Ether (fysisk)

I fysikk har begrepet eter dekket flere forskjellige forestillinger i henhold til tidene. De forskjellige eterne som fysikere vurderer er "subtile stoffer som skiller seg fra materie og gjør det mulig å gi eller overføre effekter mellom legemer". Disse forskjellige effektene var banene til planetene (for Descartes ), overføring av gravitasjonskraft ( Isaac Newton ), transport av lys (fra Descartes, Robert Hooke , Newton og mange andre til begynnelsen av det 20. århundre).  Århundre ). , transport av elektrisk og magnetisk kraft, og deretter av elektromagnetisk strøm , til og med dannelse av elektrisk ladning i visse legemer, samt dannelse av en frastøtende kraft, rundt legemer, som hindrer gravitasjon (for Pierre-Simon de Laplace som forklarer gassfenomener ).

Den teoretiske studien av den lysende eteren (transmitter av lys ) var muligheten til å utvikle forestillingen om elastisitet , gjorde det mulig å forutsi visse eksperimentelle resultater ved å betrakte lys som en bølge overført av en eter betraktet som en væske. Med forskjellige egenskaper ( Christian Huyghens , Augustin Fresnel , blant andre). Dette miljøet, ikke direkte tilgjengelig for eksperimentering , var også en mulighet til å sammenligne de induktive og deduktive metodene ( John Stuart Mill og William Whewell var spesielt aktive i denne debatten).

Når Maxwell-ligningene til James Clerk Maxwell ble etablert, var det flere forsøk på å formulere en teori om en eter som er mekanisk transportør av disse elektromagnetiske bølgene (Maxwell var den første som prøvde det), men ingen fikk ta hensyn til alle egenskapene til elektromagnetisme, selv i de enkleste tilfellene. De eksperimenter av Michelson og Morley på optikk av bevegelige organer førte til abstraksjon i slike teorier ( Hendrik Lorentz , Joseph Larmor ), og utseendet på spesielle relativitets sette en stopper for alt dette arbeidet, henvise spørsmålene. På eteren til generelle betraktninger , spesielt angående svingningene i kvantevakuumet .

Ether i antikken

Opprinnelig Eter er en primordial gud i gresk mytologi, personifiserer de øvre deler av himmelen, så vel som dens glans; dette har blitt hos oss gjennom det klassiske poetiske språket, der vi snakker om eter for en ren himmel. Empedokler , som vi skylder den klassiske teorien om de fire elementene, snakker ofte om eteren som en annen enhet. Platon nevner i Timaeus (58 d) eter som "den reneste form for luft". Aristoteles introduserer i sin avhandling Du ciel et nytt element som bare eksisterer i himmelsfæren, og hvis egenart er å bevege seg i en sirkel uten å trenge en ytre kraft.

“Det er helt nødvendig at det eksisterer en enkel kropp hvis natur er å bevege seg i henhold til den sirkulære oversettelsen, i samsvar med sin egen natur ... Bortsett fra kroppene som omgir oss her under, eksisterer det en annen kropp, atskilt fra dem, og å ha en natur desto mer edel, jo fjernere er den fra vår verdens. "

- (Aristoteles, fra himmelen , jeg, 2).

Denne nyheten, som skapte mye forvirring, ble til slutt assimilert med eter, selv om Aristoteles ikke brukte ordet for å betegne det. Å være den "edleste", er det himmellegemet aldri omtalt av Aristoteles som det femte. Det var i den hellenistiske perioden, da Aristoteles tekster mer eller mindre ble trukket fra sirkulasjon, at forskjellige tolkninger sammenslåtte det han kalte "det første legemet" med eteren og også med sjelens substans. I de første århundrene bekreftet en slags konsensus forvirringen. I følge Sextus Empiricus går begrepet eter for eksempel tilbake til Pythagoras Ocellos (eller til Philolaos ):

“Ocellos av Lucania og Aristoteles til de fire elementene har lagt til en femte kropp, utstyrt med en sirkulær bevegelse, og som de mener er stoffet til himmellegemene. "

- ( Sextus Empiricus , Mot matematikere , X, 316).

