29 июня 2007, 11:12

Теорию относительности проверили на двух континентах одновременно

Группа ученых из разных стран под руководством Хольгера Мюллера (Holger Mueller) из Стэнфордского университета более года проводила опыт Майкельсона-Морли по измерению скорости света.
Чтобы исключить влияние побочных факторов и проверить, правомочен ли тезис Эйнштейна о неизменности скорости света, опыты проводились в разных условиях и на разных континентах: в Австралии и в Евразии. Результаты показали, что скорость света постоянна.

Опыт Майкельсона-Морли был впервые проведен в 1887 году с целью проверки существования эфира — вещества, заполняющего Вселенную. В простейшем варианте для опыта используется интерферометр — прибор, в которым луч света расщепляется надвое полупрозрачным зеркалом, а два получившихся когерентных луча расходятся под прямым углом, после чего отражаются от двух равноудаленных от полупрозрачного зеркала зеркал и возвращаются на полупрозрачное зеркало. Наблюдатель анализирует интерференционную картину результирующего пучка света от полупрозрачного зеркала, которая позволяет выявить малейшую десинхронизацию лучей и рассчитать скорость света.

Опыт доказал отсутствие эфира, позволил значительно уточнить скорость света и способствовал созданию теории относительности. В двадцатом веке он многократно совершенствовался и проводился различными учеными с разными целями, при этом, разумеется, всегда имела место некоторая погрешность эксперимента. До сих пор никому не удавалось с уверенностью сказать, обусловлена ли эта погрешность различиями в физических условиях эксперимента или же гипотетическими изменениями скорости света, следствием нарушений так называемой лоренц-инвариантности.

Мюллер и его коллеги задались целью отделить физическую погрешность эксперимента от предполагаемых нарушений лоренц-инвариантности. Для этого в течение года (чтобы совершился полный оборот в инерциальной системе отсчета) проводились две серии опытов: одна в Австралии, с использованием инфракрасного света в оптических резонаторах, другая в Германии, с использованием микроволнового излучения. Мюллер разработал специальную математическую модель, которая должна была учесть различия, вызванные разным устройством приборов и разным географическим положением.

Результаты с точностью до 1x10-16 показали, что нарушения лоренц-инвариантности отсутствуют. Мюллер считает, что основная ценность работы — это то, что удалось подтвердить одновременно лоренц-инвариантность и света, и материи, тогда как ранее они доказывались только друг через друга.