غیرقابل اطمینان بودن اتر [ ویرایش | ویرایش منبع ]
در مورد وضعیت حرکت اتر نسبت به ماده ، دو امکان در اصل در نظر گرفته شده بود که قبلاً قبل از کار ماکسول بحث شده بود:
- ایده خفته یا فقط جزئی همراه با ضریب خاص با ضریب خاص اتر ، با حمایت فرسن (1816) و بعداً توسط هندریک آنتون لورنتز (1892a) ، [11] و
- آن جورج گابریل استوکس (1845) و بعداً از هرتز (1890b) تصرف کاملی از اتر را از طریق ماده در نظر گرفتند. [12]
نظریه فرسن ترجیح داده شد زیرا نظریه وی می تواند نابرابری نور و بسیاری از پدیده های نوری را توضیح دهد و به دلیل اینکه ضریب ورودی او دقیقاً توسط هیپولیت فیضو (1851) با استفاده از آزمایش فیضو اندازه گیری شد . از طرف دیگر ، نظریه استوكس نتوانست پیروز شود زیرا هم با ناهماهنگی و هم با نتیجه آزمایش فیضو مخالف بود - فرضیه های كمكی كه در نتیجه معرفی شد اصلاً قانع كننده یا متناقض نبودند. [13]
مایکلسون AA
آلبرت آ. میشلسون (1881) سعی کرد به طور مستقیم حرکت نسبی زمین و اتر ("اتر باد") را اندازه گیری کند ، که طبق نظریه فرسلن باید اتفاق می افتاد. با این حال ، با آرایش تداخل سنج خود نتوانست نتیجه مورد نظر خود را تعیین کند و نتیجه را به عنوان مدرکی برای پایان نامه استوکس (حمل و نقل کامل اتر از طریق زمین) و در نتیجه خلاف نظریه فرسن تفسیر کرد. [14] با این وجود ، لورنتز (1886) ثابت كرد كه میكلسون در محاسبات ، محاسبه اشتباهی را انجام داده است ، از آنجا كه معلوم شد كه این آزمایش بیش از حد نادرست بوده است حتی می تواند نتیجه ی اندازه گیری مثبت را در محدوده دقت اندازه گیری ، كه خود میشلسون اعتراف كرد ، انجام دهد. . [15]از آنجایی که به نظر نمی رسید نظریه Fresnel پسندیده است ، میکلسون و ادوارد دبلیو مورلی (1886) آزمایشی را انجام دادند که در آن باید اندازه گیری های فیضو از ضریب ورودی Fresnel بررسی شود. در حقیقت ، تأیید موفقیت آمیز بود و برخلاف اظهارات وی از سال 1881 ، میشلسون این بار با اینكه اتر خفته فرسن را تأیید كرده بود ، عقیده داشت. [16] با این حال ، این نیاز به تکرار آزمایش میکلسون در سال 1881 ، و در کمال تعجب از میشلسون و مورلی این آزمایش مشهور اکنون میکلسون - مورلی بود.بار دیگر نتوانست نتیجه مثبت مورد انتظار را ارائه دهد. به نظر می رسد که مجدداً این آزمایش اتر استوکس را تأیید کرده است ، که در واقع قبلاً رد شده بود ، و در تضاد کاملی با آزمایش 1886 که برای اتر فرسنل صحبت می کرد ، ایستاد. [17]
Woldemar Voigt (1887) بر اساس یک مدل اتر اتر الاستیک ( یعنی مدل الکترومغناطیسی ماکسول) توسعه نیافت و در جریان تحقیقات درباره اثر داپلر ، یک تغییر مختصات بین سیستم مستقر در اتر و یک سیستم متحرک انجام شد. معادلات تحول وویت ترک معادله موج بدون تغییر، یکسان است به بعد بود تبدیل لورنتس جدا از یک عامل در مقیاس های مختلف است و می تواند آزمایش مایکلسون-مورلی را توضیح دهد. آنها این اصطلاح را بعداً با عنوان "عامل لورنتس" درآوردند
