Источник: HTML (англ.), копия.
The Ether-Drift Experiment | Эксперимент по измерению эфирного ветра |
---|---|
by Prof. Dayton C. Miller | профессор Дейтон К. Миллер |
(Cleveland Plain Dealer, 10 March 1940, "All Feature Section" p.1 & 6) | (Cleveland Plain Dealer, 10 марта 1940 года, "All Feature Section", С.1 и 6) |
The wave theory of light received general acceptance in the 19th century, | Волновая теория света получила всеобщее признание в 19 веке, |
and this required the hypothesis of a luminiferous ether, | и она требует [существования] гипотезы светоносного эфира, |
filling all space, | заполняющего все пространство, |
even that occupied by material bodies, | даже того, которое занято материальными телами, |
through which bodies such as the sun and planets | и через которое такие объекты, как Солнце и планеты, |
move freely without disturbing the other. | движутся свободно и без помех. |
Scientists sought to prove the existence of the ether by some direct experiment, | Ученые пытались найти доказательство существования эфира прямыми экспериментами, |
and in 1878 Maxwell of Cambridge University, England, | и в 1878 году Максвелл из Кембриджского университета в Англии |
first proposed an optical experiment for this purpose. | впервые предложил оптический эксперимент для этой цели. |
It is assumed that the ether as a whole is at rest, | Предполагается, что эфир в целом находится в состоянии покоя, |
that light waves are propagated in the free ether in any direction | а световые волны распространяются в свободном эфире в любом направлении |
and always with the same velocity. | и всегда с одинаковой скоростью. |
The experiment is based upon the argument | Эксперимент основывается на аргументе, |
that if the speed of light were determined by an observer on the moving earth, | что если бы скорость света была измерена наблюдателем на движущейся Земле, |
the apparent speed would be different according to whether the observer is moving | видимая скорость отличалась бы в зависимости от того, движется ли наблюдатель |
in the line which the light is travelling or at right angles to this line. | по линии распространения света или под прямым углом к этой линии. |
The detection of such an effect, would be accepted | Обнаружение такого эффекта должно быть принято |
as proof of the existence of the ether. | в качестве доказательства существования эфира. |
An incomplete analogy is given by a power boat on a river, | Есть неполная аналогия с моторной лодкой на реке, |
the speed of which would be different when sailing down stream | скорость которой будет отличаться при плавании вдоль течения |
from the speed with the same power when sailing across the stream. | от скорости с той же мощностью мотора при плавании поперек течения. |
Not only would the speed across stream be slower, | Скорость через поток должна быть не только медленнее, |
but in order to reach a point directly opposite the starting point, | но для достижения пункта прямо напротив отправной точки, |
the boat would have to be headed somewhat upstream. | лодка должна быть размещена несколько выше по течению. |
The late Prof. A.A. Michelson accepted the challenge of Maxwell's suggestion, | Покойный профессор А.А. Майкельсон принял вызов в предложении Максвелла, |
and in 1881 devised the remarkable instrument called the interferometer, | и в 1881 году разработал замечательный инструмент, называемый интерферометром, |
by means of which it is possible to compare the speed of a beam of light | с помощью которого можно сравнить скорость луча света, |
which travels in the line of motion of the earth in space, | который движется по линии движения Земли в пространстве, |
directly with the speed of a beam at right angles to this motion, | непосредственно со скоростью луча под прямым углом к этому движению, |
by detecting the difference in the two speeds. | обнаруживая различие этих двух скоростей. |
In the interferometer a beam of light is literally split in two | В интерферометре луч света буквально разделяется на две части |
by a "half-silvered" mirror, | "наполовину посеребренным" зеркалом |
and the two beams may be made to travel paths at right angles to each other. | и эти два луча можно заставить проходить пути под прямым углом друг к другу. |
At the end of the desired path, each beam is reflected back upon itself | В конце требуемого пути, каждый луч отражается назад |
and the two come together | и два [луча] соединяются в том месте, |
where they first separated. | где они впервые расстались. |
If the two beams travel equal paths with equal speeds, | Если два луча проходят равные пути с равной скоростью, |
the reunited beams of light will blend with the waves of concordance. | объединенные лучи света будут соединяться с согласованными [фазами] волн. |
If, however, the speeds are different in the two paths, | Если, однако, скорости для двух путей различаются, |
the two beams come together with differences in the phases of the waves, | два луча соединятся с различиями в фазах волн, |
producing effects which are observed as the "interference fringes". | производя эффекты, которые наблюдаются как "интерференционные полосы". |
The interferometer enables one to detect exceedingly small differences | Интерферометр позволяет обнаружить очень небольшие различия |
in the relative speeds of the light in the two paths, | в относительных скоростях света для двух путей, |
the measurements being made in terms of the wave lengths of light. | измерения производятся с точки зрения длины волны света. |
