20. FIZOOV OPIT I SPECIJALNA TEORIJA RELATIVNOSTI
 
   Kao glavnu potvrdu ispravnosti Specijalne teorije relativnosti Ajnštajn navodi Fizoov opit, odnosno rezultate tog opita. On se najčešće i poziva na njega kao da on eksplicitno i bez ikakvih sumnji potvrđuje teoremu o sabiranju brzina. Čak je i jedno poglavlje u [6] posvetio tome. Tamo na strani 32 on kaže: "Opit rešava problem i to vrlo tačno u korist jednačine (B), koja je izvedena iz Teorije relativiteta. Uticaj brzine strujanja vode na rasprostiranje svetlosti, prema poslednjim Zemanovim (Zeeman) merenjima, predstavljen je formulom (B) sa tačnošću većom od jednog procenta."
   Razmotrimo da li navedena tvrdnja stoji.
   Ako za slučaj Fizoovog opita izvršimo smenu u jednačini (B) o sabiranju brzina, koja je izvedena iz jednačina Lorencove transformacije, onda dobijamo da je zbir brzina
(20.1)

što se dobro slaže sa rezultatima Fizoovog opita. U jednačini je brzina vode u cevi, a brzina prostiranja svetlosti u mirnoj vodi.
   Kao što je ranije pokazano (poglavlje 14) Fizo je došao do iste formule, ali na osnovu opita. To je dalo za pravo Ajnštajnu da tvrdi kako rezultati tog opita ubedljivo potvrđuju ispravnost njegove teorije i da nema druge teorije koja može da objasni rezultat Fizoovog opita [1]. To takođe tvrde i mnogi drugi. Međutim, ako istu smenu izvršimo kod jednačine (19.18) za sabiranje brzina, dobijene na osnovu transformacije koordinata br. 4, koja je izvedena za slučaj prostiranja ravanskog talasa, dobijamo
(20.2)

a što se ne slaže sa rezultatima Fizoovog opita, pa nastaje problem i pitanje zašto se ne slaže ni sa rezultatima opita niti sa rezultatima dobijenih korišćenjem jednačine (20.1). Odogovor na ovo pitanje je složen, jer treba imati u vidu više stvari, pa će zbog toga odgovor biti postupno dat.
   Lorencova transformacija je izvedena za sferni svetlosni talas i ona identično zadovoljava zahtev za invarijantnost izraza za prostiranje sfernog svetlosnog talasa. Za slučaj ravanskog talasa ta tražena identičnost se ne postiže tom transformacijom.
   Sva interferometrijska merenja vrše se sa kolimiranim zračenjem, to jest sa ravanskim talasima. Njih je i Fizo koristio kod opita. Zbog toga, imajući u vidu vrstu korišćenih svetlosnih talasa, tačnije rezultate, kad su već različiti, treba da daje jednačina (20.2) koja je izvedena za slučaj ravanskog talasa. Ali nije tako. Događa se suprotno. Rezultati dobijeni pomoću jednačine (20.1), za slučaj sfernog talasa, bolje se slažu sa rezultatima opita.
   Transformacija br. 5 je takođe za slučaj ravanskog talasa, ali kod nje je jednačina za sabiranje brzina ista kao i kod Lorencove transformacije. To znači da se i kod korišćenja transformisanih jednačina za ravanski talas računski može dobiti da je koeficijent "povlačenja etra" , a ne kao u prethodnom slučaju . Ali i to nije sve. Ima još anomalija i iznenađenja u stilu "sad ga vidiš - sad ga ne vidiš".
   Ako se kod transformacije br. 4, koja je kamen spoticanja, u jednačini za vreme , izvrši smena , odnosno tada se dobijaju sledeće transformacione jednačine
(20.3)

a odatle
(20.4)

   Deobom ove dve jednačine dobijamo, za slučaj transformacije br. 4, novu jednačinu za sabiranje brzina

koja, kao što se vidi, ima isti oblik kao i u slučaju Lorencove transformacije ili transformacije br. 5, što je dokaz da su transformacije ispravne.
   Sada nastaje nova teškoća kako da se objasni da za slučaj smene , vezane za Fizoov opit, u ovom slučaju dobijamo drugu vrednost za zbirnu brzinu u kojoj je koeficijent "povlačenja etra" , umesto za prethodni oblik iste jednačine, a pre smene . Sve ovo se događa pri korišćenju istih jednačina iz iste transformacije koordinata. Otežavajuća okolnost je još i to što pri smeni , što je sasvim korektno u slučaju vakuuma, u oba slučaja kao zbirnu brzinu dobijamo brzinu svetlosti, što je takođe sasvim korektno.
   Iznete anomalije i nelogičnosti dokazuju da se Ajnštajnova jednačina za sabiranje brzina ne može koristiti u slučaju Fizoovog opita u obliku u kojem je data i na način kako je koriste.
   Gde je greška u vezi korišćenja jednačine za sabiranje brzina u tumačenju rezultata Fizoovog opita i šta je uzrok toj greški? Uzrok leži u tome što je jednačina za sabiranje brzina izvedena za uslove koji se znatno razlikuju od uslova pod kojim je opit izvođen.
   Lorencova, a i nove transformacije, su izvedene za vakuum, to jest za izotropnu i homogenu sredinu u kojoj je brzina prostiranja svetlosti jednaka .
   Teorema o sabiranju brzina data jednačinom (B), to jest jednačinom (19.5), izvedena je korišćenjem jednačine u kojoj je i izraženo sa i upotrebom prve i četvrte jednačine Lorencove transformacije.
   Fizoov opit je izvršen u vodi, u sredini koja se znatno razlikuje od vakuuma i gde je brzina rasprostiranja svetlosti . Za objašnjenje razultata tog opita Ajnštajn koristi sledeću jednačinu za sabiranje brzina
(20.5)

