Eksperymenty Michelsona-Morleya i dryf eteru

Wszystkie podręczniki traktujące o teorii względności zawierają opis eksperymentu Michelsona-Morleya⁴⁰, który dowodzi rzekomo nieistnienia ośrodka przenoszącego światło, czyli eteru.

W ramach tego eksperymentu w różnych kierunkach na tory kołowe wysłano promienie świetlne, a następnie połączono je, co dawało w rezultacie obraz interferencyjny. Gdyby „wiatr” eteru wpływał na prędkość światła w zależności od kierunku, w którym ono się rozchodzi, wówczas rotacja aparatury powodowałaby zmianę tego obrazu, lecz takiej zmiany nigdy nie udało się zaobserwować, co dowodziło izotropii (niezależności od kierunku) prędkości światła – tak przynajmniej przedstawiano tę sprawę.

Otóż fizyczna rzeczywistość jest bardziej skomplikowana, niż nam to wmawia mit względności. Badanie historycznych prac dotyczących tego tematu dowodzi, że relatywiści zmienili historię. Eksperyment Michelsona-Morleya z roku 1887 odkrył jedynie część efektu przewidzianego hipotezą stacjonarnego eteru, czyli że zaprzeczył jej, ale efekt nie był całkowicie „zerowy”, biorąc pod uwagę granice dokładności instrumentu i eksperymentu.

Dayton C. Miller dokonał w roku 1933 przeglądu danych i jego wyniki przedstawił w pracy „The Ether-Drift Experiments and the Determination of the Absolute Motion of the Earth” („Eksperymenty w zakresie dryfu eteru i określenie absolutnego ruchu Ziemi”)⁴¹, stwierdzając:

 

Krótka seria obserwacji wystarczyła do stwierdzenia, że efekt nie miał spodziewanej wielkości. Jednak i to należy uwypuklić, albowiem sygnalizowany efekt nie był zerowy; czułość aparatury była tego rzędu, że wnioski opublikowane w roku 1887 mówiły, iż zaobserwowany względny ruch Ziemi i eteru nie przekracza jednej czwartej prędkości orbitalnej Ziemi, co jest czymś zupełnie innym od zerowego efektu tak często obecnie przypisywanego temu eksperymentowi przez zwolenników teorii względności.

 

Dalej Miller omawia oryginalne wyniki eksperymentu Michelsona-Morleya, podkreślając istnienie powtarzalnego efektu wskazującego na to, że prędkość Ziemi względem eteru w przypadku obserwacji południowych wynosi 8,8 km/s, a w przypadku obserwacji wieczornych – 8,0 km/s.

Sceptycy teorii względności, tacy jak Miller, uważali że eter może być „ciągnięty” przez Ziemię. W celu sprawdzenia tej hipotezy, Miller postanowił powtórzyć eksperyment Michelsona-Morleya (który został wykonany w piwnicy w Cleveland) na większej wysokości, na Górze Wilsona, gdzie oczekiwał wystąpienia większej różnicy. Po latach uważnego eksperymentowania Millerowi rzeczywiście udało się znaleźć powtarzalne odchylenie od wyniku zerowego przewidywanego przez szczególną teorię względności, co wielce zakłopotało Einsteina i jego zwolenników. Einstein próbował potraktować to jako efekt wynikający ze zmienności temperatury, ale Miller dołożył wszelkich starań, aby uniknąć takiego błędu i 27 stycznia 1926 roku oświadczył przedstawicielowi Plain Dealer z Cleveland:

 

Problem z profesorem Einsteinem polega na tym, że nic nie wie na temat mojego eksperymentu... Powinien był mi zaufać, iż wiedziałam, że różnice temperatur wpłyną na wynik eksperymentu. Pisał do mnie w listopadzie sugerując to. Nie jestem, aż tak naiwny, aby nie brać pod uwagę różnic temperatury.