Michelson's first apparatus proved inadequate | Первая установка Майкельсона [для этой цели] оказалась недостаточной |
as to sensitivity and stability. | в отношении чувствительности и стабильности. |
He came to Case School of Applied Science in 1882 | [Майкельсон] прибыл в Кейсовскую школу прикладных наук в 1882 году |
as the first professor of physics, | как первый профессор физики |
and became associated with Prof. Edward W. Morley of Western Reserve University. | и стал сотрудничать с профессором Эдвардом В. Морли из Западного Резервного университета. |
Prof. Morley proposed several important developments in the interferometer. | Профессор Морли предложил несколько важных улучшений в интерферометре. |
The light path was increased in lengthy by multiple reflections, | Длина светового пути была увеличена посредством многократных отражений, |
and the optical parts were mounted on a stone block | а оптические детали были установлены на каменном блоке |
five feet square and one foot thick. | со стороной квадрата пяти и в один фут толщиной. |
The stone was floated on a large basin of mercury | Камень плавал на большом резервуаре со ртутью, |
so that it could be easily rotated | так что он мог легко вращаться |
to bring one of the light paths of the interferometer | для поворота одного из световых путей интерферометра |
into line with the earth's movement in space. | вдоль линии движения Земли в пространстве. |
With this instrument, | С помощью этого инструмента, |
the famous "Michelson-Morley Ether-Drift Experiment" | знаменитый "эксперимент Майкельсона-Морли по выявлению эфирного ветра" |
was performed in Cleveland, in July 1887. | проводился в Кливленде в июле 1887 года. |
Again the results were inconclusive | Опять же, результаты были неубедительными, |
and the instrument was of insufficient sensitivity | и инструмент имел недостаточную чувствительность |
for the delicate measurements. | для этого тонкого измерения. |
Prof. Michelson left Case School in 1889. | Профессор Майкельсон оставил Кейсовскую школу в 1889 году. |
In 1890 Dayton C. Miller entered the faculty | В 1890 году Дейтон К. Миллер поступил на факультет, |
and later became associated with Prof. Morley | а затем стал сотрудничать с профессором Морли |
in a repetition of the ether-drift experiment on a still larger scale. | в повторении эксперимента по выявлению эфирного ветра в еще большем масштабе. |
They constructed an interferometer about four times as sensitive | Они построили интерферометр примерно в четыре раза чувствительнее, |
as the one used in the earlier experiment, | чем тот, который использовался в предыдущих экспериментах, |
having a light path of 214 feet, | задействовав световой путь в 214 футов, |
equal to about 112,000,000 wave lengths. | что примерно равно 112 000 000 длинам волн. |
Observations were made with this apparatus in 1904. | Наблюдения с этим прибором проводились в 1904 году. |
The results were expressed as follows: | Результаты были выражены следующим образом: |
"If the ether near the apparatus did not move with it, | "Если эфир у аппарата не перемещается вместе с ним, |
the difference in velocity was less than 3.5 kilometers a second, | разница в скорости была меньше, чем 3,5 километров в секунду, |
unless the effect on the materials annulled the effect sought. | если только эффект на материалы не отменил искомый эффект. |
We desire to place the apparatus on a hill, | Мы хотим поместить аппарат на возвышенное место, |
covered only with transparent covering, | закрытое только прозрачным покрытием, |
to see if an effect can be there detected." | чтобы убедиться, что эффект там может быть обнаружен. " |
It was at this time that Einstein became interested; | Именно в это время Эйнштейн заинтересовался [этой темой], |
and in November 1905 he published a paper on "The Electrodynamics of Moving Bodies". | и в ноябре 1905 года он опубликовал статью «К электродинамике движущихся тел». |
This paper was the first of a long series of papers and treatises by Einstein and others | Эта статья была первой из длинного ряда написанных Эйнштейном и другими [авторами] статей и научных трудов, |
which has developed into the present theory of relativity. | которые развились в современную теорию относительности. |
In the first paper, Einstein makes the postulate | В своей первой статье Эйнштейн выдвинул постулат, |
that for an observer on the moving earth | что для наблюдателя на движущейся Земле |
the measured velocity of light must be constant | измеряемая скорость света должна быть постоянной, |
regardless of the direction of amount of earth's motion. | независимо от направления движения Земли. |
The whole theory was related to physical phenomena, | Вся теория была связана с физическими явлениями, |
largely on the assumption that the ether-drift | в основном с предположением, что эфирно- ветровой |
experiments of Michelson, Morley and Miller | эксперимент Майкельсона, Морли и Миллера |
had given a definite and exact null result. | дал определенный и точный нулевой результат. |
The deflection of light from the stars by the sun, | Отклонение света от звезд солнцем, |
as predicted by the theory of relativity, | как это предсказывает теория относительности, |
was put to the test at the time of the solar eclipse of 1919. | проверялось во время солнечного затмения 1919 года. |
The results were widely accepted as confirming the theory. | Результаты были широко признаны в качестве подтверждающих теорию. |
This revived the writer's interest in the ether-drift experiments, | Это возродило интерес автора к экспериментам по эфирному ветру, |