با این وجود ، توضیحات احتمالی دیگری پدیدار شد: Heaviside (1889) و جورج فردریک چارلز سارل (1897) دریافتند که میادین الکترواستاتیک در جهت حرکت منقبض شده اند (Heaviside بیضوی). [20] به دنبال کار Heaviside ، جورج فیتز جرالد (1889) این فرضیه موقت را مطرح کرد که بدن های مادی نیز در جهت حرکت منقبض می شوند و منجر به انقباض طول می شود.و می تواند آزمایش میکلسون - مورلی را توضیح دهد - برخلاف معادلات ویگت ، مختصات x در اینجا تغییر می یابد. فیتز جرالد این مسئله را با این واقعیت توجیه كرد كه نیروهای بین مولكولی احتمالاً منشأ برقی دارند. با این حال ، ایده او در ابتدا نادیده گرفته شد و تنها با انتشار مطلبی توسط الیور الج (1892) شناخته شد. [21] مستقل از فیتز جرالد ، لورنتز (1892b) نیز همین فرضیه را پیشنهاد کرد ("فرضیه انقباض فیتز جرالد - لورنتز"). به دلایل قابل قبول ، مانند فیتز جرالد ، او به قیاس به انقباض میدان های الکترواستاتیک اشاره می کرد ، اگرچه خود اعتراف کرد که این دلیل قانع کننده ای نبود. [22] [23]
نظریه 1895 توسط لورنتس [ ویرایش | ویرایش منبع ]
هندریک آنتون لورنتز
هندریک آنتون لورنتس پایه و اساس (ماکسول) الکترودینامیک لورنتزی را در سال 1892 [24] و بالاتر از همه در سال 1895نظریه اتر یا الکترون ، به این ترتیب که او مانند سایر افراد قبل از او ، وجود الکترونها را علاوه بر اتر فرض کرده است. او فرض کرد که استر کاملاً در حال استراحت بوده و توسط الکترونها همراه نیست. از این نتیجه مهم نتیجه گرفت که سرعت نور کاملاً مستقل از سرعت منبع نور است و در نتیجه تحت هر شرایطی نسبت به سیستم مختصات که در آن استر قرار دارد ثابت است. به جای اینکه اظهاراتی درباره ماهیت مکانیکی اتر و فرآیندهای الکترومغناطیسی انجام دهد ، برعکس ، سعی کرد بسیاری از فرآیندهای مکانیکی را به سمت الکترومغناطیسی ردیابی کند. به عنوان بخشی از نظریه خود ، لورنتس (مانند هاویزید) انقباض میدان های الکترواستاتیک را محاسبه کرد و به طور مستقل از ویگت رهبری کرد ، زمان محلی به عنوان یک متغیر کمکی ریاضی. بنابراین او پیش فرض قبلی را داشتمعادلات شناخته شده تبدیل لورنتس ، که در توضیح تمامی آزمایشهای رانش منفی اتر برای مقادیر مرتبه اول v / c انجام شده است. او (1895) از اصطلاح "قضیه حالتهای مربوطه" استفاده کرد ، من. ح کواریانس Lorentz از معادلات الکترومغناطیسی با سرعت نسبتاً کم. از این نتیجه می آید که شکل معادلات الکترومغناطیسی یک سیستم "واقعی" - که در اتر استراحت می کند - به شکل یک سیستم "ساختگی" مطابقت دارد - در اتر حرکت می کند. با این حال ، لورنتس تشخیص داد که نظریه وی نقض اصل اکتيو و ريکتيو است ، از آنجا که استر تاثیری در این ماده داشت ، اما ماده نمی تواند روی استر واکنش نشان دهد. [25]
جوزف لارور (1897 ، 1900) الگوی بسیار مشابهی را با لورنتس طراحی کرد ، اما او یک قدم جلوتر رفت و تحول لورنتس را به صورت یک جبر معادل جبری ، همانطور که تا به امروز استفاده می شود ، آورد. وی دید که نه تنها انقباض طول را می توان از آن استنباط کرد بلکه نوعی اتساع زمانی را نیز محاسبه کرد که براساس آن ، چرخش الکترونهای در حال حرکت در اتر کندتر از الکترونهای استراحت است. [26]Larmor فقط توانست نشان دهد که این تغییر برای مقادیر مرتبه دوم معتبر است ، اما برای همه سفارشات نیست. لورنتس (1899) همچنین تحول خود را برای مقادیر مرتبه دوم (با یک فاکتور نامعین) با این حال ، گسترش داد و مانند لارمور قبل ، نوعی اتساع زمان را ذکر کرد. مشخص نیست که لورنتز و لارور تا چه اندازه بر یکدیگر تأثیر داشته اند. یعنی ، مشخص نیست که آیا لارمر (1897) زمان محلی را از لورنتس گرفت یا خلاف آن ، آیا لورنتس (1899) تحولات کامل را از لارمور به عهده گرفت. اگرچه هر دو آثار دیگری را استناد می كنند و با نامه در تماس بودند ، اما در مورد تحول لورنتز بحثی صورت نگرفت. [19]
