Görünmez eter veya ‘eter’ kavramı, eski Yunanlıların zamanına dayanan eski bir kavramdır. Eteri tüm evrene nüfuz eden bir ortam olarak gördüler ve hatta eterin başka bir element olduğuna inanıyorlardı. Toprak, Rüzgar, Ateş ve Su ile birlikte Aristoteles, eterin beşinci element veya özet olarak ele alınması gerektiğini öne sürdü; Kelimenin tam anlamıyla ‘beşinci element’ anlamına gelen bu terim, bazı kozmolojik modellerde hayati önem taşıyan egzotik bir ‘karanlık enerji’ biçimini açıklamak için günümüze kadar hayatta kaldı. Bu fikirler, bilimsel düşüncede yeni bir baharın gelişine kadar tüm dünyaya yayıldı. Modern çağda ışık dalgalarının hareketini desteklemek için altta yatan bir eter fikrini düşünen ilk kişi, on yedinci yüzyıl Hollandalı bilim adamı Christiaan Huygens’ti.
Diğerleri, eter kavramı hakkındaki görüşlerini ifade etmeyi takip etti. Isaac Newton, Huygens dalga teorisine katılmazken, eterin ne olduğunu bilmemekten duyduğu şaşkınlığı dile getirmesine rağmen, ‘aethereal ortam’ hakkında da yazdı. Newton daha sonra eter teorisinden vazgeçti çünkü zihninde sonsuz durağan eter, devasa kütlelerin (yıldızlar ve gezegenler) uzayda hareket ettikçe hareketlerini kesintiye uğratacaktı. Bu reddedilme, o sırada açıklanamayan diğer bazı sorunlu dalga özellikleriyle güçlendirildi; en önemlisi, ışık belirli yarı saydam malzemelerden geçerken çift görüntünün üretilmesidir. Maddenin ‘çift kırılma’ olarak bilinen bu özelliği, ışığın dalga doğasının doğru bir şekilde anlaşılması için aşılması gereken önemli bir engeldi.
Bir süre sonra (1720), ışık ve kozmosla ilgili diğer astronomik konular üzerinde çalışırken, İngiliz bilim adamı James Bradley, bir paralaksı ölçmek umuduyla gözlemler yaptı. Bu efekt, arka plandakilere kıyasla ön plandaki nesnelerin belirgin bir hareketidir. Bu paralaks etkisinin farkına varamasa da, kozmolojik gözlemlerde yaygın olan başka bir etkiyi ortaya çıkardı; bu diğer etki yıldız sapması olarak bilinir. Bradley, bu sapmayı Newton’un parçacık ışık teorisi açısından kolayca tanımlayabildi. Bununla birlikte, bunu dalga veya dalgalanma teorisi ışığında yapmak en iyi ihtimalle zordu çünkü bunu yapmak “hareketsiz” bir ortam gerektirecekti; Bu eter kavramının statik doğası, kuşkusuz, başlangıçta Newton’un fikri inkar etmesine neden olan özellikti.
Ancak, çift kırılmanın ışığın doğasının başka bir yorumuyla açıklanabileceği gösterildiğinde, Newton’un yardımcıları kendilerini zor bir durumda bulacaklardı. Işık, yan yana hareket veya ‘enine hareket’ olarak ele alınırsa, çift kırılma, Newton’un parçacık veya parçacık teorisinden ziyade bir ışık dalgasına atfedilebilir. Bu, 1801’de Thomas Young tarafından ışık için bir girişim etkisinin saptanmasıyla birlikte, ışık dalga teorisinin yükselişini yeniledi. Ancak bu bulgular, bilimsel akılda yaygın olan tüm önyargılı kavramları da beraberinde getirdi. Su ve ses dalgaları gibi dalgaların bir yayılma ortamı gerektirdiği varsayıldığından, benzer şekilde, ışığın evren boyunca iletilmesi için hala bir ortama veya etere ihtiyaç duyduğu varsayıldı.
