8. ZEMLJIN ETAR I MOGUĆNOST PROVERE NJEGOVOG POSTOJANJA
 
   Pitanje postojanja etra kao prenosnika elektromagnetskog zračenja, koji ispunjava ceo kosmos, dugo je zaokupljalo naučnike. Zahvaljujući mnogim eksperimentima, među kojima su neki i pogrešno tumačeni, etar je postepeno, ali sigurno silazio sa scene nauke. Teorija relativnosti mu je zadala završni udarac. Tako je taj apsolutno mirujući i svuda prisutni etar isčezao, ali su neka pitanja vezana za elektromagnetske pojave ostala bez odgovora. Jedno od tih pitanja je kako se prenosi ili prostire kroz kosmos elektromagnetsko zračenje ili uži deo spektra tog zračenja - svetlost. Činjenica da vakuum ima elektromagnetska svojstva takođe na neki način zagovara postojanje etra.
   Pojava aberacije svetlosti navodi na pomisao da bi zemlja mogla imati svoj etar, kao što, na primer, ima magnetsko polje. O čemu se zapravo radi? Još 1725. godine Bredli (Bradley) je uočio otklon ili aberaciju svetlosti kod posmatranja zvezda, a što je posledica kretanja zemlje oko sunca. Kad se zvezda posmatra pomoću teleskopa onda teleskop nije uperen tačno na zvezdu, već pod nekim malim uglom u odnosu na taj pravac. Veličina tog ugla zavisi od ugla , koji zahvata prividni pravac zemlja - zvezda sa pravcem kretanja zemlje. Najveći otklon se javlja kad je = 90°. Za taj slučaj ugao aberacije iznosi oko 20,496". Efekat je kao da svetlost, koja dolazi sa zvezda, skreće za 20,496" u pravcu kretanja zemlje, pa se pod tim uglom mora postaviti teleskop u odnosu na stvarni pravac da bi se zvezda mogla osmatrati. Taj ugao je definisan izrazom
(8.1)

gde je brzina kretanja zemlje oko sunca i brzina svetlosti.
   Kod optičkih merenja sa zemaljskim izvorima svetlosti nije uočena aberacija svetlosti prouzrokovana etarskim vetrom. Zašto? Zato što na zemlji ne postoji kosmički etar, već samo etar zemlje, kojeg zemlja nosi sa sobom. Zbog toga na zemlji nema etarskog vetra pa ni aberacije svetlosti od zemaljskih izvora.
   Teorija relativnosti objašnjava pojavu aberacije svetlosti na matematički način baziran na Lorencovoj transformaciji koordinata, ali ne daje zadovoljavajuće fizičko objašnjenje pa se zbog toga prima sa rezervom. Ovo pogotovo kad se zna da je ta transformacija u slučaju Majkelsonovog eksperimenta dokazala kontrakciju jedne grane interferometra iako ta kontrakcija nije postojala.
   Ako se napravi analogija povijanja zvučnih talasa, usled kretanja vazduha kao prenosnika zvuka, sa aberacijom svetlosti, dolazi se do ideje da postoji i prenosnik svetlosti i da zbog njegovog kretanja dolazi do skretanja svetlosti, koja se u njemu prostire. Drugim rečima rečeno, aberacija svetlosti dokazuje postojanje zemljinog etra, koga zemlja nosi sa sobom.
   Sada se nameće pitanje može li se opitom potvrditi ili negirati postojanje zemljinog etra? Stari svuda prisutni i mirujući etar ne postoji, što je utvrđeno i sa novim interferometrom. Srećna je okolnost što se sa tim interferometrom može proveriti i postojanje zemljinog etra. On je malih dimenzija, a daje tako veliki pomak interferentnih pruga da se sa uspehom mogu meriti i vrlo male relativne brzine.
   Majkelson je hteo da meri brzinu kretanja zemlje kroz kosmički etar i da na taj način dokaže postojanje etra. U našem slučaju postavimo novi kompaktni interferometar u avion i izmerimo brzinu aviona u odnosu na zemljin etar. No pre ovog merenja treba proveriti sa istim interferometrom na zemlji da li zemljin etar rotira zajedno sa zemljom i u kojoj meri. Ako rotira, onda kod provere na zemlji ne sme biti pomaka interferentnih pruga. A ako ne rotira, ili ako ga zemlja pri rotaciji ne povlači u potpunosti, što je malo verovatno, javiće se određeni pomak koji takođe dokazuje postojanje zemljinog etra.
   U stvari postoji više načina da se merenja izvedu u cilju utvrđivanja postojanja zemljinog etra, a sve to zahvaljujući velikoj osetljivosti novog interferometra. Evo opisa jednog načina merenja.
   Zamislimo da zemlju, pri kruženju oko sunca, sustiže na njenoj orbiti oko sunca kosmički brod, koji ima malu relativnu brzinu u odnosu na zemlju. Taj brod treba da padne na zemlju u području ekvatora, gde je, zbog rotacije zemlje, radijalna brzina na površini zemlje = 40000 / 86400 = 0,463 km/s ili = 1666,67 km/h. Zbog toga će posmatraču sa zemlje izgledati kao da brod leti ka zapadu brzinom od 1667 km/h. To nastaje zbog rotacije zemlje ka istoku.
   Pretpostavimo da se na brodu želi utvrditi postojanje zemljinog etra sa novim interferometrom. Kad je brod bio daleko od zemlje nije se mogao otkriti zemljin etar, kao ni zemljino magnetsko polje. Pri približavanju broda zemlji interferometar treba da otkrije etar, to jest na interferometru treba da nastane pomeraj interferentnih pruga, pri rotaciji istog za 180° od položaja kad laser zrači u smeru rotiranja zemlje do položaja kad laser zrači u suprotnom smeru. Kod ta dva krajnja položaja lasersko zračenje je normalno na pravac kretanja broda pa to kretanje nema uticaja na pokazivanje interferometra.
   Navedeni postupak treba sprovesti sa avionom i interferometrom u njemu. Interferometar treba da bude postavljen tako da, kao kod kosmičkog broda, zračenje lasera bude u smeru rotiranja zemlje, a zatim u suprotnom smeru.
   Avion treba da leti duž ekvatora na zapad brzinom 1667 km/h. Pri toj brzini pomeraj na interferometru sa stranicom = 0,1 m treba da bude

