에테르란 무엇입니까? 특수 상대성 이론의 이더넷 이론.
이더넷 (또는 이더넷 번역; (영어: ether 또는 aether) Ether 는 그리스어로 고공을 의미하며 하늘의 신들이 숨쉬는 공기를 가리킨다. 우주론에서, 그것은 때때로 천체의 공간을 차지하는 물질을 나타내는 데 사용된다. 에테르가 정말 존재합니까? 1905 는 아인슈타인의' 기적의 해' 라고 불린다. 올해 특허국에서 사무원으로 일한 아인슈타인은 당시 물리학계를 괴롭혔던 가장 중요한 문제 중 일부를 해결하고 시간, 공간, 물질, 빛에 대한 우리의 견해를 바꾼 네 편의 영향력 있는 논문을 연달아 발표했다. 가장 유명한 것은 세 번째 논문으로 좁은 상대성 이론을 제시했다. 마이클슨 모레의 에테르풍 실험은 종종 거대 상대성 이론의 핵심 실험으로 소개되지만 아인슈타인의 상대성 이론은 이 실험의 결과를 설명하기 위한 것이 아니다. 그것은 당시 에테르에 관한 일련의 실험 중 하나일 뿐, 아인슈타인은 진지하게 받아들이지 않았다. 이것은 매우 특이한 논문이다. 뉴턴, 맥스웰, 헤르츠, 도플러, 로렌츠 등 다섯 명의 선임 과학자의 이름만 언급했다. 앞서 언급했듯이, 마이클슨 모레 에테르풍 실험의' 제로 결과' 를 설명하기 위해 로렌츠는 맥스웨 방정식에서 파생되었으며, 물체가 움직일 때 물체의 전자기력은 운동 방향의 길이를 줄여 에테르의 영향을 상쇄한다. 이 방정식 세트를 로렌츠 변환이라고 합니다. 아인슈타인은 로렌츠 전환이 전자기력보다 더 보편적인 자연 법칙을 반영한다고 생각한다. 로렌츠 변환은 또한 두 가지 물리적 원리, 즉 상대성의 원리와 빛의 속도의 변하지 않는 원리에서 도출할 수 있다. 상대성 이론은 갈릴레오가 먼저 제기한 것이다. 운동 법칙은 가속되지 않는 모든 참조 시스템 (즉, 관성 참조 시스템) 과 같다고 생각합니다. 예를 들어, 시속100km 의 차에 있거나 시속 40km 의 차에 있다면, 운동 법칙은 동일해야 하며, 둘 사이에는 차이가 없다. 맥스웰 방정식에서 빛은 진공에서 항상 일정한 속도 (초당 30 만 킬로미터) 로 전파된다는 결론을 내릴 수 있다. 전자기 현상도 상대성의 원리를 적용한다면 급행열차나 완행차에서 빛의 속도를 측정하든 측정 결과는 동일해야 한다. 그러나 고전 역학에 따르면, 어떤 물체의 운동 속도 측정 결과가 참조 시스템의 선택과 관련이 있기 때문에 불가능합니다. 길가에서 측정한 차의 속도가 100km/h 라면 40 km/h 에서 측정하면 속도는 100km/h 가 아닌 60 km/h 가 되어야 합니다. 광속은 비슷해야 합니다. 이렇게 상대성의 원리와 빛의 속도 불변의 원리는 모순된다. 상대성의 원리가 잘못되었거나 맥스웰의 전자기 법칙이 틀렸다. 그래서 당시 물리학자들은 상대성 이론의 원리가 전자기 법칙에 적용되지 않는다고 생각했고, 맥스웰의 전자기 이론은 에테르에서 상대적으로 정지된 참조 시스템, 즉 절대 공간에서 상대적으로 정지된 참조 시스템에 기반을 두고 있었습니다. 하지만 아인슈타인은 상대성의 원리와 빛의 속도 불변의 원칙이 모두 성립되었다고 생각하지만, 우리는 절대 시공간의 개념을 바꿔야 한다고 생각한다. 상대성의 원리와 빛의 속도 불변의 원리를 결합하면 로렌츠 변환을 추론하여 움직이는 물체의 길이 수축과 시간 감속 효과와 같은' 이상한' 결과를 도출할 수 있다. 시간과 공간이 상대적이 되었다. 고전 역학은 모든 관찰자에게 동일한 절대 공간과 시간이 있다고 가정합니다. 누군가가 길가에서 화살을 쏘고, A 가 옆에서 보고 있다고 가정해 봅시다. 그는 사격수와 목표 사이의 거리가 10 미터 (공간 간격) 이고 화살표가 목표에 도달하는 데 1 초 (시간 간격) 가 필요하다는 것을 보았다. B 달리는 차에서 동시에 전체 과정을 보았다. B 가 A 와 같은 결과를 볼 수 있을까요? 상식과 고전 역학은 모두 10 미터와 1 초와 같은 것으로 여겨진다. 아인슈타인은이 상식이 잘못되었다고 생각합니다. 상대성론에 따르면 A 와 B 가 보는 공간 구간과 시간 구간은 사실 다르다. 공간과 시간은 관찰자의 참조 시스템에 따라 상대적입니다. 