Den Pseudo-Plutark gir en like omtrentlig versjon:

"Aristoteles hevder at den øverste gud er en egen form, støttet av universets rundhet og sfære, som er en eterisk ( aithérion sôma ) og himmellegeme, som han kaller det femte legemet: og at alt dette himmellegemet blir delt inn i flere sfærer av sammenhengende natur og kun adskilt av intelligens, anser han hver av disse sfærene for å være et dyr som består av kropp og sjel, som kroppen er eterisk i, beveger seg sirkulært, og sjelen begrunner bevegelig årsak til bevegelse, avhengig av handling. "

Ideene til stoikerne markerte sterkt forståelsen av eteren, og de hadde en betydelig innvirkning på de latinske utstillingene. Cicero ( Tusculanes , I, 10) legger til at Aristoteles fastholder at "sjelen henter sin opprinnelse" fra dette femte elementet. Stoic Cleanthes holder eteren til den suverene guden.

En sammenfattende bilde av regjerende forvirringen ble malt av André-Jean Festugière  : “I de eldste forfatterne,” eter “betegner den sky ( Homer , The Iliaden , 412; Hésiode , Les Travaux et les Jours , 18) ... Ordet "eter "hadde allerede blitt brukt av Empedocles , men for å betegne atmosfærisk luft, i motsetning til tåke ... Anaxagora er den første som har skilt mellom luft og eter, men det han utpekte under navnet eter var ilden (fragment 59 A 43 59 A 73) ... fra Phaedo of Platon , blir rommet mellom luften og himmelen fortsatt (lysområde) eter, levende guder av stjernene. Platon tillegger eteren sin spesifikke karakter av å alltid være i bevegelse. Ether regnes som en luftart, den reneste arten. Platon skilte ut tre typer eter: øvre luft, atmosfærisk luft, tåkete luft ... Det er med Epinomis og On Aristoteles's Philosophy [tidlig arbeid], to samtidige verk [ca. 350 av. AD], som vi ser som forestillingen om eter, femte kropp. Den Epinomis nevner eteren for første gang som den femte legeme (981 c 6), som en slags mer subtil og renere luft: ved at eteren er ikke, dessuten tilholdsstedet for stjernene (dette ci est le feu), men , som luften, fra demoniske vesener av gjennomsiktig natur, som tjener som mellommenn mellom mennesker og de synlige gudene [stjernene] (984 b). Fragmentene av On Aristoteles's Philosophy viser at forestillingen om femte kropp aether har en viktig plass i den. De gamle betraktet enstemmig Aristoteles som oppfinneren av læren om det femte elementeteren. Aristoteles har alltid følgende eter, ild, luft, vann, jord, og det er rekkefølgen som vil seire, eteren (og ikke ilden) blir da betraktet som stjernenes og elementet der de oppholder seg. Sjelen er en evig bevegelse fordi den hentes fra eteren som alltid kjører. Til slutt er denne aristoteliske eteren en varme, den er et prinsipp om varme, derfor av liv. "

De pytagoreerne senere, i Pytagoras- memoirs ( III e .. S BC) synes å gjenkjenne tre etere: 1) varm (astral solenergi brann og guddommelige), 2) kald (luft) og 3) den tette (vann, serum, væske, blod ...) og to slags sjeler: 1) en sjel laget av varm eter, intellektet (tilsvarer dyrelivet), og 2) en sjel laget av en blanding av to etere, varm og kald, damp , den vegetative sjelen (tilsvarer den ikke-levende, det vil si den ikke-følende og ikke-mobile).

I de siste årene av det jeg st  århundre  f.Kr.. AD Xenarch skriver en avhandling mot det femte elementet , hvis kunnskap blir viktig i enhver diskusjon av eteren. Cesare Cremonini skrev en motbevisning i 1616 og Galileo nevner den fortsatt. I mellomtiden har eteren eller kvintessensen blitt et viktig begrep for alkymister . I sin tur tolker de det uforgjengelige elementet som Aristoteles definerte ved sitt fravær av motsatt. Vi diskuterte til og med fram til XIX -  tallet hvor metafysikere spesielt tok det.

Gravitasjon eter i pre-relativistisk fysikk

René Descartes utviklet en tourbillonmekaniker for å forklare at bevegelsen til planetene skyldes store hvirvler av eter ( subtil materie sammensatt av små gjennomsiktige kuler ) som fyller rommet og som bærer dem og holder dem på sine baner. Denne kvalitative fysikken var i stand til å rettferdiggjøre bevegelsen av planetene på en mekanistisk måte ved å tilbakevise eksistensen av vakuumet , betraktet av ham som ingenting . Den samme eteren skulle umiddelbart overføre lys i form av trykk.

