Teoria das Cordas ea busca de Éter

Aqui você tem apenas um vislumbre da relatividade - o vislumbre necessária para entender a teoria das cordas. Este artigo explica como o modelo de éter não conseguiu igualar os resultados experimentais e como Einstein introduziu a relatividade especial para resolver o problema.

Na última parte do século 19, os físicos estavam procurando o misterioso éter - o meio em que acreditava existia para as ondas de luz de onda passar. Sua incapacidade de descobrir este éter, apesar das boas experiências, foi frustrante, para dizer o mínimo. Seu fracasso abriu o caminho para a explicação de Einstein, na forma da teoria da relatividade.

Ondas tinha que passar através de um meio, uma substância que realmente fez a ondulação. As ondas de luz passam através # 147-espaço vazio # 148- de um vácuo (Um espaço sem ar ou outra matéria regular), de modo que os físicos tinham previsto um éter luminoso que deve existir em todos os lugares e ser algum tipo de substância que os cientistas nunca haviam encontrado antes.

Algumas coisas poderia ser previsto sobre o éter, porém. Por exemplo, se houvesse um meio para a luz, a luz estava se movendo através dele, como um nadador se movendo na água. E, como um nadador, a luz deve viajar um pouco mais rápido quando indo na mesma direção que a corrente do que quando o nadador está tentando ir contra a corrente da água da água.

Isso não significa que o próprio éter estava se movendo. Mesmo que o éter era completamente imóvel, a Terra estava se movendo dentro do éter, que é efetivamente a mesma coisa. Se você andar através de um corpo ainda de água, que se sente basicamente o mesmo como se você estivesse andando no lugar e a água estava fluindo ao seu redor.

Os físicos quis construir um experimento com base neste conceito que iria testar se a luz viajou ritmos diferentes em diferentes direções. Este tipo de variação apoiaria a ideia de que a luz estava viajando através de um meio éter.

Em 1881, o físico Albert Michelson criou um dispositivo chamado interferômetro projetado para fazer exatamente isso. Com a ajuda de seu colega Edward Morley, ele melhorou o design e precisão do dispositivo em 1887. O Michelson-Morley interferômetro é mostrado na figura.

Os espelhos do interferômetro usado que estavam apenas parcialmente reflexiva, portanto, deixe metade da luz passar e refletida metade da luz. O interferômetro de definir esses espelhos em um ângulo, a divisão de um único feixe de luz por isso acabou por viajar dois caminhos diferentes. Os caminhos percorridos perpendiculares entre si, mas acabou batendo na mesma tela.

Em 1887, Michelson e Morley publicou uma série de testes com a melhoria do interferômetro para descobrir o éter. Eles pensou que a luz que se desloca ao longo de um destes caminhos deve ser ligeiramente mais rápido do que a luz que se desloca ao longo do outro caminho, porque um deles seria indo com ou contra o éter, e o outro caminho seria perpendicular ao éter.

Quando a luz de bater a tela, cada viga teria viajado exatamente a mesma distância. Se alguém tinha viajado uma velocidade ligeiramente diferente, os dois feixes seria ligeiramente fora de fase um com o outro, o que iria mostrar padrões de interferência de onda distintos - faixas claras e escuras que aparecem - na tela.

Não importa quantas vezes Michelson e Morley conduziu o experimento, eles nunca encontraram esta diferença de velocidade para os dois feixes de luz. Eles sempre a mesma velocidade de cerca de 670 milhões milhas por hora, independentemente da direção da luz viajou.

Os físicos não descartou imediatamente a modelagem éter em vez disso eles (incluindo Michelson e Morley) considerou uma experiência fracassada, embora devemos ter trabalhado tivesse havido um éter. Em 1900, quando Lord Kelvin deu o seu # 147 de duas nuvens escuras # 148- discurso, 13 anos se passaram sem ser capaz de detectar o movimento do éter, mas ainda foi assumido que o éter existia.

Às vezes, os cientistas estão relutantes em desistir de uma teoria de que eles têm anos dedicados a, mesmo se a prova se volta contra eles - algo que os críticos da teoria das cordas acreditam que pode estar acontecendo agora na comunidade de física teórica.