the interpretation of which had never been acceptable to him. | интерпретация которых никогда не была приемлема для него. |
The site of the Mount Wilson Observatory, near Pasadena, Cal., | Обсерватория Маунт Вилсон, вблизи Пасадены, Калифорния., |
at an elevation of about 6,000 feet, appeared to be a suitable place for further trials. | на высоте около 6000 футов, оказалась подходящим местом для дальнейших опытов. |
An elaborate program of experimentation was prepared. | Была подготовлена сложная программа экспериментов. |
When observations are being made, | Когда производились [эти] наблюдения, |
the apparatus is kept in rotation on the mercury float, | аппарат приводился во вращение на ртутном поплавке, |
and the observer must walk around in a circle about twenty feet in diameter, | и наблюдатель должен был ходить по кругу около двадцати футов диаметром, |
keeping his eye at the moving eyepiece of the telescope attached to the interferometer. | удерживая глаз возле движущегося окуляра телескопа, присоединенного к интерферометру. |
The observer must not touch the interferometer in any way | Наблюдатель ни в коем случае не должен был касаться интерферометра, |
and yet he must never lose sight of the interference fringes | и, в то же время, он никогда не должен упускать из виду интерференционные полосы, |
which are seen only through the small aperture of the eyepiece, | которые были видны только через небольшое отверстие окуляра, |
about a quarter of an inch in diameter. | примерно четверть дюйма в диаметре. |
A set of observations involve twenty turns of the apparatus | Серия наблюдений включала двадцать оборотов аппарата |
and several hundred single "readings" | и несколько сотен одиночных "считываний" |
and occupies about eighteen minutes of time. | и занимала около 18 минут по времени. |
The Mount Wilson series of observations involves | Последовательность наблюдений на Маунт Вилсон включала в себя |
more than 200,000 individual interferometer readings, | более 200000 индивидуальных считываний интерферометра |
being more than twice as many readings as had been made | и содержала более чем в два раза больше считываний, чем это было сделано |
in all the ether-drift observations previous to this time. | во всех наблюдениях эфирного ветра до этого времени. |
This required that the observer should walk in the dark, | Это требовало, чтобы наблюдатель проходил в темноте, |
in a small circle, for a total distance of 190 miles. | по маленькому кругу, в общей сложности расстояние в 190 миль. |
| |
In 1933 the writer published the complete study of all the ether-drift observations | В 1933 году автор опубликовал полное исследование всех наблюдений эфирного ветра |
with conclusions which may be summarized as follows: | с выводами, которые можно резюмировать следующим образом: |
"A relative motion of the earth and the ether should produce an effect | "Относительное движение Земли и эфира должно производить эффект, |
which, as observed in the interferometer, | который, будучи наблюдаем в интерферометре, |
would vary both in magnitude and direction | меняется как по величине, так и по направлению, |
as the earth rotates on its axis and as it revolves in its orbit; | вследствие вращения Земли вокруг своей оси и ее движения по орбите; |
the effect further depends upon the latitude of the station of observation. | эффект также зависит от широты места наблюдения. |
The actual observations indicate an ether drift of ten kilometers per second | Фактические наблюдения показывают эфирный ветер [со скоростью] десять километров в секунду, |
which varies in a manner wholly consistent with the theoretical requirements; | которая изменяется таким образом, что полностью согласуется с теоретическими требованиями, |
however, the observed velocity of the drift is smaller than had been expected, | однако наблюдаемая скорость дрейфа меньше, чем ожидалось, |
as though the ether through which the interferometer is being carried by the earth's motion | как если бы эфир, через который интерферометр перемещается при движении Земли, |
was not absolutely at rest." | не находился в абсолютном покое ". |
"A comparison of the effect of the orbital motion of the earth as observed in the interferometer | "Сравнение наблюдаемого в интерферометре эффекта орбитального движения Земли |
with its known value | с его известным значением |
leads to the conclusion that the absolute motion of the solar system in space | приводит к выводу, что абсолютное движение Солнечной системы в пространстве |
has a velocity of 208 kilometers per second. | имеет скорость 208 километров в секунду. |
This cosmical motion is towards an apex | Это космическое движение по направлению к апексу, |
located in the southern constellation Dorado, | расположенному в южном созвездии Золотой Рыбы, |
the Sword Fish, in the midst of the Great Magellanic Cloud of stars." | (Dorado, Рыба-меч), в самом центре звездного Великого Магелланова облака." |
"In order to account for the results here presented, | "Для того, чтобы учесть представленные здесь результаты, |
it seems necessary to accept the Lorentz-Fitzgerald theory of the contraction of matter | кажется необходимым принять теорию Лоренца-Фитцджеральда о сжатия вещества |
moving through the ether, | при его перемещении через эфир, |
or to postulate a viscous or dragged ether as proposed by Stokes." | или постулат о вязком или увлекаемом эфире, предложенный Стоксом". |
Перевод: Р.Г.Чертанов, 4 августа 2012 г.