エーテルの条件
仮説なんだから
どんな無茶なものでも想定できる
なんてわけがないよね。
とくに科学者たちの世界
どんな荒唐無稽なものにでも
それなりのバックボーンがなけりゃ
だれも納得しない。
だれもがある程度納得のできる性質を
エーテルは持っていることになる。
なによりも必要なものは
このエーテルってものは
人間(ぼくたちのことだよ)に
一切影響を与えたり
認識できてはいけないってことなんだ。
考えてみてよ
このエーテルが満ちている場所は
ぼくたちがなにもないって考えている
宇宙空間ってことなんだから
エーテルがぼくたちに認識できるものだったら
光が伝わる伝わらない以前に
観測できてなきゃおかしいでしょう。
仮にエーテルに
質量や抵抗があったとしたら
これまでに構築されていた
物理法則が根底から変わってしまうってことになるもんね。
だからエーテルは
電磁波を伝える以外には
他に何もぼくたちに作用してはいけないってことじゃなきゃ
おかしいはずなんだ。
もうひとつ
この時代にはすでに地動説が主役。
すべての星(地球も含めて)が
動き回っているっていうのが定説。
では何に対して動き回っているのか?
どこかに絶対静止している『もの』を決めないと
動いているのか止まっているのかさえ
わからなくなっちゃう。
そんな中をエーテルは
光を伝えてくるんだよ。
そうなるとエーテルは絶対静止しているもの
もしくは絶対静止している『もの』に対して
静止しているって考えるしかないんだ。
極端な話だけど
エーテルは宇宙そのものってことに
なるのかもしれないね。
波の速さ
光は波だってことになった。
そしてその速さは約30万㎞/秒。
ではその速度っていうのは
なにに対してなのか
ってわかる?
粒子の速さってのはなんとなくわかるよね。
では、波の速さって?
いやな記憶だけど
地震の時の津波
あれってすごい勢いだったけど
けっして水が方向を持って
走っていたわけじゃなかったじゃない。
極端に言えばあふれた水が
侵食していっただけだもの。
だから波と粒子の速度の違いってのを
すこしだけ書いてみよう。
「粒子はそれを発射するものの速さで
観測される速度が変わる。
波は波を発射するものの速度に関係なく
媒質に対して一定速度になる」
って わかったようなわからないような定義がある。
粒子のほうはまだわかるかもしれないね。
たとえば野球でピッチャーが
140㎞のボールを投げると
スピードガンは140㎞を表示する。
そのピッチャーが50㎞で走る車に乗って
ボールを投げると
スピードガンの表示は190㎞になる(と思う)。
走っている車から140㎞のボールは投げられないとは思うけどね。
だから粒子はそれを発射するものの速さで
観測される速度が変わるってこと。
次は波の場合。
なじみのあるところで
音で考えてみよう。
空気って状況が刻々と変わるけど
ひとまず温度が一定で
風も無いってことにしておこう。
じつは近づいてくる車の音と
遠ざかっていく車の音の速さは同じなんだ。
もちろん音の高さは変わるけどね。
(有名なドップラー効果)
極端に言えば
音速を超える飛行機は
自分のエンジン音は決して聞こえないってことなんだ。
だから波は波を発射するものの速度に関係なく
媒質に対して一定速度になる。
でもね、観測する側が
観測なんて言わなくっても
聞いている側が
音源に近づけば音速は早くなるし
遠ざかれば音速は遅くなる。
早い遅いは少し違うかな。
音源に聞くほうが近づけば
聞こえるまでの時間が早くなるし
遠ざかれば遅くなるってことだね。
ちょっとカッコよく言えば
「観測する側が媒質に対して動けば
観測する波の速度は変わる」
ってことになるんだよ。
光は波 だったらエーテルの証明ができる
波の速さなんてどうでも良さそうだけど
光はエーテルを媒体として
波として進んでいくってことが正しければ
エーテルってものが証明できるんだ。
やり方は簡単
エーテルは宇宙そのもの
もしくは宇宙に対して絶対静止しているってことが
証明できれば光はエーテルを媒体として
運ばれてくるってことがわかる。
(騙されたように聞こえるけど単純に考えると納得できるよ)
まえにも書いたけど
一応地動説っていうのが
今のところ正しいとされている。
天動説ならエーテルと地球とに
速度差が無いってことになるけど
地動説なら地球とエーテルの間に
速度差があることになる。
なんて持って回った言い方をしなくても
地球がエーテルの中を突っ走っている
止まっている海中を
超高速潜水艦で突っ走っているみたいに
ってことになるはずなんだ。
だとすると
「観測する側が音源に近づけば音速は早くなるし
遠ざかれば音速は遅くなる」
ってことが成り立つじゃない。
当時はまだ宇宙からくる光を利用しようにも
他の星までの正確な距離なんてものがわかっていなかった。
だから自分の発した光の測定することで
光の速度差を測定すればいいことになる。
地球が宇宙(エーテル)に対して
どの方向に向かって走っているのかは
わからないんだから
水平方向に光を往復させたときの時間と
それに垂直方向に同じ距離を往復させたときの
時間との差を計れば
当然速度差(時間差かな)が出てくるはずだよね。
音源の速度は波の速度に影響を与えない
観測者の速度は波の速度に影響を与える。
地球の動きがある一方向だとすれば
観測される波の速度は
波の方向によってその速度が変わるはず。
だからその速度差を観測できれば
エーテルが宇宙に対して
絶対静止しているものだということが
証明できるってことなんだ。
そんな壮大な実験をやった人がいるんだね。
その人たちの名前な
マイケルソンさんとモーリーさん。