Bajardi: qutlimuratova m

2.4. Mishelning tajribasi - yorug‘likning mutlaq tezligi

Fizika asosan Galiley nisbiylik printsipini hisobga olgan holda qurilgan, unga
ko‘ra mexanika qonunlari har qanday tanlangan inersial yo‘nalishda bir xil ko‘rinishga ega. Shu bilan birga, tezliklar qo‘shilishiga ko‘ra - tarqalish tezligi manbaning tezligiga bog‘liq bo‘lishi kerak edi. Biroq, bu holda, elektromagnit to‘lqin Galiley nisbiylik printsipini buzadigan mos yozuvlar ramkasini tanlashga qarab boshqacha harakat qiladi. Shunday qilib, aftidan yaxshi tuzilgan Maksvell nazariyasi xavfli holatda edi.
Tajribalar shuni ko‘rsatdiki, yorug‘lik tezligi haqiqatan ham manbaning tezligiga bog‘liq emas, ya'ni bunday g‘alati haqiqatni tushuntirib beradigan nazariya zarur. O‘sha davrdagi eng yaxshi nazariya "eter" nazariyasi edi - yorug‘lik havoda tovush singari tarqaladigan bir xil muhit. Keyin yorug‘lik tezligi manba tezligiga emas, balki vositaning o‘zi - eterning o‘ziga xos xususiyatlariga qarab belgilanadi.
Eterni aniqlash uchun ko‘plab tajribalar o‘tkazildi, ularning eng mashhuri amerikalik fizik Mishelsonning tajribasi. Qisqasi, yerning kosmosda harakatlanishi ma'lum. Keyin u efir orqali ham harakat qiladi, deb taxmin qilish mantiqan to‘g‘ri, chunki eterning yerga to‘liq bog‘lanishi nafaqat xudbinlikning eng yuqori darajasi, balki biron bir narsadan kelib chiqishi mumkin emas. Agar yer yorug‘lik tarqaladigan ma'lum bir muhit orqali harakat qilsa, unda tezliklar qo‘shilishi haqida taxmin qilish mantiqan to‘g‘ri keladi. Ya'ni, yorug‘likning tarqalishi eter orqali uchadigan yerning harakat yo‘nalishiga bog‘liq bo‘lishi kerak. O‘z tajribalari natijasida Mishelson yerning ikki tomonida yorug‘lik tarqalish tezligi o‘rtasida farq topmadi. Ushbu muammoni gollandiyalik fizik Xendrik Lorenz yechishga harakat qildi. Uning taxminiga ko‘ra, "efir shamoli" tanaga shunday ta'sir ko‘rsatganki, ular hajmini harakat yo‘nalishi bo‘yicha kamaytirgan. Ushbu taxminga asoslanib, yer ham, Mishelson ham ushbu Lorentts qisqarishini boshdan kechirgan, natijada Albert Mishelson yorug‘likni ikkala yo‘nalishda ham bir xil tezlikka erishgan. Garchi Lorenz eter nazariyasining o‘limini kechiktirishdan bir oz uzoqroq bo‘lsa ham, ammo olimlar bu nazariya "chalg‘itilgan" deb hisoblashgan. Shunday qilib, eter bir qator "ajoyib" xususiyatlarga ega bo‘lishi kerak edi, shu jumladan vaznsizlik va harakatlanuvchi jismlarga qarshilik yo‘qligi. Eter tarixining oxiri ya’ni 1905-yilda va "Harakatlanuvchi jismlarning elektrodinamikasi to‘g‘risida" maqolasi nashr etilishi bilan boshlandi, o‘sha paytgacha juda kam ma'lum bo‘lgan - Albert Eynshteyn. Yigirma olti yoshli Albert Eynshteyn o‘sha zamon g‘oyalariga qarshi bo‘lgan, xususan Galileyning nisbiylik printsipini jiddiy ravishda buzgan makon va zamon tabiatiga mutlaqo yangi, har xil qarashlarni bildirdi. Eynshteynning so‘zlariga ko‘ra, Mishelson tajribasi ijobiy natijalar bermadi, chunki makon va vaqt shunday xususiyatlarga ega, yorug‘lik tezligi mutlaq qiymatga ega. Ya'ni, kuzatuvchining qaysi yo‘nalishda bo‘lishidan qat'i nazar, unga nisbatan yorug‘lik tezligi har doim 300000 km/s ni tashkil qiladi. Bu yorug‘likka nisbatan tezlikni qo‘shishni qo‘llashning mumkin emasligiga olib keldi - yorug‘lik manbai qanday tezlikda harakat qilmasin, yorug‘lik tezligi o‘zgarmaydi (qo‘shish yoki olib tashlash). 