Etter å ha tilbakevist teorien om virvler i Descartes (ca. 1680), utviklet Isaac Newton sin teori om universell gravitasjon der gravitasjonskraften overføres øyeblikkelig fra en kropp til en annen, over alle avstander og gjennom rommet, tomt eller ikke.

Selv om Newton var fornøyd med effektiviteten i teorien, var han ikke fornøyd med denne situasjonen der en kraft overføres gjennom et vakuum . I et brev fra Newton til Richard Bentley i 1692: "At tyngdekraften er medfødt, iboende og viktig for materie, slik at ett legeme kan handle på et annet på avstand gjennom et vakuum, uten formidling av noe annet, av hva og gjennom hvilket handling og kraft kan kommuniseres fra den ene til den andre er for meg en absurditet som jeg tror at ingen mennesker som har kompetanse til å resonnere kompetent i filosofiske spørsmål, noen gang kan gjøre seg skyldige. "

I General Scholium of Book III of the Principia forestiller han seg en "veldig subtil slags ånd som trenger gjennom alle faste legemer", og legger til at "det er med makt, og denne åndens virkning at kroppens partikler tiltrekke hverandre ”: en mekanisk eter som fyller rom og tillater overføring av gravitasjonskraft.

Denne eteren formidler tyngdekraften, men er ikke underlagt den, og ser ut til å være fjernet fra egenskapene og de fysiske prinsippene som er angitt i Principia . Newton støttet dette synspunktet fra teologiske betraktninger og sa at rommet er sensorium Dei , et slags Guds sanseorgan som lar ham overføre påvirkninger fra en kropp til en annen. Denne eteren har alltid vært en underliggende hypotese, uten å gripe inn i beregningene, og har status som en betryggende hypotese om konsistensen av denne teorien. For Newton var denne eteren den samme som den som overførte lys, ansett å være sammensatt av kropp av forskjellige størrelser og overførte svingninger til eteren som skapte fargene.

Lysende eter i pre-relativistisk fysikk

Før advent av spesielle relativitets , fysikere utviklet teorier om en luminiferous Aether: medium spre lys betraktes som en bølge , vanskeligheten er å utvikle en helhetlig teori regnskap for alle observasjoner gjort på lyset mens ingen forsøk gjort det mulig å demonstrere egenskapene. av eteren betraktet som et væske eller et fysisk medium .

René Descartes (som begrepet bølge ikke var tydelig formulert i), Robert Hooke og Christian Huygens antok at, som lyd i luft eller bølger på overflaten av et flytende medium, lys forplantet seg i en væske  : eter . Eteren, subtil , det vil si uoppdagelig siden den ikke bremser noen kropp, skulle fylle universet , siden stjernenes lys når oss.

Newton betraktet som en eter som reagerte på de sterke begrensningene ved transport av gravitasjonskraft  : dispensert fra å være underlagt de samme prinsippene som vanlig materie, og ble utstyrt med en aktiv rolle assimilert med Guds inngripen i den naturlige verden. Denne eter er noen ganger en spesiell brann av Hermann Boerhaave ved begynnelsen av XVIII th  århundre , immateriell stoff trenge inn i plass og legemet, og med en motsatt frastøtning til tiltrekningskraft av kroppen.

I XVIII th  århundre ble det utviklet teorier eter subtil , rapportering elektriske og magnetiske fenomener, optikk, men også varme og kjemi, ofte tar modeller som de av Newton og Boerhaave. Benjamin Franklin forklarte elektrifisering og elektrisk utladning av legemer ved nærvær av en eter sammensatt av partikler tiltrukket av legemer, men frastøter hverandre. For John Canton var eteren luft i seg selv. For André-Marie Ampère forklarte en ufattelig universell eter bestående av to elektrisiteter med motsatte tegn tankekraften mellom de elektriske kretsene.

