Po ostatnich cudach w akceleratorach wydawałoby się, że nic mnie już nie zdziwi.
Nic bardziej mylnego.
Otóż postanowiłem przyjrzeć się doświadczeniu Fizeau (1851), o którym Einstein powiedział, że "ma szczególne znaczenie dla Teorii Względności". No - pomyślałem sobie, jeśli hucpiarz nad hucpiarze tak powiedział, to ani chybi musi za tym kryć się jakaś hucpa.
Na czym polegał eksperyment Fizeau?
Eksperyment polegał na przepuszczaniu światła przez płynącą wodę i badaniu przesunięcia prążków interferencyjnych. Prążki oczywiście się przesunęły, ale jakoś dziwnie...
Prędkość światła w wodzie nie zsumowała się idealnie z prędkością wody - to tak jakby w wyniku dodawnia 2 + 2 otrzymać 3,5 zamiast 4.
I to była nomen omen woda na młyn Einsteina, który uznał, że Galileuszowskie, klasyczne składanie prędkości zawodzi, co świetnie pasuje do dylatujących sekund, metrów (może nawet milimetrów?) i do relatywistycznego składania prędkości. Słowem, efekt relatywistyczny! Wow!
Obecnie stanowisko fizyki w sprawie eksperymentu Fizeau jest klarowne.
Encyklopedia PWN:
"poprawną interpretację wyniku d.Fizeau (niezgodnego z mechaniką klas.) dała szczególna teoria względności."
No i w porządku. Jak na razie.
Dziwnym trafem jednak w swojej Teorii Wzgledności Einstein nawet nie wspomniał o eksperymencie Fizeau, mimo wcześniej głoszonych zapewnień o wyjątkowym znaczeniu dla STW eksperymentu Fizeau.
Czyżby Einstein "coś wiedział, ale nie powiedział"?
Postanowiłem trochę poszperać.
Zerknąłem do "ściągi": droga do szczególnej teorii Względności
I natknąłem się na białą plamę:
Nic to - pomyślałem. Zapodział się pewnie obrazek. Ot, zwykła rzecz.
Szukając dalej znalazłem opracowanie Andrzeja Dragana pt. "Niezwykle Szczególna Teoria Względności" i ze zdumieniem stwierdziłem, że ten 200-stu stronicowy bełkot "o życiu płciowym krasnoludków" nie zawiera nawet wzmianki o Fizeau, choć objętościowo mieści chyba ze trzy Teorie Względności Einsteina.
Sprawdziłem więc, czy aby na pewno ten pan jest fizykiem.
O tak, okazało się, że jest fizykiem. W dodatku z piętnem Hożej, co widać...
(No, ja nie wiem czy umieszczanie na swojej wizytówce zdjęć z wizyty u laryngologa jest dobrym pomysłem.)
Nie dowiedziawszy się niczego od p. Dragana (poza tym, że Fizeau nie był krasnoludkiem) sięgnąłem wyższej półki...
Prof. dr hab. Andrzej Szymacha jest, jak niektórzy mówią, najlepszym specjalistą od Teorii Względności w Polsce. Zajrzałem więc do jego opracowania "Wykład 3" i nie zawiodłem się!
Jest Fizeau! Niestety pan profesor mami czytelnika wzorkami i jakimś pokrętnym mataczeniem nadzwyczaj gładko przechodzi do wzorów Szczególnej Teorii Względności.
Nie byłem zadowolony.
W kolejnej znalezionej pracy profesora Szymachy "Prędkość światła" i owszem, znalazło się miejsce dla Fizeau, ale gdzieś zapodziały się wzory.
Atrament się panu Panie Profesorze wylał na obrazek?
Postanowiłem jednak nie poddawać się i wreszcie... Jest!
Znalazłem to czego szukałem.
Jak to było naprawdę z tym Fizeau?
Otóż żył sobie niegdyś człek mądry i prawy. Nazywał się Augustin Jean Fresnel.
Zajmował się m.in. światłem i to właśnie on paredziesiąt lat wcześniej przewidział wynik doświadczenia Fizeau z płynącą wodą rozszerzając wzór na klasyczne składanie prędkości o pewien tajemniczy współczynnik nazywany obecnie współczynnikiem Fresnela:
Trudno dziś dociec czym kierował się Fresnel dochodząc do takiego, a nie innego wzoru. Być może odegrała tu rolę genialna intuicja uczonego bazująca na wynikach badań światła przechodzącego przez granicę dwóch dielektryków, którymi to badaniami Fresnel się zajmował. Mniejsza z tym. Ponoć Fresnel powiązał hipotetyczny eter z gęstością materii, a współczynnik miał wyrażać częściowe wleczenie eteru np. przez wodę. Zatem wszechobecnego eteru który miał być nośnikiem światła miało być w gęstrzej materii więcej, a im więcej eteru tym światło miało być bardziej podatne na unoszenie przez tę materię. I z takich to mniej więcej założeń wyprowadził Fresnel swój współczynnik, który okazał się strzałem w dziesiątkę.
