В какой системе отсчета измерять скорость электромагнитных волн

Зависит ли скорость волны от выбора системы отсчета? Опыт, касающийся различных волн, давал утвердительный ответ. Так, например, скорость звука, равная 330 м/с, относительно неподвижного воздуха изменялась в соответствии с законом сложения скоростей при движении приемника звука относительно воздуха.

В результате развития теории электромагнетизма английским ученым Максвеллом было предсказано существование электромагнитных волн и вычислена скорость их распространения. Эта скорость (около 300 000 км/с) оказалась близка к скорости света, из чего был сделан вывод о том, что свет является электромагнитной волной. До некоторого времени оставался открытым вопрос, относительно чего теория предсказывает данную скорость электромагнитных волн. Дело в том, что все доступные для человека системы отсчета движутся со скоростями, много меньшими скорости света. Поэтому изменение скорости света при переходе из одной системы отсчета в другую ожидалось настолько малым, что экспериментальной точности не хватало для того, чтобы обнаружить это изменение. Даже Земля движется вокруг Солнца со скоростью, равной 1 / 10 000 от скорости света.

По аналогии со звуком, который распространяется со скоростью 330 м/с относительно воздуха, было сделано предположение о том, что свет распространяется со скоростью 300 000 км/с относительно некоторой субстанции, которую назвали эфиром. Мы и сейчас пользуемся этим словом, когда говорим, например, «в прямом эфире», «в эфире радиостанция...».

Гипотеза эфира, как и любая естественно-научная гипотеза, нуждалась в проверке опытом. При помощи очень сложной установки, основанной на свойствах интерференции света, ученые Майкельсон и Морли пытались обнаружить движение Земли сквозь эфир по изменению скорости света относительно Земли. Однако эксперимент дал ошеломляющий отрицательный результат: несмотря на достаточную точность приборов, движение Земли относительно эфира не было зафиксировано, поскольку скорость света относительно Земли в любое время суток и года оказывалось равной постоянной величине. Этот факт полностью противоречил классическим взглядам на свойства пространства и времени. Именно постоянство скорости света в любой системе отсчета было взято Эйнштейном за основу его теории.

Опыт свидетельствует, что скорость света постоянна во всех системах отсчета, что противоречит классическим представлениям о пространстве и времени.

Читать далее