a što je približno jednako dvostrukoj talasnoj dužini zračenja HeNe lasera. Pri brzini aviona od oko 840 km/h pomeraj bi bio jednak talasnoj dužini zračenja lasera, što je lako merljivo.
   Da bi se umanjio uticaj vibracija na merenja u avionu najbolje je da interferometar bude kompaktan u vidu staklene kocke čije su ivice 10 - 15 cm. Tada bi još i pomeraj bio veći za oko 1,5 puta.
   Naravno, let aviona može da bude i na drugom mestu i sa drugom brzinom.
   Drugi način utvrđivanja postojanja zemljinog etra je putem preleta aviona sa novim interferometrom preko severnog ili južnog pola zemlje. Putanja tog preleta treba da bude kao i putanja pri preletu kosmičkog broda iznad zemljinog pola, a u pravcu kretanja zemlje.
   I kod ovog eksperimenta snop zračenja lasera treba da bude normalan na pravac kretanja aviona. Za utvrđivanja postojanja zemljinog etra nije potrebno rotiranje interferometra. Promena stanja interferencije javiće se pri preletu preko pola usled promena smera rotacije zemlje u odnosu na avion, a samim tim i u odnosu na interferometar.
   Prvi predloženi eksperiment za potvrđivanje postojanja etra lako je izvodljiv. Međutim, on zahteva korišćenje aviona i specijalne opreme, kao što su stabilisani laser sa kontinualnim zračenjem i optičke komponente visokog kvaliteta. Zbog toga, kod nas, pojedinac ne može izvršiti taj eksperiment. Naše naučne institucije, koje se bave fundamentalnim istraživanjima u fizici i od kojih se očekuje izvođenje takvih eksperimenata, nisu zainteresovane, jer su protovnici hipoteze o postojanju etra. U takvim uslovima možemo samo očekivati da neko drugi u inostranstvu izvrši taj eksperiment.
   Sa dokazom postojanja zemljinog etra postaje jasno da brzina svetlosti u odnosu na izvor može biti veća od brzine svetlosti u vakuumu. To nastaje, na primer, kada zemljin etar preuzme zrečenje iz pravca neke zvezde, koji se poklapa sa pravcem zemljinog kretanja. Tada je brzina svetlosti, u odnosu na njen izvor - zvezdu, jednaka zbiru brzine dolazeće svetlosti i brzine kretanja zemlje. Ako je kretanje zemlje suprotnog smera od smera dolazeće svetlosti, onda je brzina svetlosti u zemljinom etru, u odnosu na izvor svetlosti, razlika te dve brzine. U oba slučaja, brzina svetlosti u zemljinom etru u odnosu na zemlju je 300000 km/s. Pri promeni smera kretanja zemlje u odnosu na zvezdu dolazi samo do promene talasne dužine svetlosti zbog Doplerovog efekta, kao i u slučaju zvuka u zatvorenom vagonu, o čemu je bilo govora u poglavlju 3. Dakle, kad zemlja ne bi imala svoj etar onda bi brzina svetlosti u odnosu na neku tačku na zemlji zavisila od smera kretanja te tačke u odnosu na zvezdu kao izvor svetlosti. Isto važi i za slučaj izvora svetlosti na zemlji. Da bi ovo lakše razumeli zamislimo Majkelson - Morlijev opit sa zvučnim talasima u otvorenom i zatvorenom vagonu voza, koji se kreće duž pruge, pri čemu se izvor zvuka nalazi na nasipu pored kojeg prolazi voz. Tim opitom u zatvorenom vagonu ustanovilo bi se da nema interferentnog pomeraja, ma koliko se brzo kretao vagon u odnosu na nasip i spoljnu sredinu. To je zbog toga što se u zatvorenom vagonu, zajedno sa vagonom, kreće i sredina - vazduh, koja prenosi zvuk. Međutim, u otvorenom vagonu doći će do očekivanog interferentnog pomaka zvučnih talasa, čak i kad se izvor zvuka nalazi na tom otvorenom vagonu - platformi, a što možemo sa sigurnošću tvrditi na osnovu dobro poznatog iskustva. Naprotiv, u zatvorenom vagonu neće doći do interferentnog pomeraja na akustičnom interferometru ni kada se izvor zvuka nalazi na platformi ili u zatvorenom vagonu voza sa interferometrom. Tako dolazimo do zaključka da i Majkelson - Morlijev opit dokazuje postojanje zemljinog etra.
   Utvrđivanje postojanja etra ima ogroman i višestruki značaj. Pored ostalog, to bi bio kraj Specijalne teorije relativnosti, koja se zasniva na konstantnosti brzine svetlosti. Ako postoji zemljin etar, onda postoje i drugi etri kosmičkih tela. Svi oni ispunjavaju kosmos i svaki ima uticaj na svetlost, koja se rasprostire kroz njih.
 
početak