Ether (medium)

Schrijver: Leandro Alegsa

17-12-2020

Lichtgevende aether is een stof waarvan ooit werd aangenomen dat hij het heelal vult en verklaart hoe de transmissie van lichtgolven kan gebeuren. Mensen geloofden dat licht een soort golf was. Golven reizen over het wateroppervlak in een vijver, door de lucht in een kamer, enz. Alle golven die mensen eerder hadden bestudeerd, waren sneller door een medium geluidsgolven door staal dan door de lucht gereisd. Men stelde zich dus voor dat het licht ook door een soortgelijk medium moest reizen. Omdat licht sneller reist dan wat dan ook, moet licht sneller door iets stijvers (zoals staal) reizen dan wat dan ook. Maar tegelijkertijd zou deze stof volledig mee moeten gaan zodat het de bewegingen van de planeten niet zou vertragen en ze uiteindelijk in de zon zou laten vallen. De mensen die voor Albert Einstein kwamen geloofden dat deze stof bestond, en ze noemden het de "Lichtgevende Ether".

Als een waarnemer op een boot door een oceaanstroming zou varen, dan kon hij veranderingen in de snelheid van de golven waarnemen, afhankelijk van de relatie van de waarnemer met de stroming.

Fysici hebben experimenten uitgevoerd om te proberen deze vraag duidelijk te maken. Het Michelson-Morley-experiment toonde aan dat er geen medium was waar het licht doorheen reisde. Het toonde aan dat er geen lichtgevende aether bestaat.

De eenvoudigste manier om het algemene idee te zien is om je een heel snel ruimteschip voor te stellen dat met de helft van de lichtsnelheid van de ene ster naar de andere gaat. Het ruimteschip heeft twee lichtsnelheidsmeters, één die naar achteren wijst en één die naar voren wijst. Omdat het ruimteschip zich verwijdert van de fotonen die door de gele ster worden afgegeven, en naar de fotonen die door de blauwe ster worden afgegeven rent, kunnen we op grond van onze gewone ervaring verwachten dat we de snelheid van de gele fotonen zouden meten met 150.000 kilometer per seconde, en de snelheid van de blauwe fotonen met 450.000 kilometer per seconde. Beide fotonen worden echter gemeten met 300.000 km/sec. Dit resultaat geeft aan dat de snelheid niet verandert ten opzichte van de beweging van het ruimteschip.

Recent onderzoek

Een recente studie is veel preciezer dan die van Michelson en Morley, maar het toont nog steeds aan dat de snelheid van het licht constant is, ongeacht in welke richting men zich beweegt.

Rood ruimteschip beweegt van gele ster naar blauwe ster. Inzet op de bodem toont snelheidsmeters voor het licht van beide sterren.

Vragen en antwoorden

V: Wat is fotoporeuze ether?

Antwoord: Een lichtgevende ether is een substantie waarvan men ooit dacht dat deze het universum vulde en verklaarde hoe lichtgolven konden reizen. Men geloofde dat licht een soort golf was en dat het door een of ander medium moest reizen om een constante snelheid te hebben.

V: Wat geloofden de mensen over deze stof?

Antwoord: Men geloofde dat deze stof een zeer lage viscositeit moest hebben, zodat hij de beweging van planeten niet zou vertragen en ze uiteindelijk in hun zon zouden vallen. Zij geloofden ook dat het kon helpen verklaren waarom licht met zulke hoge snelheden reist.

V: Hoe probeerden natuurkundigen deze vraag te verklaren?

Antwoord: Natuurkundigen voerden experimenten uit, zoals het experiment van Michelson en Morley, om te proberen vast te stellen of licht daadwerkelijk een onzichtbaar medium had waar het doorheen reisde.

V: Wat toonde het Michelson-Morley experiment aan?

Antwoord: Het Michelson-Morley experiment toonde aan dat er geen medium is waar licht doorheen gaat, wat betekent dat er geen lichtproducerende ether is.

Vraag: Hoe kunnen wij ons voorstellen wat er gebeurt als een waarnemer in een boot door een oceaanstroom vaart?

Antwoord: Als een waarnemer in een boot door een oceaanstroming zou varen, zou hij of zij veranderingen in de snelheid van de golven kunnen waarnemen overeenkomstig hun relatie tot de stroming.

Vraag: Wat zegt het ons over relatieve snelheden als we ons een ruimteschip voorstellen dat van de ene ster naar de andere reist?

Antwoord: Als wij ons een zeer snel ruimteschip voorstellen dat met de helft van de lichtsnelheid van de ene ster naar de andere reist, zien wij dat de snelheid van beide fotonen wordt gemeten op 300 000 km/s, ongeacht de beweging of richting - wat aangeeft dat de snelheden niet veranderen ten opzichte van de beweging van het ruimteschip.