 

Tak się jednak złożyło, że opinia naukowców skłoniła się w kierunku braku eteru i na korzyść Einsteina. Obserwacje zaćmienia słońca wykonane przez Arthura Eddingtona w roku 1919, które rzekomo potwierdziły przewidywania ogólnej teorii względności dotyczące ugięcia światła gwiazd pod wpływem pola grawitacyjnego, były tak niejednoznaczne i źle wykonane, że z naukowego punktu widzenia są praktycznie bezwartościowe,⁴² lecz dzięki autorytetowi Eddingtona zostały zaakceptowane jako przekonywające potwierdzenie. Niektóre z gwiazd uległy przesunięciu w kierunku przewidzianym przez Einsteina, ale nie w takim stopniu bądź o wiele za dużo, inne natomiast przesunęły się w przeciwnym kierunku.

Potwierdzenie uzyskano przy pomocy „naukowego” urządzenia, które odrzucało dane nie przystające do przewidywań, pozostawiając tylko te, które do nich pasowały. Eddington tryumfalnie obwieścił „potwierdzenie” teorii Einsteina na połączonym posiedzeniu Towarzystwa Królewskiego i Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego – przed audytorium, które w rzeczywistości nigdy nie widziało oryginalnych danych. W relacji naocznych świadków posiedzenie przypominało bardziej uroczystość koronacji niż posiedzenie naukowe.⁴³

W wyniku tego naukowego oszustwa Einstein stał się w ciągu jednej nocy powszechnie czczoną osobistością otoczoną aurą naukowej nieomylności. Wyniki Millera, które wskazywały, że w celu wykrycia anizotropii (zależność od kierunku – przyp. tłum.) prędkości światła interferometr powinien znajdować się w możliwie największej próżni i być zlokalizowany na dużej wysokości nad poziomem morza, zostały zignorowane w kolejnych testach izotropii prędkości światła, takich jak eksperyment Brilleta-Halla⁴⁴, a ostatnio eksperyment Müllera⁴⁵.

Po śmierci Millera jeden z jego studentów, S. Shankland, dał fizycznemu establishmentowi ostateczny powód, aby mógł na dobre zapomnieć o jego pracach.⁴⁶ Shankland po prostu dokonał przeglądu starych krytyk dotyczących zmienności temperatury, przed którymi Miller za życia zawsze skutecznie się bronił, i doszedł do wniosku, że wyniki eksperymentów Millera muszą być błędne. Niektórzy krytycy teorii względności uważają, że wnioski Shanklanda były następstwem jego przywiązania do Einsteina, które jasno wynika z jego prac.^47,48

Jeden ze sceptycznie nastawionych do teorii względności naukowców, dr James DeMeo, przeprowadził szczegółową analizę prac Millera i krytyki Shanklanda⁴⁹ i doszedł do wniosku, że zespół Shanklanda „po konsultacji z Einsteinem doszedł do wniosku, że Miller musiał się mylić, po czym zaczął szukać w archiwum czegoś, co poparłoby ten wniosek”.

Należy tu jednak podkreślić, że określenie przez Millera prędkości Ziemi w stosunku do prędkości eteru nie jest zgodne z obecnymi obserwacjami. Według Millera system słoneczny przemieszcza się z prędkością 208 km/s w kierunku punktu w Wielkim Obłoku Magellana w gwiazdozbiorze Złotej Ryby (Dorado), a nie jak podają współczesne dane przedstawione w dalszej części tego artykułu.

Nawet jeśli przyjmiemy za prawdziwy rzekomo zerowy wynik eksperymentu Michelsona-Morleya, wcale niekoniecznie musi to oznaczać izotropię prędkości światła. Dwaj fizycy z Imperial College’u w Londynie M. Psimopoulos i T. Theocharis podkreślają w swoim liście do magazynu Nature⁵⁰, że eksperyment Michelsona-Morleya był przeprowadzony wyłącznie w laboratoriach ziemskich, w których zawsze obecne jest pole grawitacyjne, magnetosfera Ziemi i inne czynniki otoczenia, w związku z czym należy powtórzyć go w przestrzeni kosmicznej, zanim wynikające zeń wnioski można będzie uznać za uniwersalne. Podkreślają, że „w przestrzeni kosmicznej przeprowadzono już wszelkiego rodzaju eksperymenty, lecz, co ciekawe, unika się wykonania kilku eksperymentów, których wynik zwerifikowałby prawdopodobnie najbardziej fundamentalną i kontrowersyjną hipotezę dwudziestowiecznej fizyki – postulaty Einsteina”.