Eksperyment Fizeau potwierdził więc założenia teoretyczne Fresnela.
Co było dalej?
W 1886 r. Michelson i Morley z jeszcze większą precyzją powtórzyli eksperyment Fizeau z płynącą wodą i ponownie współczynnik Fresnela zdał egzamin.
Ale... ale, co się okazało? Okazało się, że eksperyment z płynącą wodą nijak nie pasuje do Teorii Względności! A więc mały kombinator Einstein musiał to zauważyć i dlatego pewnie postanowił przemilczeć wynik doświadczenia Fizeau i jego powtórkę Michelsona Morleya.
Michelson i Morley wykonali 61 prób z różnej długości rurami i różnymi prędkościami wody. Na powyższym rysunku widzimy, że najwięcej prób tj. 13 pokrywa się wręcz idealnie ze współczynnikiem Fresnela, a przewidywania STW absolutnie się nie sprawdziły!
I tak oto Teoria Względności została obalona na 20 lat przed jej powstaniem :-)
Przyjrzyjmy się nieco bliżej współczynnikowi Fresnela.
Jak widzimy współczynnik Fresnela przyjmuje wartości od 1 do 0 w zależności od gęstości ośrodka i związanej z nią prędkości światła w tymże ośrodku nieruchomym.
Tutaj porównując wsp. Fresnela z STW widać, że współczynnik Fresnela i STW to zupełnie różne bajki. (buraczkowe punkty to rozbieżności pomiędzy dodawaniem prędkości wg. Fresnela i wg. Einsteina)
A tu proste funkcje pokazują jak STW zjeżdża do boxu na wymianę opon i jak o mały włos nie doszło do kolizji :D
Ale... żeby nie było, żem leń, to se wymyśłiłem nowy współczynnik, własny, a co?! :D
I nawet pasuje lepiej do Fresnela niż STW! I taki ładny jest. Kto wie, może najlepszy? :D
Tak więc, panie Einstein... daaaaaaaaj Pan spokój :(
A jak sprawy mają się dzisiaj?
Po ponad 100 latach od ogłoszenia Teorii Względności współczynnik Fresnela wciąż stoi fizykom ością w gardle. Czegóż to oni się nie chwytają żeby ten współczynnik jeśli nie zdewaluować czy zapomnieć o nim, to przynajmniej jakoś dopasować do Teorii Względności. To prawdziwa farsa, którą rozpoczął bliski przyjaciel(!) Einsteina, noblista Max von Lau, rzekomo dowodząc jakoby współczynnik Fresnela był "naturalnym następstwem relatywistycznego wzoru na dodawanie prędkości" wspomagając w ten sposób przyjaciela, którego zapewne dręczyły sny o topielcach...
Groteskowość "dowodów" na rzekomą kompatybilność współczynnika Fresnela i relatywistycznego dodawania prędkości polega na wyprowadzaniu wzorów z niejawnym założeniem ZEROWEJ prędkości wody. Oj tak, kiedy woda nie płynie to Cw + ZERO Fresnela daje ten sam wynik co Cw + ZERO Einsteina :D I stąd bierze się bełkot w rodzaju "eee...aaa...nooo... właściwie to...eee...dla małych prędkości...eee...Fresnel i Einstein w zasadzie... to ten...byliby...eee...są ładną parą" :D
Zatem obecnie fizycy mówią:
Dla małych prędkości współczynnik Fresnela zgodny jest z relatywistycznym składaniem prędkości Einsteina.
Co można przetłumaczyć tak:
Efekt relatywistyczny w eksperymencie Fizeau występuje dla małych prędkości wody
tzn. wtedy, kiedy efekty relatywistyczne praktycznie nie występują. Czyli efekt występuje, kiedy nie występuje :D
Ot, nowomowa krętaczy i oszustów :-)
A przecież Michelson i Morley w swoim precyzyjnym eksperymencie pracowali siłą rzeczy z małymi prędkościami wody :-)
Czy mogą więc kogoś dziwić słowa profesora Szymachy zawarte w opracowaniu pt. "Szczególna Teoria Względności – 100 lat później"?
"W szczególności, by zrozumieć STW, wcale nie trzeba zajmować się elektrodynamiką. Nie trzeba też analizować żadnych szczególnych eksperymentów."(prof. Szymacha)
Oczywiście Panie profesorze Szymacha. Najlepiej niczego nie analizować i niczym się nie zajmować. A kiedy już "niczego nie będzie" (Kononowicz) zrozumienie STW przyjdzie samo jak kuń do stajni z pijanym w sztok woźnicą.
I jeszcze mam pytanie do pana profesora. Dlaczego nie mówi Pan prawdy studentom?
To przecież takie proste. Wystarczy zamiast bełkotu użyć słów: "eksperyment Fizeau
jawnie przeczy Teorii Względności, a relatywistyczne wzory nie mają tu zastosowania". Takie to trudne? Czy nauczanie w szkołach polegać ma na ogłupianiu uczniów? Czy etyka zawodu nauczyciela już nie istnieje?
Na koniec piosenka, którą dedykuję fizykom ;)
:D