I 1801, Thomas Young utviklet tolkningen av lys som vibrasjon av en eter, for å ta hensyn til fenomener knyttet til diffraksjon ved hjelp av bølgeinterferens . Men modellen hans tok ikke hensyn til polarisering , og denne ufattelige eteren (som Benjamin Thompson om varme , Humphry Davy om elektrokjemi) tiltok ikke forskernes interesse mens på den tiden ble mange egenskaper forklart av tiltrekningskrefter mellom partikler av materiale ( kapillaritet , kohesjon av faste stoffer, kjemiske reaksjoner,  etc. ). Pierre-Simon de Laplace la frem hypotesen om en eter kalt kalori og produserte en frastøtende kraft mellom partiklene av materien, og som gjorde det mulig å gjøre den korpuskulære teorien om lys i samsvar med den doble brytningen av Huygens.

Fra 1830 hersker Augustin Fresnels teori , ifølge hvilken lys er en krusning av en eter, for å redegjøre for polarisering, noe Youngs teori ikke kunne gjøre, måtte han betrakte eteren som solid og elastisk . Denne modellen forutsa flere uventede effekter (f.eks. Sirkulær polarisering, konisk refraksjon). Studiet av solid og elastisk eter, hvis vibrasjoner er lyset, vil være et forskningsemne frem til slutten av XIX -  tallet . Augustin-Louis Cauchy studere elastisitet finnes et uttrykk for forplantningshastigheten av transversale bølger (lys blir en tversgående bølge i Fresnel det teoretiske) og James MacCullagh utledet lovene krystallinske optikk fra en Lagrange funksjon av eter. Antall hypoteser om eteren øker i håp om å finne en samsvar mellom de observerte egenskapene til lys og de av bølgene som skal spre seg gjennom et elastisk fast stoff.

Denne elastiske kroppen hadde merkelige egenskaper: den må ha nesten uendelig stivhet for å overføre lys fra fjerne stjerner , samtidig som den gir null motstand mot bevegelsen av materielle gjenstander (siden jorden kretser rundt solen uten å bli bremset). George Gabriel Stokes viste at det var nok for dette at eteren var utstyrt med lav viskositet for å la legemene krysse den sakte, og han gjenvunnet dermed koeffisienten for delvis innføring av eteren av brytningslegemene som allerede hadde foreslått Fresnel å forklare den villfarelse . I 1851 verifiserte Hippolyte Fizeau eksperimentelt verdien av denne koeffisienten for å flytte vann.

Hermann Helmholtz og William Thomson , hentet inspirasjon fra magnetisme, foreslo etere med roterende bevegelser. For sitt arbeid samlende elektrisitet og magnetisme , James Clerk Maxwell støttet seg på ideen om maktfelt på grunn av Michael Faraday å eliminere fra disse feltene begrepet aksjon på avstand . Den felt eller kraftlinjer er en slags romlig fordeling av påvirkning av et organ, som venter for tilstedeværelse av et annet legeme som skal påvirkes, og endrer seg ved endelige hastighet; uten materiell hypotese om eteren som fyller det geometriske rommet og bærer dette feltet . Maxwell foreslo deretter en modell av eter som han ønsket var kompatibel med sin teori om elektromagnetisme , spesielt de elektromagnetiske bølgene som han hadde fremhevet i ligningene og som han identifiserte med lys: denne eteren var sammensatt av "molekylære hvirvler omgitt av frihjul, bevegelsen hvorav var analog med elektrisk strøm ”.

George Francis Fitzgerald , sammenliknet eterene til Maxwell og MacCullagh, viste sine analogier og foredlet egenskapene sine, og gjorde dermed Maxwells eter til en seriøs konkurrent til den faste og elastiske lysende eteren. Heinrich Hertz sine eksperimenter bekreftet at Maxwells elektromagnetiske bølger på mange måter ligner lysbølger, og konsoliderte derfor tilliten til Maxwells eter, men sistnevnte presterte aldri godt nok til å ta hensyn til alle egenskapene til optikk og elektromagnetisme, "til tross for den store innsatsen forskere."

I 1887 motsatte resultatet av Michelson-Morley-eksperimentet , på optikken til bevegelige kropper, spådommene fra alle teorens teorier. Hendrik Lorentz og Joseph Larmor forsøkte hver på sin måte å utvikle mer abstrakte teorier om eteren for å imøtekomme disse funnene. På begynnelsen av XX th  århundre , ble vurderingene av fysikere delt, noen avhør eksistensen av eter, andre - mange flere - å være sikker på sin virkelighet.