절대 시공간이 존재하지 않는다면, 이더넷 공간이 절대 참조 프레임으로 사용된다고 가정할 필요가 없다. 특수 상대성 이론에서 에테르는 불필요한 것이 되었다. 에테르가 존재하지 않는다면, 마이클슨 모레의 태풍 실험은' 0 결과' 만 얻을 수 있다. 같은 해 아인슈타인은 광전효과에 대한 연구 성과를 발표했고, 다른 한편으로는 에테르의 문제를 해결했다. 1887 년에 헤르츠는 빛이 금속에 비칠 때 금속이 전자를 방출한다는 것을 발견했다. 이것이 바로 광전효과라고 한다. 1902 년 헝가리-독일 물리학자 레나 (1862- 1947) 는 광전효과는 금속의 전자가 입사광의 에너지를 흡수하고 탈출하는 현상으로 탈출 전자를 발견했다고 지적했다. 이 발견은 빛의 파동 이론으로 설명할 수 없다. 그러나 빛을 입자로 구성된 에너지 흐름으로 보면 광전 효과를 설명할 수 있다. 이렇게 하면 빛은 파동성이 있는 입자로 볼 수 있고, 입자는 미디어에 의존해서 전파할 필요가 없고, 광파의 전파는 에테르를 매체로 사용할 필요가 없다. 에테르가 존재하는 또 다른 이유도 사라졌다. 하지만 모든 물리학자들이 당연하게 여겨졌던 아이디어를 즉시 포기하려는 것은 아니다. (윌리엄 셰익스피어, 템페스트, 물리학자, 물리학자, 물리학자, 물리학자, 물리학자, 물리학자) 로렌츠는 여전히 우리가 에테르의 존재를 가정하고 에테르의 개념을 계속 사용해야 한다고 생각하는데, 이것은 상대성론과 모순되지 않는다. 아인슈타인 자신도 양보를 했다. 1920 년에 그는 로렌즈가 있는 라이튼 대학에서' 에테르와 상대성론' 보고서를 만들어 상대성론과 에테르주의를 조화시키려고 했다. 그는 특수 상대성 이론이 에테르의 개념은 필요하지 않지만 부정하지는 않았다고 지적했다. 일반 상대성 이론 (시공간의 상대성을 중력으로 확대) 에 따르면 공간에는 물리적 속성이 있는데, 이런 의미에서 에테르가 존재한다. 그는 심지어 일반 상대성 이론에 따르면 에테르가 없는 공간은 상상도 할 수 없다고 말했다. 아인슈타인의 "이더넷" 은 사실 일반 상대성 이론에서 규범장의 변화일 뿐, 물질이 아니며 전통적인 에테르와 아무런 유사성도 없다. 그 이후로, 어떤 사람들은 에테르의 존재에 대한 증거를 계속 찾고 있다. 밀러는 1920 년부터 일련의 이더넷 실험을 했고 1925 년까지 지구와 에테르의 상대적 운동이 측정되었다고 발표했다. 마이클슨 등은 즉시 밀러의 실험을 반복했지만, 아무도 그 결과를 확인할 수 없었다. 1929 에서 밀러 자신도 그의 실험 결과가 틀릴 수 있다는 것을 인정했다. 그러나 사람들이 오랜 전통관념을 철저히 묻도록 하는 것은 그리 쉬운 일이 아니다. 지금도 때때로 에테르를 부흥시키려는 시도가 있다. 설령 그들이' 이더넷' 이라고 부르는 것은 이름이 같다는 것 외에는 역사의' 이더넷' 과는 아무런 관련이 없다. 그러나 대부분의 물리학자들에게' 이더넷' 은 이미' 인화소',' 열원' 처럼 시대에 뒤떨어진 개념이 되었다. 이전의 물리학자들은 에테르의 역사를 찾는 것이 부정적인 교재가 되었다고 생각했는데, 이것은 어떤 사람들에게는 우스꽝스럽고 어리석은 행동이었다. 이런 관점은 불공평하다. 19 세기에 물리학자들은 에테르의 존재를 믿을 충분한 이유가 있다. 에테르의 실험에서 에테르의 작용이 감지되지 않았더라도, 에테르의 존재를 부인하지 않는 다른 논리적 해석이 있었다. 상대성론조차도 에테르의 존재를 가정할 필요가 없다고 생각했을 뿐 에테르의 존재를 부인하지 않았다. 수년간의 실험과 논쟁 끝에 물리학자들은 점점 더 일치된 관점을 갖게 되었다. 에테르는 감지할 수 없고 그 기이한 성격을 설명하기 어렵기 때문에 이 개념을 포기하는 것이 더 쉽다. "불필요하게 실체를 추가해서는 안 된다." 중세 영국 철학자 오캄의 윌리엄은' 오캄 면도기' 라는 짧은 격언을 썼는데, 나중에는 과학 연구와 이성적 사고의 원칙으로 여겨졌다. 에테르의 개념은 이제 오캄 면도칼에 의해' 탁탁' 되었다. 우리는 에테르의 존재를 더 이상 믿지 않는다. 에테르의 존재를 가정할 필요가 없기 때문이다.