با این حال ، مدل های جایگزین دیگری نیز برای نظریه های لورنتز و لارور وجود داشت. امیل کوهن (1900) الكترودینامیكی را طراحی كرد كه در آن یكی از اولین کسانی بود كه وجود اتر را (حداقل به فرم قبلی خود) رد كرد و در عوض ، مانند ارنست ماك ، از ستاره های ثابت به عنوان بدن مرجع استفاده كرد. از این طریق او می تواند آزمایش میشلسون-مورلی را توضیح دهد ، زیرا زمین در مقایسه با ستارگان ثابت استراحت می کند ، اما طبق تئوری وی ، سرعت نور در رسانه می تواند همزمان از جهات مختلف بیش از حد فراتر رود. به دلیل این و اختلافات دیگر ، این تئوری (همچنین توسط خود کوهن) بعداً رد شد. علاوه بر این ، وی همچنین در مورد نظریه لورنتز بحث کرده و از اصطلاح "تحول لورنتس" استفاده کرده است. [27]
جرم الکترومغناطیسی [ ویرایش | ویرایش منبع ]
→ نوشتار اصلی : توده های الکترومغناطیسی
جوزف جان تامسون (1881) در طول توسعه بیشتر خود از الكترودینامیك ماكسول تشخیص داد كه میدانهای الکترواستاتیك طوری رفتار می كنند كه گویی علاوه بر مکانیكی ، "توده الكترومغناطیسی" را به بدن اضافه می كنند. در آن زمان این به عنوان نتیجه خود القایی جریانهای همرفت در اتر تعبیر شد . وی همچنین دریافت که این جرم با اجسام در حال حرکت افزایش می یابد (با عاملی که در تمام سرعت های مثبت یکسان است). [28] [10] برجسته ترین جورج فیتز جرالد ، الیور هویزید و جورج فردریک چارلز سارل برخی از خطاها را اصلاح کرد و کار تامسون را ادامه داد - جایی که فرمول جرم الکترومغناطیسی فرمول است (در نماد مدرن) 
ویلهلم وین (1900) (و قبل از او لارمور و امیل وایچرت ) براساس نظریه لورنتز نظر داشتند كه - بر خلاف "جهان بینی مکانیكی" هرتز - همه نیروهای طبیعت را می توان از طریق الکترومغناطیسی ("جهان بینی الکترومغناطیسی") توضیح داد. [30] بر این اساس ، او فرض کرد که کل جرم منشأ الکترومغناطیسی است. یعنی فرمولی که برای وین اعمال می شود
والتر کافمن (1903-1901) اولین کسی بود که وابستگی سرعت جرم الکترومغناطیسی را تأیید کرد. پرتوی کاتدی از الکترون ها از فلزات به وجود آمدند تا روابط بین بار ، سرعت و جرم مشخص شود. از آنجا که قبلاً مشخص شده بود که شارژ یک الکترون مستقل از سرعت آن است ، نتیجه کاهش نسبت بار به جرم برای سرعتهای نزدیک به سرعت نور ، که توسط کاومان به صورت تجربی نشان داده شده است ، تنها می تواند به افزایش جرم الکترونهای مورد بررسی نسبت داده شود. کافمن معتقد بود که اندازه گیری های وی ثابت کرده است که کل جرم ماده دارای منشأ الکترومغناطیسی است. [32]
ماکس آبراهام (1902-1903) ، که مانند وین حامی محکم جهان بینی الکترومغناطیسی بود ، توضیحی ارائه داد و تئوری آغاز شده توسط لورنتس را ادامه داد. او اولین کسی بود که مفهوم نظری الکترون را در زمینه میدان ارائه داد. اما در مقابل با لورنتس ، وی الکترون را به عنوان ساختار سفت و سخت و كروی تعریف كرد و انقباض آن را نپذیرفت ، به همین دلیل شرایط جرم وی با موارد استفاده شده توسط لورنتز متفاوت بود (ابراهیم اولین کسی بود كه اصطلاحات جرم طولی و عرضی را ترك كرد). علاوه بر این ، وی Poincaré را به دنبال عبارت "نبض الکترومغناطیسی" معرفی کرد که متناسب با آن است
سرانجام ، فریدریش هازنهرل (1904) انرژی را با التزام در فیلمنامه ای ترکیب کرد که به قول خودش بسیار شبیه به ابراهیم بود. Hasenöhrl فرض کرد که بخشی از جرم یک بدن ("توده ظاهری") را می توان به عنوان تابش در بدن توخالی درک کرد. عدم تحرک این پرتوی با توجه به فرمول متناسب با انرژی آن است