“Vi bryr oss ikke om at eteren virkelig eksisterer, det er metafysikernes virksomhet; det essensielle for oss er at alt skjer som om det eksisterte, og at denne hypotesen er praktisk for forklaringen av fenomenene. Tross alt, har vi noen annen grunn til å tro på eksistensen av materielle gjenstander? Dette er også bare en praktisk hypotese; bare det vil aldri slutte å være slik, mens det utvilsomt vil komme en dag da eteren vil bli avvist som ubrukelig. "

- Henri Poincaré, Science and the Hypothesis (kapittel 12)

I 1905 foreslo Albert Einstein sin spesielle relativitetsteori der eteren er fraværende og lysets hastighet er den samme for enhver inertial referanseramme , og erklærer at det ikke er noe behov i fysikken for forestillingen eter.

Ether etter 1905

Unnfangelsen og oppfatningen av eteren, etter 1905, ble sterkt påvirket av arbeidet til Albert Einstein på relativitetsteori , begrenset i 1905, da general i 1916. Deretter oppfatningen av eteren ved Einstein fortsetter å utvikle seg med sin arbeide med den store foreningen av felt.

1905: Einstein benekter eksistensen av eteren

Før utgivelsen av hans første verk studerte Einstein teorien om Lorentz- eteren gjennom bøkene til Paul Drude , som han la særlig vekt på. Denne lysende eteren forblir i absolutt hvile og utgjør et fortrinnsrettestandard der elektromagnetiske fenomener finner sted, og hvor lys har konstant hastighet. Snart avviser han dette begrepet fortrinnsrett, fordi han vurderer at det introduserer en uakseptabel asymmetri mellom mekanismens lover , som ikke er avhengig av en referanseramme, og teorien om elektromagnetisme.

I 1905 foreslo Einstein spesiell relativitet som postulerte den totale ekvivalensen av fysikkens lover, inkludert elektromagnetikk, uansett referanseramme. Dette innebærer konstantiteten til lysets hastighet, uansett referanseramme, og gjør begrepet eter irrelevant. Fra dette øyeblikket og frem til 1916 vil Einstein fornekte begrepet eter enhver virkelighet. Men det viste seg å være vanskelig å overbevise fysikerne om tiden fravær av eter, og spesielt Lorentz, som aldri ville bli overbevist om det. I følge Kostro var det Lorentz 'insistering som skulle føre Einstein til en ny posisjon fra 1916. I mellomtiden, overfor motstand, prøvde han i 1909 å rettferdiggjøre fraværet av eter med et nytt argument som brukte en bølge-partikkel dualitet. av lys som han nettopp har foreslått en forbedring av teorien for: for ham blir lysenergien og dens impuls formidlet av et autonomt kvantum , som ikke trenger støtte eller 'eter

I 1913 utviklet Einstein generell relativitet . Først finner han i denne teorien flere grunner til å fullstendig forlate eteren; Han skriver til Ernst Mach , "det blir absurd å tildele fysiske attributter til rommet" , og den vilkårlige summen som variablene i rom og tid blir valgt med, "striper rom for de siste levetidene av virkeligheten" . Imidlertid innebar oppfatningen av Lorentz-eteren, slik den ble presentert av Drude, nøyaktig å tildele fysiske egenskaper, og derfor en viss "virkelighet", til rommet. For Einstein forstås derfor årsaken til eteren.

1916: Einstein innrømmer eksistensen av en viss form for eter

Imidlertid endret denne stillingen seg fra 1916, under kombinert innflytelse av en korrespondanse med Lorentz, og kontroverser med den tyske fysikeren Philipp Lenard . I juni 1916 sendte Lorentz et langt brev til Einstein der han gratulerte ham med oppdagelsen av generell relativitetsteori, som han viste stor entusiasme for, og prøvde å vise ham at denne teorien kan forenes med begrepet stasjonær eter .

