Tükör, 1967. július-szeptember (4. évfolyam, 27-39. szám)
1967-07-11 / 28. szám
JÁNOSSY LAJOS: ÚJ FIZIKAI FÖLFEDEZÉSEK ÉS A VILÁGNÉZET A Michelson-kísérletből egyesek arra is következtettek, hogy a fényjelenségeknek — tulajdonképpen — nincs is hordozója. A következő folytatásokban azt igyekszem megmutatni, mi következik az említett kísérletekből — a valóságban. A Michelson—Morley kísérlet különös eredményét többféle módon próbálták magyarázni. A jelenleg általában elfogadott magyarázat Einsteintől származik; ennek elemzése részletesen megtalálható a Gondolat Kiadónál megjelenő könyvemben. Véleményem szerint a Michelson-féle s más hasonló kísérletek különös eredményeinek helyes magyarázatát a Lorentz és Fitzgerald által felállított hipotézis adja. Ezt a következő cikkben tárgyalom, közbevetőleg néhány — a hipotézis megértéséhez átvezető — problémát érintek. Az éter szél A Michelson—Morley kísérlet eredménye minden további nélkül érthető volna, ha feltételezhetnénk, hogy a Föld abban az időpontban, amikor a kísérletet végezték, nem mozgott az éterhez képest. Minthogy azonban a Föld sebességének iránya pályamozgása folytán változik, azért ha a Föld egy időszakban az éterrel együtt mozogna, mozgásirányának változása miatt később ez az együttmozgás megszűnne, vagyis a Föld bizonyos sebességgel haladna az éterben. (1. ábra.) 1. ábra. Az éter szél. Amennyiben a Naphoz viszonyított éterszél véletlenül éppen 30 kmfmp sebességgel fájna, akkor a Föld az F1ben mutatott helyzetben az éterszéllel együtt mozogna, tehát az éterhez képest nem mozogna. Viszont fél évvel később a Föld F2 helyzetbe jutva az éterszél irányával, ellentétes 30 km/mp sebességgel mozogna — tehát az éterhez képest 60 km/mp lenne a sebessége. Mint lehetőséget, valóban nem zárhatjuk ki, hogy az éter a Naphoz képest 30 km/mp sebességgel mozog. Ebben az esetben, egy adott pillanatban — tudniillik, amikor a Föld pályamozgása éppen az éterszéllel párhuzamos irányú —, a Föld az éterhez képest mozdulatlan lenne. Mármost, ha a véletlen úgy hozta magával, hogy a kísérletet Michelson éppen egy olyan napon hajtotta végre, amikor a Föld az éterrel egy irányban mozgott, akkor ez magyarázná a kísérlet negatív eredményét. De Michelson — éppen ebből a meggondolásból — a kísérletet egy év folyamán többször megismételte. Ha ugyanis a Föld egy bizonyos időpontban véletlenül éppen az éterrel egy irányban és azonos sebességgel mozog, akkor fél év múlva, amikor a Föld mozgási iránya ellenkező —, ha az éter mozgási sebessége és iránya közben, nem változott —, 60 km/mp sebességgel kellene a Földnek az éterhez képest mozognia. Ezért azután, ha a Michelson-féle kísérlet egyik időpontban nem adott eredményt és ezt azzal magyarázzuk, hogy a Föld mozgási sebessége és iránya éppen megegyezett az éter sebességével és irányával, akkor — ha a magyarázat helyes volt — fél év múlva 60 km/mpes sebességnek megfelelő effektusnak kellett volna mutatkoznia. Michelson az eredetileg várt eredményt egyik időszakban sem kapta meg. Minthogy azt semmiképpen sem tételezhetjük fel, hogy az éter — puszta véletlen folytán — pontosan a Föld pályasebességével a Nap körül kering, vagyis hogy a Föld súlypontja a kísérletek egész ideje alatt az éterrel együtt mozgott, ezért fel kell tételezni, hogy a Michelson-féle kísérlet valamilyen okból kifolyólag nem mutatja ki a berendezésnek az éterhez viszonyított