Etere luminifero
L'etere luminifero è una sostanza che un tempo si credeva potesse riempire l'Universo e spiegare come può avvenire la trasmissione delle onde luminose. La gente credeva che la luce fosse una specie di onda. Le onde viaggiano sulla superficie dell'acqua in uno stagno, attraverso l'aria in una stanza, ecc. Tutte le onde che la gente aveva studiato prima avevano viaggiato attraverso un mezzo Le onde sonore viaggiavano più velocemente attraverso l'acciaio che attraverso l'aria. Così la gente immaginava che anche la luce dovesse viaggiare attraverso un mezzo simile. Poiché la luce viaggia più velocemente di qualsiasi altra cosa, la luce dovrebbe viaggiare attraverso qualcosa di più rigido (come l'acciaio) più velocemente di qualsiasi altra cosa. Ma allo stesso tempo questa sostanza dovrebbe essere completamente cedevole, in modo da non rallentare i movimenti dei pianeti e da farli alla fine cadere nei loro soli. Le persone che vennero prima di Albert Einstein credevano che questa sostanza esistesse, e la chiamarono "etere luminifero".
Se un osservatore dovesse viaggiare su una barca che si muove attraverso una corrente oceanica, allora potrebbe osservare i cambiamenti nella velocità che le onde sembrano percorrere a seconda del rapporto dell'osservatore con la corrente.
I fisici hanno condotto esperimenti per cercare di chiarire questa domanda. L'esperimento di Michelson-Morley ha dimostrato che non esisteva un mezzo attraverso il quale la luce viaggiasse. Ha mostrato che non esiste un etere Luminifero.
Il modo più semplice per vedere l'idea generale è immaginare un'astronave molto veloce che si muove a metà della velocità della luce da una stella all'altra. L'astronave ha due metri di velocità della luce, uno che punta all'indietro e uno che punta in avanti. Poiché l'astronave si allontana dai fotoni emessi dalla stella gialla e corre verso i fotoni emessi dalla stella blu, la nostra esperienza ordinaria ci porta ad aspettarci di misurare la velocità dei fotoni gialli a 150.000 chilometri al secondo e quella dei fotoni blu a 450.000 chilometri al secondo. Tuttavia entrambi i fotoni sono misurati a 300.000 km/sec. Questo risultato indica che le velocità non cambiano in relazione al movimento dell'astronave.
Ricerche recenti
Uno studio recente è molto più preciso di quello di Michelson e Morley, ma dimostra comunque che la velocità della luce è costante indipendentemente dalla direzione in cui ci si muove.
L'astronave rossa si muove dalla stella gialla verso la stella blu. L'inserto in basso mostra i misuratori di velocità della luce di entrambe le stelle.
Domande e risposte
D: Che cos'è l'etere fotoporoso?
R: L'etere luminifero è una sostanza che un tempo si credeva riempisse l'universo e spiegasse come le onde luminose potessero viaggiare. Le persone credevano che la luce fosse una specie di onda e che dovesse viaggiare attraverso un qualche tipo di mezzo per avere una velocità costante.
D: Cosa credevano le persone di questa sostanza?
R: Si credeva che questa sostanza dovesse avere una viscosità molto bassa, in modo da non rallentare il movimento dei pianeti e farli cadere nel loro sole. Credevano anche che potesse aiutare a spiegare perché la luce viaggia a velocità così elevate.
D: In che modo i fisici hanno cercato di spiegare questa domanda?
R: I fisici hanno condotto esperimenti, come quello di Michelson e Morley, per cercare di determinare se la luce avesse effettivamente un mezzo invisibile attraverso il quale viaggiava.
D: Cosa ha dimostrato l'esperimento Michelson-Morley?
R: L'esperimento Michelson-Morley ha dimostrato che non esiste un mezzo attraverso il quale la luce possa passare, indicando che non esiste un etere che produce luce.
D: Come possiamo immaginare cosa succede quando un osservatore viaggia in una barca che si muove attraverso una corrente oceanica?
R: Se un osservatore viaggiasse su una barca che attraversa una corrente oceanica, sarebbe in grado di osservare i cambiamenti nella velocità delle onde in base al loro rapporto con la corrente.
D: Cosa ci dice sulle velocità relative se immaginiamo un'astronave che viaggia da una stella all'altra?
R: Se immaginiamo una navicella spaziale molto veloce che viaggia a metà della velocità della luce da una stella all'altra, vediamo che la velocità di entrambi i fotoni è misurata a 300.000 km/s indipendentemente dal movimento o dalla direzione - il che indica che le velocità non cambiano in relazione al movimento della navicella.