Einstein returnerer raskt et veldig detaljert svar på Lorentz argumenter der han for første gang anerkjenner muligheten for å innføre et nytt begrep med eter. Imidlertid avviser han sterkt den stasjonære karakteren av eteren som Lorentz forsvarte, det vil si forestillingen om et stivt medium som har sin egen referanseramme der det er i ro, fordi dette er i strid med relativitetsprinsippet . På den annen side innrømmer han muligheten for en eter som ikke ville være et medium utstyrt med en tilstand av bevegelse og derfor ikke ville bryte med relativitetsprinsippet. Denne "nye eteren" vil være utstyrt med en tilstand som vil bestemme bevegelsen til fysiske objekter, hvis metriske oppførsel vil bli beskrevet av tensoren . Men Einstein anser ikke disse ideene tilstrekkelig modne og publiserer ikke noe om denne “nye eteren” i mer enn to år.

I juli 1917 publiserte Lenard en artikkel Relativitetsprinsipp, Ether, Gravitation der han prøvde å vise at teorien om generell relativitetsteori resirkulerte begrepet eter ved å gi den nytt navn til "rom", og at denne teorien ikke holder uten den. eterkonsept. Som svar på denne artikkelen publiserte Einstein i november 1918 sin første artikkel som forklarte sine nye posisjoner angående eteren: Dialog angående anklagene mot relativitetsteorien . I dette svaret gir han Lenard at teorien om generell relativitetsteori innebærer å gi fysiske egenskaper til rommet. På den annen side benekter han at det betyr en retur til Lorentz-eteren, som har en bestemt bevegelsestilstand.

Hermann Weyl vil i 1922 oppsummere den grunnleggende forskjellen mellom den "nye eteren" av Einstein og den som Lenard forsvarte, og hvor "eteren" av generell relativitetsteori ikke er Lorentz: "Den gamle eteren av teoriljuset var en betydelig medium , et tredimensjonalt kontinuum, hvor hvert punkt P når som helst t er på et bestemt sted p i rommet; det å være i stand til å skille ut og følge utviklingen i rommet til et bestemt punkt i eteren som en funksjon av tiden er et grunnleggende punkt " , " denne eteren er stiv nå og for alltid og påvirkes ikke av materialet " . Eteren av generell relativitet er et medium, men det er ikke-vesentlig og inkluderer ikke "punkter" hvis bevegelse kan følges i rommet. Det gir rom med et "tilstandsfelt", som besitter en fysisk virkelighet, samhandler med materie og blir påvirket av den.

1920: Einsteins "nye eter", Leydens tale

Dette var imidlertid ikke nok til å berolige de voldelige anti-Einstein-kampanjene, spesielt ledet av Lenard og Ernst Gehrcke , som nådde sitt høydepunkt i løpet av året 1920. Langt fra å berolige kritikken mot generell relativitet og prinsippet om relativitet, faktum for Einstein å akseptere en eller annen form for eter ser ut til å gi motstanderne mye å male. Einstein ble presset av disse angrepene og oppmuntret av Lorentz, og bestemte seg for å kommunisere offisielt om sin "nye eter" under sin innvielsestale ved universitetet i Leiden 17. oktober 1920 med tittelen Ether og relativitetsteorien som utgjør hans første store verk om eteren.

I denne talen begynner Einstein med å avsløre de historiske grunnene som førte til at fysikere forestilte seg eteren, som ifølge ham er to i antall: problemet med handling på avstand og oppdagelsen av lysets bølgeegenskaper . Handlingsproblemet på avstand dukket opp med gravitasjonsteorien til Newton , hvor det uunngåelig oppstår spørsmålet om tiltrekningskreftene spres øyeblikkelig og eksternt, uten transportmedium, eller omvendt nært gjennom et medium. Den andre hypotesen innebærer eksistensen av en eter.

På den annen side fører utviklingen av teorien om elektromagnetisme av Maxwell og Lorentz også til å forestille seg eksistensen av en eter, men som ingen mekanisk modell viser seg å være i samsvar med erfaring. Einstein beskriver deretter arbeidet til Lorentz angående eteren, en av de eneste teoriene om eter som er kompatibel med eksperimentet. I denne teorien er eteren uten mekanisk eiendom, og er tilstede både i materie og i vakuum, og er et enkelt medium for elektromagnetiske bølger. For sin del blir materie fjernet fra alle elektromagnetiske egenskaper, og har en rolle å spille i elektromagnetisme bare fordi materiepartiklene kan ha en elektrisk ladning , som er de eneste som beveger seg. Men Einstein påpeker at Lorentz striper eteren av all mekanisk eiendom unntatt en  : dens immobilitet.

