionamentul logic al înaintaşilor săi prin care aceştia descopereau o substanţă ce transmite lumina, afirmă hotărât că nu există eter, sfidând cu nepăsare teoria undelor. Bazat pe această afirmaţie contrară fizicii clasice, Einstein reuşeşte să construiască o teorie cu care va explica (matematic, nu fizic !) atât eşecul experienţei lui Michelson, cât şi proprietăţile eterului stabilite de către înaintaşii săi. Dar această teorie (pe care autorul ei a denumit-o teoria relativităţii) este la fel de ciudată ca şi proprietăţile eterului, deoarece nimeni n-o poate înţelege altfel decât matematic, fapt pentru care Einstein, deşi este laureat al premiului Nobel, n-a fost apreciat pentru teoria relativităţii, ci pentru alte lucrări în domeniul fizicii, ceea ce nu înseamnă nici pe departe că marele savant n-ar fi contribuit imens la progresul acestei ştiinţe.

    Deoarece ipoteza că nu există eter contrazice raţionamentul fără cusur al fizicienilor din secolul trecut, suntem obligaţi să nu mai tolerăm atmosfera sumbră creată de acest fapt şi să emitem o altă ipoteză care să poată explica simultan atât proprietăţile bizare ale eterului cât şi succesul matematic al teoriei relativităţii. Pentru aceasta, prezint cititorilor următoarea ipoteză: există eter, dar el diferă de toate celelalte substanţe prin faptul că densitatea şi elasticitatea lui sunt nule.

    Bazaţi pe această ipoteză, putem formula următoarele concluzii:

-spaţiul geometric umplut cu eter devine spaţiu fizic, un spaţiu în care se pot deplasa undele luminoase cu viteza . Cum E şi d (modulul de elasticitate al eterului, respectiv densitatea lui) sunt nule, rezultă că expresia vitezei ce se obţine în teoria undelor este nedeterminată din punct de vedere matematic, adică poate avea orice valoare, iar experienţa (care are întotdeauna primul şi ultimul cuvânt de spus) arată că valoarea acestei expresii este tocmai viteza luminii;

-admiţând că eterul are densitatea nulă, putem înţelege de ce acesta nu frânează mişcarea corpurilor cereşti; de asemenea, lipsa densităţii eterului implică şi lipsa formei sale, fapt ce ne permite să afirmăm despre el că este în orice stare de agregare, deci este şi solid; acum putem înţelege uşor şi faptul că eterul este la fel de dens în corpuri cât este şi în vid;

-dar cea mai importantă consecinţă a faptului că eterul are densitatea nulă este că acesta se poate afla simultan atât în mişcare, cât şi în repaus. Această posibilitate ne permite să admitem că antrenarea parţială a eterului este nedecelabilă şi că rezultatul experienţei lui Michelson este evident, putând fi dedus şi pe cale teoretică.

    În treacăt, se mai poate face o remarcă târzie despre acest celebru experiment: Michelson s-a bazat pe o prejudecată atunci când şi-a propus să determine un vânt de eter, prejudecată care nu a fost observată nici până astăzi; astfel, el era convins că eterul este în repaus faţă de Soare, deşi Soarele nu este un sistem de referinţă privilegiat în Univers, putând fi înlocuit cu succes de către orice alt reper (de pildă, Galaxia noastră) a cărui alegere ar fi făcut mult mai ieftină realizarea experimentului, permiţând tragerea concluziilor doar din observarea efectelor de ordinul întâi.

    Evident, la prima vedere ipoteza lui Einstein pare echivalentă cu ipoteza noastră, dar trebuie să observăm că ultima permite studiul matematic al eterului spre deosebire de prima care, susţinându-i inexistenţa, elimină şi posibilitatea studiului său. Dealtfel, ipoteza prezentată aici (care cuprinde ca un caz particular ipoteza lui Einstein şi, implicit, teoria relativităţii) are rolul de a readuce în discuţie interpretarea hidrodinamică a câmpurilor electric şi magnetic dată de marele Maxwell, interpretare ce ar permite (după opinia mea) să se descopere noi proprietăţi matematice ale câmpului electromagnetic, care în ultimă instanţă ar face legătura mult visată dintre gravitaţie şi electromagnetism.

 

 

 Notă: acest articol a fost redactat în această formă cu peste 10 ani în urmă, pe vremea când aveam mult mai puţine cunoştinţe despre Fizica elicoidală.