koja je izvedena iz jednačine
(20.6)

gde je i izraženo pomoću i upotrebom prve i četvrte jednačine Lorencove transformacije (izvedene za vakuum) kao što je to sprovedeno kod izvođenja jednačine (19.6) ili na sledeći način gde su i izraženi pomoću i
(20.7)

   Tako su kod Ajnštajnovog objašnjenja rezultata Fizoovog opita smešane dve sasvim različite sredine, voda i vazduh (vakuum) sa različitim brzinama rasprostiranja svetlosti. On vezuje koordinatni sistem za pokretnu vodu, dok je koordinatni sistem van vode, u vazduhu (u vakuumu) i vezan za nepokretni izvor zračenja. Zbog toga je u sistemu brzina rasprostiranja talasa , a istovremeno u sistemu brzina rasprostiranja tih istih talasa je .
   Isti talas ili zrak, u ta dva sistema, ne može istovremeno imati dve brzine prostiranja i . A ako ih ima onda više nema transformacije koordinata, nema Ajnštajnove jednačine (B) za sabiranje brzina, jer nema ni drugog ni trećeg osnovnog principa Teorije relativnosti. Ajnštajn je ovo svakako znao.
   Da vidimo šta bi se dogodilo kad bi oba sistema bila u vodi, to jest kad bi Fizoov sistem za merenje bio potopljen u vodu. Rezultati merenja bi ostali isti, jer se opitom registruje razlika interferentne slike pri dva stanja vode u cevi i to pri mirnoj vodi u cevi i kada se voda u cevi kreće. Ukoliko okolna voda miruje onda ona nema uticaja na rezultate merenja. Time bi se postigla izotropnost i homogenost srednine i ostvarili uslovi za izvođenje i postojanje određene jednačine za sabiranje brzina.
   Jasno je da za tu novu sredinu ne važi jednačina za sabiranje brzina izvedena za uslove vakuuma. Za tu novu sredinu važila bi nova jednačina (19.24) data u prethodnom poglavlju gde je brzina svetlosti u vodi i indeks prelamanja vode. Ako se u slučaju Fizoovog opita pravilno primeni relativistička jednačina za sabiranje brzina, onda kao zbir brzina, brzine svetlosti u vodi i brzine vode u cevi, dobijamo brzinu svetlosti u vodi; kao što je to i pokazano u prethodnom poglavlju jednačinama (19.25) i (19.26) koje glase
(20.8)

za zbir brzina i
(20.9)

za razliku brzina.
   Taj rezultat je logičan jer je uslovljen početnim zahtevom za slučaj vodene sredine i za slučaj vakuuma. Prema tome, kao što je pokazano, Ajnštajnova jednačina za sabiranje brzina ne može se koristiti u slučaju Fizoovog opita, niti se može koristiti za bilo kakvo sabiranje brzina. Jednostavno, ta jednačina predstavlja brzinu svetlosnog talasa u odgovarajućem inercijalnom sistemu i to u sistemu realnu, a u sistemu izvedenu matematičku, koja za taj sistem takođe ima vrednost ; naravno ako je prostiranje svetlosnog zraka ili talasa u vakuumu. U slučaju vode taj navodni zbir brzina ili razlika brzina je jednak veličini i na njega nema uticaja brzina kretanja vode za koju je vezan koordinatni sistem .
   Prema Teoriji relativnosti, a zbog postulata o konstantnosti brzine svetlosti, u svakoj uniformnoj i izotropnoj sredini (vakuum, voda itd.) brzina kretanja svetlosti u odnosu na navedene koordinate sistema i mora biti ista.
   Konačno, kad se zna sve napred izneto, postaje sasvim jasno da rezultati Fizoovog opita nisu, niti mogu biti bilo kakav dokaz ispravnosti Specijalne teorije relativnosti. Naprotiv, oni pokazuju da je teorema o sabiranju brzina pogrešna, da se bazira na pogrešnoj pretpostavci i primenjuje na pogrešan način.
   Iz objašnjenja rezultata Fizoovog opita, datog u glavi 14, vidi se da u tom slučaju ne može biti jednostavno relativističko sabiranje i oduzimanje brzina, čak i da je ono korektno, jer je u pitanju složeniji fizički proces, koji nameće i složeniji način proračuna interferentnog pomeraja.
 
početak