Einstein, i den andre delen av talen, viser da at teorien om spesiell relativitetsteori fjerner denne siste mekaniske egenskapen til eteren, og fullfører ifølge ham bevegelsen initiert av Lorentz. I henhold til denne teorien er fysikkens lover (og spesielt elektromagnetismens lover) identiske i alle referanser i rettlinjet oversettelse og ensartede med hensyn til hverandre. Det er derfor ingen fysisk grunn til å skille mellom en bestemt referanseramme der eteren vil være immobile, og gir en asymmetri som ikke er berettiget eller oppdaget av noen fysisk erfaring. Men Einstein innrømmer at han tok feil når han konkluderte med at eteren ikke eksisterer:

“Men nøye refleksjon lærer oss imidlertid at prinsippet om spesiell relativitet ikke innebærer å nekte all eksistens i eteren. Vi kunne innrømme eksistensen av en eter; bare vi må avstå fra å tildele den en bevegelsestilstand, det vil si at vi må se bort fra den siste mekaniske egenskapen som Lorentz forlot den. "

Einstein forklarer så i den tredje delen av talen at ideen om en eter kan komme tilbake for å tildele fysiske egenskaper (annet enn mekanisk eller kinematisk) til rommet, og at rommet - til og med uten materie - ikke kan være betraktet som virkelig tom. Med henvisning til eksemplet på Machs prinsipp , som tillegger inertiale krefter som sentrifugalkraft til fjerne masser, uttaler han behovet for et medium for å formidle gravitasjonsinteraksjonen til disse fjerne massene, mens han understreker en vesentlig forskjell på dette mediet med alle eterne forestilt seg til deretter:

“Denne oppfatningen av en eter, som Machs tilnærming fører til, skiller seg i et vesentlig aspekt fra eterene til Newton, Fresnel eller Lorentz. Macheter betinger ikke bare oppførselen til inerte masser, men er også betinget, så langt det gjelder tilstanden, av dem. "

I siste del av talen forklarer Einstein hvordan disse ideene til Mach bidro til å føre til generell relativitet og hvordan forestillingen om eter kan utvikle seg med denne siste teorien. Den beskriver også forholdet mellom denne eteren og gravitasjons- og elektromagnetiske interaksjoner. Tilstanden til den relativistiske eteren bestemmes fullstendig på hvert punkt av dets lokale interaksjon med materie, og med de umiddelbart tilstøtende punktene til eteren, i samsvar med lokalitetsprinsippet , det Einstein er kjær. Tilstanden til Lorentz eter er tvert imot bare definert av seg selv, og - i fravær av et elektromagnetisk felt - er den samme overalt.

Einstein insisterer på det faktum at man ikke kan forestille seg en region uten rom for gravitasjonspotensial, fordi det er dette potensialet som lokalt definerer metrikken til en hvilken som helst region i henhold til teorien om generell relativitet. På den annen side, ifølge Einstein, kan en region i rommet ganske bli unnfanget blottet for ethvert elektromagnetisk felt, og elektromagnetisme opprettholder således bare en sekundær relasjon, og ikke grunnleggende med eteren så langt (i henhold til tilstanden til Einsteins teorier og refleksjoner ved den tiden på foreningen av elektromagnetiske og gravitasjonskrefter) partikler av materie som påvirker den relativistiske eteren, anses å være kondensasjoner av det elektromagnetiske feltet.

Einstein avslutter sin tale om eteren med følgende sammendrag:

“Vi kan oppsummere som følger: I henhold til teorien om generell relativitetsteori er rommet utstyrt med fysiske egenskaper, og i denne forstand er det derfor en eter. I henhold til teorien om generell relativitetsteori er et rom uten eter utenkelig, for i et slikt rom ville det ikke bare være noen formering av lys, men heller ingen mulighet for eksistens for et standardrom og tid (målt ved regler og klokker), heller ikke for romtidsintervaller i begrepets fysiske forstand. Imidlertid kan denne eteren ikke oppfattes som utstyrt med egenskapene til tankevekkende medier og som består av deler som har en bane i tide. Idéen om bevegelse kan ikke brukes på ham. "

Ether i moderne fysikk

I XXI th  århundre , egenskaper eller kjennetegn disconcerting tildelt av moderne fysikk vakuum ( Higgs-feltet , vakuumenergi , mørk energi ) merkelig minner om de mystiske egenskaper av eteren. Men fysikere understreker tydelig at det ikke er snakk om å gå tilbake til hypotesene fra før 1905.

