اتر (فیزیک)

برای دیگر کاربردها، اتر (ابهام‌زدایی) را ببینید.

اتر در علم فیزیک یک واسطه غیر مادی برای گسیل نور است که زمانی می‌پنداشتند فضا را پر کرده‌است. امروزه این نظریه که برای انتشار پرتو الکترومغناطیس، وجود محیط اتری لازم است دیگر پذیرفتنی نیست. بر اساس این نظریه، نور آشوب اتر است که به موجب آن، اتم‌هایش به طرز خاصی مرتعش شده و موجب گسیل نور می‌شوند.

پیشینه

نیوتن و ماکسول معتقد به نظریه اتر بودند. تا سال ۱۸۶۵ نظریه شایسته و مناسبی به جز نظریه اتر، برای انتشار نور تدوین نگردید ولی در آن سال ماکسول معادلات خود را ارائه کرد. بر اساس این نظریه، امواج الکترومغناطیس یا نور، با سرعت ثابتی در فضا گسیل می‌شوند و این سرعت ثابت را نسبت به یک ماده نامرئی به نام اتر که در سراسر گیتی و حتی در فضای تهی نیز وجود دارد سنجیدند.

تا سال‌های پایانی سده نوزدهم، دانشمندان می‌پنداشتند که فضا از این مادهٔ پیوسته و غیر قابل دیدن آکنده‌است. پرتوهای نور و سیگنال‌های رادیویی امواجی بودند درون اتر، همچنان که صدا امواج گسیل شونده درون محیط مادی مانند هوا است. برای دستیابی به یک نظریه کامل، تنها کافی بود اندازه‌گیری‌های دقیقی از خواص فیزیکی اتر، مانند خواص کشسانی یا الاستیکی آن انجام شود.

چالش اتر

در پایان سده، تناقضات موجود در اندیشه اتر نمایان شد. سرعت نور را در اتر ثابت می‌دانستند ولی بر اساس قوانین سرعت نسبی، می‌پنداشتند که اگر درون اتر همسو با نور حرکت کنید، سرعت نور کمتر و اگر در جهت مخالف نور حرکت کنید، سرعت آن بیشتر به نظر می‌رسد.

برای تایید این نظریه رشته آزمون‌هایی انجام شد که البته منجر به شکست این نظر شد.

آزمون‌های نظریه اتر

نوشتار اصلی: آزمایش مایکلسون-مورلی

دقیق‌ترین و صحیح‌ترین آزمایش‌ها در این باره را آلبرت مایکلسون و ادوارد مورلی در سال ۱۸۸۷ انجام دادند. آنها سرعت دو پرتو نور عمود بر هم را اندازه گیری کردند. از آنجا که این دو پرتو نور درون محیط اتر قرار دارند و کره زمین در دو حرکت وضعی و انتقالی در درون این ماده دچار تغییر جهت و راستا می‌شود، سرعت نسبی این دو پرتو نور باید در زمان‌های گوناگون شبانه روز و سال، با یکدیگر تفاوت داشته باشد. ولی این دو دانشمند هیچگونه تغییری در این دو پرتو نور مشاهده نکردند. گویی نور صرف نظر از سرعت و جهت حرکت ناظر، با سرعت ثابتی نسبت به مکان ناظر حرکت می‌کند.

البته بسیار پیشتر از آن ستاره شناس دانمارکی اوله کریستنسن رومر در سال ۱۶۷۶ کشف کرده بود که نور با سرعتی ثابت ولی بسیار زیاد در حرکت است. او عدد نه چندان دقیق ۱۴۰۰۰۰ مایل در ثانیه را برای نور به دست آورد که در مقایسه با عدد ۱۸۶۰۰۰ مایل در ثانیه امروزی دارای خطای زیادی است.