فضای مطلق و زمان مطلق [ ویرایش | ویرایش منبع ]
تعریف نیوتن از فضای مطلق و زمان مطلق اکنون توسط برخی نویسندگان مورد تردید قرار گرفته است. [35] [36] به عنوان مثال ، به جای هر مقدار مطلق ، کارل گوتفرید نویمن (1870) "بدن آلفا" را معرفی کرد که گویا نمایانگر یک مرجع سفت و سخت و ثابت است که می تواند جنبش اینرسی را به آن مرتبط کند. ارنست ماخ (1883) استدلال کرد که اصطلاحاتی مانند فضای مطلق و زمان بی معنی هستند و تنها اشاره به حرکت نسبی معنی دار است. او همچنین گفت که حتی حرکت سریع با سرعت مانند چرخش را می توان با مراجعه به "توده های دوردست" بدون نیاز به یک فضای مطلق ، از نظر نسبی تغییر داد. استدلال نویمان توسط هاینریش استرینتز بود(1883) ادامه داشت. اگر اندازه گیری های ژیروسکوپ هیچ چرخشی را نشان ندهد ، می توان به گفته استرینتز از یک حرکت اینرسی در رابطه با "بدن بنیادی" یا " سیستم مختصات اساسی " سخن گفت. از این گذشته ، لودویگ لانژ (1885) اولین کسی بود که اصطلاح سیستم اینرسی را بر اساس خطوط مشابه فکری به منظور حذف مقادیر مطلق از سینماتیک معرفی کرد. وی این را تعریف می کند " سیستمی از طبیعت که با استناد به این ، مسیرهای توصیف شده مداوم که در یک نقطه از سه نقطه پیش بینی شده در همان زمان از همان نقطه در فضا و بلافاصله به سمت دیگری رها می شوند (اما که نباید در یک خط مستقیم قرار گیرند) همه مستقیم هستند." بعلاوه ، پوینکار (1902) کتاب علمی فلسفی و محبوب "Wissenschaft und Hypothese" را منتشر کرد ، که تو. آ. موجود: موارد فلسفی در مورد نسبیت فضا ، زمان و هم زمان. اصطلاحات "اصل حرکت نسبی" و " اصل نسبیت "؛ این عقیده که اتر هرگز قابل کشف نیست ، د. ح اعتبار اصل نسبیت؛ عدم وجود احتمالی اتر - بلکه استدلالی برای اتر؛ توضیحات مفصل از هندسه غیر اقلیدسی .
همچنین به عنوان بعد چهارم گمانه زنی هایی درباره زمان وجود داشته است. [37] [38] به عنوان مثال ، ژان d'Alembert این کار را در دایره المعارف اوایل 1754 انجام داد ، مانند برخی از نویسندگان در قرن 19 مانند HG Wells در رمان خود به نام ماشین زمان (1895). و Menyhért Palágyi (1901) یک مدل فلسفی ایجاد کرد که طبق آن مکان و زمان صرفاً اصطلاحات زبانی برای یک "شکل فضا-زمان" است که در واقع یکنواخت است. [39] برای "تئوری فضا-زمان" خود را به او زمان با استفاده از به عنوان بعد چهارم، که او در حال حاضر دارای شکل آن ( من نشان دهندهواحد خیالی ). با این حال ، در فلسفه Palágyi هیچ ارتباطی با زمان محلی Lorentz وجود ندارد ، زیرا با او بعد زمان وابسته به سرعت نور نیست. وی همچنین هرگونه ارتباط با ساخت و سازهای موجود در فضاهای n بعدی و هندسه غیر اقلیدسی را رد کرد. نکته قابل توجه این که ، بعداً (1915) پالگیگی ساختارهای فضا-زمان مینکوفسکی و انیشتین را نیز رد کرد - به همین دلیل است که انتقاد پالگیگی به عنوان بی اساس تلقی می شود و داوری می شود كه تئوری وی ارتباطی چندانی با نظریه نسبیت ندارد. [40]
منبع
https://de.wikipedia.org/wiki/Geschichte_der_speziellen_Relativit%C3%A4tstheorie
در این وبلاگ به ریاضیات و کاربردهای آن و تحقیقات در آنها پرداخته می شود. مطالب در این وبلاگ ترجمه سطحی و اولیه است و کامل نیست.در صورتی سوال یا نظری در زمینه ریاضیات دارید مطرح نمایید .در صورت امکان به آن می پردازم. من دوست دارم برای یافتن پاسخ به سوالات و حل پروژه های علمی با دیگران همکاری نمایم.در صورتی که شما هم بامن هم عقیده هستید با من تماس بگیرید.