1838-yilda fransuz fizigi va astronomi Dominik Fransua Jan Arago yorug‘lik tezligini hisoblash uchun aylanadigan oyna usulidan foydalanishni taklif qildi. Ushbu g‘oyani 1862-yilda yorug‘lik tezligining (298,000,000 ± 500,000) m/s qiymatini olgan fransuz fizigi, mexanik va astronomi Jan Bernard Leon Fuko hayotga tadbiq etdi. 1891-yilda amerikalik astronom Saymon Nyukomning natijasi Fukoning natijasidan kattaroq aniqlik darajasiga ega bo‘ldi. Amerikalik fizik Albert Avraam Mishelsonning sakkizburchak oyna yordamida sozlashdan foydalangan izlanishlari yorug‘lik tezligini aniqroq aniqlash imkonini berdi. 1926-yilda olim yorug‘lik ikki tog‘ cho‘qqilari orasidagi masofani 35,4 km ga bosib o‘tgan vaqtni o‘lchadi va u 003d (299,796,000 ± 4,000) m/s. Eng aniq o‘lchov 1975-yilda amalga oshirildi. O‘sha yili og‘irliklar va o‘lchovlar bo‘yicha bosh konferentsiya yorug‘lik tezligini 299,792,458 ± 1,2 m/s ga teng deb hisoblashni tavsiya qildi [8].
Yorug‘lik tezligini nima aniqlaydi? Vakuumdagi yorug‘lik tezligina mos yozuvlar doirasiga, na kuzatuvchining holatiga bog‘liq emas. 299,792,458 ± 1,2 m/s ga teng bo‘lgan doimiy qiymat bo‘lib qoladi. Ammo turli xil shaffof ommaviy axborot vositalarida bu tezlik vakuumdagi tezligidan past bo‘ladi. Har qanday shaffof muhit optik zichlikka ega. Va u qanchalik baland bo‘lsa, yorug‘lik shunchalik sekin tarqaladi. Masalan, havodagi yorug‘lik tezligi suvdagi tezligidan yuqori, toza optik oynada esa suvga qaraganda kamroq. Agar yorug‘lik kamroq zichroq muhitdan zichroqqa o‘tib ketsa, uning tezligi pasayadi. Va agar o‘tish zichroqdan kamroq zichroq muhitga o‘tadigan bo‘lsa, u holda tezlik, aksincha, oshadi. Bu nima uchun yorug‘lik nuri ikki muhit o‘rtasidagi chegarada og‘ishini tushuntiradi. Rang, to‘lqin uzunligi va energiyadan qat'i nazar, yorug‘lik vakuumda aylanish tezligi doimiy bo‘lib qoladi. Bu makon va vaqtning joylashuvi yoki yo‘nalishlariga bog‘liq emas.
Olamda hech narsa vakuumdagi yorug‘likdan ko‘ra tezroq harakat qila olmaydi. Sekundiga 299,792,458 metr. Agar u katta zarracha bo‘lsa, u faqat bu tezlikka yaqinlashishi mumkin, ammo unga erisha olmaydi; agar u massasiz zarra bo‘lsa, u bo‘sh joyda bo‘layotgan bo‘lsa, u doimo shu tezlik bilan harakatlanishi kerak. Lekin buni qaerdan bilamiz va nega? Ushbu haftada bizning o‘quvchimiz yorug‘lik tezligi bilan bog‘liq uchta savolni so‘raydi:
Nega yorug‘lik tezligi cheklangan? Nega endi u shunchaki o‘zi? Nega tezroq va sekinroq emas? XIX-asrgacha bizda bu ma'lumotlarning tasdiqlanishi ham yo‘q edi.