egyenesvonalú, egyenletes sebességét. Ez a feltevés azonban látszólag ellenkezik a fentebb már kifejtett, nagyon is kézenfekvő meggondolásokkal. Nem vitás ugyanis, hogy ha az interferométer az éterhez képest mozog, akkor ahhoz, hogy AT 0- nak megfelelő „0"-interferenciaképet kapjunk, különböző k és h hoszszúságú karokat kell választanunk, mert a fény futási ideje a két kar mentén csak így lehet majd egyenlő. A tényleges kísérletnél a karok hosszát addig állítgatjuk, míg a távcsőben megjelenik a fényforrás világos képe. Ez a beállítás a ,a"-beállításnak felel meg, vagyis annak a beállításnak, ahol a fény a két utat egyenlő idő alatt teszi meg. Amennyiben feltételezzük, hogy az interferométer az éterhez képest mozog, akkor a „0”-beállítás esetén a mozgás irányával párhuzamos kar rövidebb kell hogy legyen, mint a mozgás irányára merőleges kar. Ha most az így beállított interferométert 90 -kor elforgatjuk, akkor azt kellene várnunk, hogy a rövidebb kar a sebességre merőleges irányba kerül, a hosszabb kar viszont a sebesség irányába áll be, s ily módon a kicserélt karok mentén a futási idők különbözni fognak. Vagyis az várható, hogy az eredetileg „0”-ra beállított interferométer az elforgatás után már nincs „0”-ra beállítva, és azt kellene várni, hogy az elforgatott interferométer esetében a távcsőben a forrásnak nem a világos „0” képe, hanem egy fekete gyűrűkkel átmetszett képe jelenik meg. A tényleges kísérletben nem ezt találták. Az interferométert óvatosan körbeforgatták és eközben folyamatosan figyelték az interferenciaképet. A várakozással ellentétben egész idő alatt változatlanul a „0” beállításnak megfelelő kép maradt meg. Hogyan értelmezzük ezt? Véleményünk szerint egyetlen lehetséges magyarázata van, mégpedig az, hogy amikor a karok helyzetét fölcserélték, valamiképpen megváltozott azok hossza: a hosszabb kar összehúzódott, a rövidebb megnyúlt, és ennek következtében az effektus nem mutatkozott. * Mint említettük, úgy tűnhet, mintha a Föld éterhez képest végzett transzlációs mozgásának mérése egy szerencsétlen véletlensorozat miatt hiúsult volna meg. De tudományosan vizsgálva a problémát, ilyen véletlensorozatokban nem hihetünk, és ha a véletlenek ilyen makacsul megakadályozzák valamilyen eredmény elérését, akkor arra a következtetésre kell jutnunk, hogy itt valójában nem a véletlenek sorozatáról van szó, hanem egy eddig nem ismert törvényszerűségről, amely e látszólagos véletleneken keresztül nyilvánul meg. A perpetuum mobile A tudománytörténet több hasonló példát ismer. Sokáig divatos dolog volt az örökmozgóval, a perpetuum mobiléval foglalkozni. Feltalálók és tudósok rengeteg időt és erőt fordítottak arra, hogy egy ilyen gépet szerkesszenek. Ismeretes, hogy ezek a kísérletek kivétel nélkül kudarcba fulladtak. Az eredménytelenség kezdetben minden egyes esetben véletlennek tűnhetett, hiszen úgy látszott, mintha a gép csupán a mechanizmus egy kis hibája miatt nem működnék. Láttam egyszer magam is múzeumban egy ilyen állítólagos örökmozgót. Nagyon szép kivitelű, miniatűr tornyocska volt, amelynek csúcsából acélgolyók saját súlyuknál fogva lefelé húztak egy szalagot. Valahányszor egy-egy golyó földetért, egy kis kapun begurult a torony belsejébe, ahol egy rejtélyes szerkezet, amelyet állítólag a szalag működtetett, a golyókat ismét felvitte a torony csúcsába, és a folyamat elölről kezdődött. (2. ábra.) F fi