Merknader og referanser

  1. Dictionary of history and science of science . Ether- artikkel skrevet av Mr. Scott Walter.
  2. "  Gresk mytologi  " , om Encyclopédie Larousse .
  3. J. Pépin, Greek Ideas on Man and God , Paris, Les Belles Lettres, 1971, s.71 ff.
  4. Aristoteles ifølge pseudo-Plutarch, Placita philosophorum , I, 6, 881.
  5. Pierre Boyancé , Studies on Scipio's Dream , 1936, s. 65-78.
  6. Cicero, om gudenes natur , I, 37.
  7. Studies of Greek Philosophy , Vrin, 1971, s.  389-400 .
  8. The Presocratic , coll. "Pleiade", 1988, s.  561-562 , 1396.
  9. Se Les Cahiers de vitenskap et Vie , spesialutgave om Newton februar 1993 artikkel P40 av Mr. Robert Iliffe, forsker ved Institutt for historiske studier ved University of London.
  10. sitat fra Dictionary of History and Philosophy of Science . Feltet artikkel skrevet av Ms Françoise Balibar.
  11. Article Field skrevet av M me Françoise Balibar, i historien og filosofien om vitenskapen Dictionary .
  12. Før som etter Giordano Bruno , tenkes det på endelig eller uendelig plass i forhold til Gud, og Newton skylder Henry More for sin beskrivelse av egenskapene til rommet. Et århundre etter Newton vil Pierre-Simon de Laplace være den første fysikeren som ikke er opptatt av Gud. Se Alexandre Koyré , Fra den lukkede verden til det uendelige universet (1962, 1957 for den engelske utgaven).
  13. Françoise Balibar , Einstein 1905. Fra eter til kvante , Presses Universitaires de France ,1992, 125  s. ( online presentasjon )
  14. Kostro 2000 , s.  5.
  15. Kostro 2000 , s.  32.
  16. A. Einstein , "  Über die Entwicklung unserer Anschauungen über das Wesen und die Konstitution der Strahlung  ", Physikalische Zeitschrift , vol.  10,1909, s.  817–825 ( les online ). En engelsk oversettelse er tilgjengelig på Wikisource .
  17. Kostro 2000 , s.  37.
  18. Einstein, A. Brev til E. Mach i: VP Vizgin, Ya.A. Smorodinskii. Fra ekvivalensprinsippet til gravitasjonsligningen. Sov. Phys. Usp., 22 (7), juli 1979, s. 499
  19. Kostro 2000 , s.  53.
  20. Lorentz, HA Brev til A. Einstein, 6.6.1916. Albert Einstein arkiv 16-451.
  21. Kostro 2000 , s.  64.
  22. A. Einstein, Brev til HA Lorentz , 17/6/1916 Albert Einstein Archives, 16-453.
  23. Kostro 2000 , s.  74.
  24. Ph. Lenard, Über Relativitätsprinzip, Äther, Gravitation Jahrbuch der Radioaktivität, 15 (1918), pp. 117-136
  25. A. Einstein, Dialog über Einwande gegen die Relativitätstheorie Die Naturwissenschaften, 6 (1918), pp. 697-702.
  26. Kostro 2000 , s.  76.
  27. H. Weyl, Die Relativitätstheorie auf der Naturforscherversammlung i Bad Nauheim Jahresbericht der Deutschen Mathematikervereinigung, 31 (1922), s. 51-63.
  28. Kostro 2000 , s.  90.
  29. Kostro 2000 , s.  84.
  30. A. Einstein Äther und Relativitätstheorie Springer, Berlin, 1920
  31. Kostro 2000 , s.  94.
  32. Kostro 2000 , s.  92.
  33. Kostro 2000 , s.  93.
  34. Kostro 2000 , s.  95.
  35. Kostro 2000 , s.  96.
  36. Kostro 2000 , s.  97.

Se også

Relaterte artikler

Bibliografi

Eksterne linker