نتایج آزمون

بر پایه این آزمون، فیزیکدان ایرلندی، جرج فیتز جرالد و فیزیکدان هلندی، هندریک لورنتس پیشنهاد کردند که اجسام متحرک درون اتر دچار انقباض و ساعت‌ها کند می‌شوند. این انقباض و کند شدن‌ها چنان خواهد بود که مردمان همگی صرف نظر از چگونگی حرکت خود نسبت به اتر، سرعت یکسانی برای نور اندازه خواهند گرفت. ولی اینشتین در ژوئن سال ۱۹۰۵ طی یک نوشتار علمی خاطر نشان ساخت که اگر کسی نتواند آشکار کند که چیزی درون فضا در حال حرکت است، مفهوم اتر مفهومی زائد است. وی در مقاله‏ ۱۷ صفحه‌ای خود تحت عنوان درباره دیدگاه اکتشافی مربوط به گسیل و انتظار نور که در مجله علمی آنالن دِر فیزیک منتشر ساخت، نظریه کوانتومی نور را عرضه کرد. وی این مقاله را بسیار انقلابی توصیف کرد.

نظریه جانشین

نوشتار اصلی: اصل نسبیت

از میان دو نتیجه و نظریه‌ای که پس از آزمایش مایکلسون-مورلی داده شد، نظریه انیشتین از آن جهت که نسبت به دیگری، پدیده‌ها را بهتر و روشن‌تر توصیف می‌کرد، به تدریج مورد پذیرش واقع شد. وی از این اصل آغاز کرد که قوانین علم برای همه ناظرانی که به طور آزاد در حرکت‌اند باید یکسان باشد. سرعت نور در خلأ از سرعت حرکت ناظر مستقل است و در همه جهات یکی است. این بدان معنی بود که کمیت جهانی و واحد زمان که همه ساعت‌ها آن را یکسان می‌سنجند، کنار گذاشته می‌شود و بجای آن، هر کس زمان مخصوص خودش را دارد.

لیکن دلیل مدعای بروجود اتر (انتقال ارتعاش ) است؛ پدیده انتقال ارتعاش در ذرات اینک بر فیزیکدانان اثبات شده است

توضیحات

اتر چیست : اتر شاکله تشکیل جهان را درخود دارد؛ اتر در وقع یک فاز خنثی بنیادین است که تفریق وتفاوت فاز در آن باعث بوجود آمدن اشکال نو وتشکیل ماده میگردد . اتر چگونه است : یک شبکه سیمی شبیه ترین چیز ها به اتر است اگر دقت کرده باشید با گرفتن وکشیدن یک شبکه سیمی می توان احجام دیگری را در بینهایت حالت شکل داد.

آیا اتر جرم دارد : در جواب باید گفت خیر وشاهد این مدعا بدون جرم بودن فوتون است . آیا چون فوتون ها جرم ندارد میتوانید بگویید که وجود هم ندارد؟

حالت اتر چگونه است : حالت اتر از هر چیز بیشتر به یک تار ویولون شباهت دارد زیرا می تواند به راحتی به نوسان در آمده وتشکیل شکل وفرم فضایی بدهد .(اشاره به نواک ها). آیا می توان برای اتر شکل ذره ای در نظر گرفت : خیر اتر دارای پیوستگی است با این وصف می تواند حامل موج بوده وباضربات موجی شکل ماهیت ذره ای نیز از خود نشان دهد در حالی که ذره ای نیست. بعد (dimension )شناسی اتر: اتر بینهایت بعد تشکیل میدهد ودر حالت خنثی خالی از بعد است . توضیح جاذبه (gravity) با اتر : تغییر فاز اتر تشکیل فراماده را میدهد واز فشردگی بیشتر فرا ماده؛ ماده تشکیل می گردد. با این وصف پیوستگی آن همچنان درجای خود وجود دارد . حال می توان توضیح داد چرا دو ذره در فواصل(distance)؛ معلوم بر یکدیگر اثر می کنند. تفاوت عظیم فشردگی اتر در قسمتی که به فاز ماده است از قسمتی که بصورت فراماده است واتر معمولی باعث رانش اتر از میان فراماده وفراماده از میان ذرات ماده میگردد.

جستارهای وابسته

• نظریه نسبیت خاص
• زمان
• نور