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人类是如何证明不存在以太这种物质?
证明以太不存在主要是迈克尔逊---莫雷实验。这个实验证明了光不参与速度叠加。光在各参照系中具有恒定值。光速不变。
实际上,以目前的观点看,光(电磁场)是时空中的一种拓扑性质。引力也是时空中的一种拓扑性质。时空与物质不可分离。时空是能量“胀成”的。时空中具有零点能。真空不空。那么,真空中存在以太,只不过这里的以太是真空中零点能带来的时空拓扑性质而已。以太实际上算是回归了!
如果未来引力与电磁力统一在一个框架下,那一定是在时空拓扑性质意义下的间接统一。如果真有反重力方法,那可能就是通过电磁场(或磁场)与引力联结上的方法。而这反过来也证明了此二力统一的可能途径。
要看如何定义以太。如果说时空就是以太,你也可说以太存在。证明以太不存在基于我们现有的时空观,如果我们错了呢。文小刚先生的string condensation就可看作以太,光就是在这个以太中传播的。
以太是19世纪的物理学家提出的一种相对于光速存在的绝对参考系,他们认为,以太充满整个空间,即使是真空也不例外,并且可以渗透到一切物质的内部之中去。如果按照这个说法,那么光的速度在各个方向是不同的,但是这与爱因斯坦的光速不变原理是相矛盾的;历史上曾有很多物理学家证明以太不存在,其中最著名的要数迈克尔逊·莫雷实验。
1:如图所示,由光源S发出波长为λ的光,入射到半透反镜G后,一部分反射到平面镜M2上,再由M2反射回来透过G到达望远镜T;另一部分则透过G到达M1,再由M1和G反射也到达T。***设G到达M1和M2的距离均为l,且M1和M2间不严格垂直,那么在望远镜的目镜中将看到等厚干涉条纹。现把固定在地球上的整个实验装置作为运动参考系,设想它相对于绝对参考系(以太)以速度v运动,而从实验参考系来看,以太则以-v的速度相对实验参考系运动,光在以太中不论沿哪个方向的速均为c。我们如取以太参考系为S系,实验室参考系为S',从S'来看,光自G到M1的速度为c-v,而光自M1到G的速度则为c+v,于是从S'来看,光从G到M1,然后再由M1到G所需的时间为:
2:另外,从图中S'系来看,光自G到M2和自M2到G的速度均为(c^2-v^2)^1/2。所以,从S'系来看,光从G到M2,同理也可以算出由M2回到G所需的时间,这里略过。
3:有以上两个式子可以看出,从S'系来看,G点发出的两束光到达望远镜的时间差为:
4:若把两个仪器旋转90度,光程差将变号,则前后两次的光程差为2Δ。在此过程中,望远镜的视场内应该干涉条纹移动ΔN条,有:
5:如果能测出条纹移动的条数,就可以计算出地球相对于以太的绝对速度v,从而就可以把以太作为绝对参考系了;在试验中,l约为10纳米,光的波长为500纳米,v取地球的公转速度30000米每秒,按照以上理论,干涉条纹的移动数应为0.4,并且迈克尔逊的干涉仪精度达到了1/100,所以在系统误差范围内很容易看到这0.4条条纹的移动,但是他们并没有观察到条纹的移动,并进行多次实验,也没有看到。这就充分说明了以太是不存在的。所以这个实验否定了经典力学的绝对时空观。
谢谢邀请。以太是科学家为解释光的传播而***设的一种充满宇宙空间(包括真空中)的一种很轻的,静止的、刚性的物质,比较好地解释了光的传播等物理问题。后来科学家发现光是一种电磁波,而电磁波是靠交替变化的电磁场传播的,并不需要介质来传播。因光是电磁波的一种,由此推出光的传播不需要介质作中介。而提出以太***说主要是为了解释光的传播的,所以光的电磁说使以太失去了存在的必要。
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