Bununla birlikte, daha fazla sorun, eter teorisini etkileyecektir. Enine bir dalganın benzersiz özelliklerinden dolayı, bu varsayımsal açıklamanın eterin katı olmasını gerektirdiği ortaya çıktı. Cevap olarak, Cauchy, Green ve Stokes, daha sonra ‘eter sürükleme’ kavramı olarak bilinen bir ‘sürüklenme’ hipotezine teorik ve matematiksel gözlemlere katkıda bulundular. Ancak bu fikirlere, James Clerk Maxwell denklemlerinin (1870’ler) ışık hızının sabitliğini (c) gerektirdiği zamandan daha fazla ivme veremezdi. Maxwell denklemlerinin çıkarımları fizikçiler tarafından çalışıldığında, sabit bir ışık hızına duyulan ihtiyacın bir sonucu olarak, Galile Newtoncu göreliliğin öğretileri altında bu gereksinimi yalnızca bir referans çerçevesinin karşılayabileceği anlaşıldı. Bu nedenle bilim adamları, bu ihtiyacı karşılayacak benzersiz bir mutlak referans çerçevesi olmasını beklediler; sonuç olarak, eter yine durağan olacaktır.
Sonuç olarak, ondokuzuncu yüzyılın sonlarında eterin taşınmaz katı bir ortam olduğu varsayıldı. Bununla birlikte, eterin doğasıyla ilgili daha önceki teoriler vardı. Bunlardan en ünlülerinden biri ‘eter sürüklemesi’ hipotezi olarak bilinir. Bu konseptte eter, ışığın içinde hareket ettiği özel bir ortamdır. Ayrıca, bu eter tüm maddi nesnelere bağlı olacak ve onlarla birlikte hareket edecektir. Böyle bir sistemde ışık hızını ölçmek, ışık hızı için nerede test edilirse edilsin ışık için sabit bir hız sağlayacaktır. Bu “eter sürükleme” fikri, Francois Arago’nun ışık hızının sabitliğini gösterdiği görülen deneyinin ardından ortaya çıktı. Arago, yıldız ve dünyevi hareketin bir sonucu olarak günün veya yılın farklı zamanlarında ölçüldüğünde kırılma indekslerinin değişeceğine inanıyordu. Çabalarına rağmen ölçülen kırılma indekslerinde herhangi bir değişiklik fark etmedi.
Bunu birçok başka deney takip edecektir; bunlar eterin pek çok farklı soyutlamasında kanıt bulmak için yapıldı. Ancak bunların en önemlisi Amerikalı bilim adamları Michelson ve Morley tarafından yapıldı. Deneyleri, eter rüzgarı olarak bilinen farklı bir eter teorisinin başka bir iddia edilen etkisini değerlendirdi. Eter tüm evrene nüfuz ettiğinden, dünya kendi ekseni etrafında dönerken ve güneş sistemi içinde güneş etrafında hareket ederken eter içinde hareket ederdi. Dünyanın etere göre bu hareketi, yukarıda bahsedilen hareket nedeniyle hissedilecek bir “eter rüzgarının” tespit edilmesinin mümkün olacağı fikrini doğurdu. Bu nedenle, deneyleri esasen sözde eter rüzgarını tespit etme girişimiydi. Bu gizemli melodiyi tespit etmek neredeyse imkansızdı çünkü eter çevredeki maddi dünyayı yalnızca sonsuz derecede etkiledi. Michelson ilk olarak 1881’de interferometresinin ilkel bir versiyonunu denedi; Işığın dalga benzeri özelliklerini ölçmek için tasarlanmış bir mekanizma. Bunu, fizikteki en ünlü ‘sıfır’ deneyinde Morley ile güçlerini birleştirerek takip edecekti.
