エーテル (物理)

Luminiferous aetherは、かつて宇宙を満たし、光の波の伝達がどのようにして起こるかを説明すると信じられていた物質です。人々は光が波の一種であると信じていました。波は、池の水面を伝ったり、部屋の中の空気を伝ったりします。それまで人々が研究してきた波は、すべて媒体を伝わっていました。音の波は、空気を伝わっているよりも鉄を伝わっている方が速いのです。そこで人々は、光も同じような媒体を通って移動しなければならないと想像しました。光は他の何よりも速く移動するので、光は他の何よりも速く、より硬いもの（鋼鉄のようなもの）を通過するはずです。しかし、同時に、この物質は完全に降伏する必要がありますので、惑星の動きを遅くすることはありませんし、最終的には太陽に落ちることになります。アルバート・アインシュタインの前に来る人々は、この物質が存在すると信じていた。"Luminiferous aether"と呼ばれていた。

海流の中を移動する船の上を観測者が移動した場合、観測者と海流との関係によって波の進行速度が変化することを観測することができます。

この疑問を明らかにしようと、物理学者たちは実験を行った。マイケルソン・モーリー実験は、光が通過する媒体が存在しないことを示した。この実験では、ルミファー的なエーテルが存在しないことが示されました。

一般的な考え方を理解する最も簡単な方法は、ある星から別の星へ光速の半分の速度で移動する非常に速い宇宙船を想像することです。宇宙船には２つの光速計があり、１つは後方を向いており、もう１つは前方を向いている。宇宙船は黄色の星から放出された光子から遠ざかり、青色の星から放出された光子に向かって走っているので、私たちの普通の経験では、黄色の光子の速度を毎秒15万キロ、青色の光子の速度を毎秒45万キロと測るのではないかと予想されています。しかし、どちらの光子も秒速30万キロで測定されています。このことから、この結果は宇宙船の動きに対して速度が変化しないことを示しています。

質問と回答

Q:フォトポーラスエーテルとは何ですか?

A: ルミナスエーテルとは、かつて宇宙に満ちていると信じられていた物質で、光波がどのように伝わるかを説明するものです。人々は、光は一種の波であり、一定の速度を持つためには、何らかの媒質を通過しなければならないと考えていた。

Q:この物質について、人々は何を信じていたのでしょうか?

A:惑星の動きを遅くして、やがて太陽に落ちないようにするためには、非常に粘度の低い物質でなければならないと考えられていました。また、光が高速で進む理由も説明できると考えたのだ。

Q:物理学者はこの疑問をどう説明しようとしたのでしょうか?

A:物理学者たちは、マイケルソンとモーリーの実験など、光が実際に目に見えない媒質を持っているかどうかを調べる実験を行いました。

Q:マイケルソン＝モーリーの実験では何がわかったのでしょうか?

A:マイケルソン＝モーリーの実験により、光が通過する媒質がないことが示され、光を発生させるエーテルが存在しないことが示されました。

Q: 観測者が海流を進むボートに乗って移動するとき、何が起こるかを想像するにはどうしたらよいでしょうか?

A:海流の中を船で移動している観測者は、海流との関係で波の速度が変化するのを観測することができる。

Q:宇宙船がある星から別の星へ移動することを想像すると、相対速度はどうなるのでしょうか?

A:ある星から別の星へ光速の半分の速さで移動する超高速宇宙船を想像してみると、どちらの光子の速度も運動や方向に関係なく300 000 km/sと測定されることがわかり、宇宙船の運動に対して速度が変化しないことがわかります。