Bu araştırmada Michelson, interferometre cihazının geliştirilmiş bir versiyonunu kullandı. Michelson’un cihazı, optik hassas aletleri ve onlarla yürütülen araştırmalar için Nobel ödülünü kazanmasına yardımcı olacaktı. En önemli çalışması, 1887’deki Michelson Morley deneyi olarak bilinen şeydi. Michelson ve Morley, kısmen şeffaf bir aynadan ve bir ışık kaynağından yatay ve dikey olarak düzenlenmiş diğer iki aynadan oluşan bir ışın ayırıcı kullandılar. Bir ışık demeti, tutarlı bir ışık kaynağından yarı gümüş aynaya (yarı saydam ayna) geçtiğinde, yatay veya dikey aynalardan birine iletilir. Işık bir gözlemcinin göz merceğine geri döndüğünde, ayrı ayrı dönen ışık dalgaları yıkıcı veya yapıcı bir şekilde birleşirdi. Bu fenomen, ışığın parazit etkisi olarak bilinir. Normalde tahmin edilenden farklı bir müdahalenin, eter rüzgarının varlığını belirleyebileceği umuluyordu.
Bu etkiyi tespit etmek için, Michelson interferometresi, deneysel hatanın her türlü ve tüm harici kaynaklarını en aza indirecek şekilde hazırlandı. Deneysel sonuçları oluşturabilecek ısı ve salınım etkilerini ortadan kaldırmak için bir taş yapının daha alt katına yerleştirildi. Ek olarak, interferometre bir cıva havzasında yüzen mermer bir levhanın üzerine monte edildi. Bu, aparatın görünmez etere göre çeşitli pozisyonlarda hareket ettirilebilmesi içindir. Ancak birçok hazırlıklarına rağmen, deney beklenen saçak desenlerini vermedi. Böylece Michelson ve Morley, eterin varlığına dair hiçbir kanıt olmadığı sonucuna vardılar. Diğerleri, deneyi, deneyin öncülünü değiştiren farklı enkarnasyonlarda tekrarlayacaktı. Her biri benzer bir olumsuz sonuç veriyor. Modern teorisyenler, bu sonuçları ve diğer birçok deneyin sonuçlarını eterin var olmadığının göstergesi olarak kabul ettiler. Bununla birlikte, Michelson Morley’in olumsuz sonucu bile 1933’e kadar sorgulanmıştır.
O yıl, Dayton Miller, ikilinin deneyi, beklenen girişim örüntüleri aralığını özel olarak bulamamasına rağmen, ilginç, küçük fark edilen bir etki bulduklarını gösterdi. Miller daha sonra, Michelson Morley’in tahmin edilen veri modeli ile iyi korelasyon gösteren deneysel bir sinüs dalgası benzeri veri seti bulduğunu öne sürdü. Ayrıca, deneysel düzenlemenin doğasında bulunan termal ve yönsel varsayımların, sınır girişim verilerini nasıl kötü bir şekilde etkilemiş olabileceğini de açıkladı. Bu nedenle, test, kusurlu bir şekilde tasarlanmış deneysel düzende ve uygun bir sonucun saptanmasına karşı yerleşik bir matematiksel önyargı ile gerçekleştirilmiş olabilir. Bu nedenle, gelecekte eter teorisi bir şekilde veya başka şekilde, temel bir fizik teorisi olarak hala sürdürülebilir olabilir.
Einstein’ın 1920’de ifade ettiği şekliyle, eter teorisinin uzay ve zaman konusundaki fikirleriyle hala alakalı olduğuna inandığını belirten bu fikirlerle ayrılmak en iyisidir:
“Bununla birlikte, daha dikkatli düşünme bize, özel görelilik teorisinin bizi eteri inkar etmeye zorlamadığını öğretir. Bir eterin varlığını varsayabiliriz.”
o devam etti:
“Özetlemek gerekirse, genel görelilik teorisine göre uzayın fiziksel niteliklere sahip olduğunu söyleyebiliriz; bu anlamda, bu nedenle, bir eter vardır”
ve sonunda:
“Genel görelilik kuramına göre etersiz uzay düşünülemez; çünkü böyle bir uzayda sadece ışığın yayılması değil, aynı zamanda uzay ve zaman standartlarının (ölçüm çubukları ve saatler) var olma olasılığı da olmayacaktı. Fiziksel anlamda herhangi bir uzay-zaman aralığı… Ancak bu eter, zaman içinde izlenebilen parçalardan oluştuğu için, düşünülebilir medyanın kalite özelliği ile donatılmış olarak düşünülemez .. Hareket fikri ona uygulanamaz. “
GIPHY App Key not set. Please check settings