A teoria das cordas ea busca para o éter

Aqui você tem apenas um vislumbre da relatividade - a visão necessária para entender a teoria das cordas. Este artigo explica como o modelo de éter não conseguiu igualar os resultados experimentais e como Einstein introduziu a relatividade especial para resolver o problema.

Na última parte do século 19, os físicos estavam procurando o misterioso éter - o meio que acreditava existia para as ondas de luz de onda através de. Sua incapacidade de descobrir este éter, apesar das boas experiências, foi frustrante, para dizer o mínimo. Seu fracasso abriu o caminho para a explicação de Einstein, na forma da teoria da relatividade.

Ondas tinha que passar através de um meio, uma substância que realmente fez a ondulação. As ondas de luz passe através de “espaço vazio” de um vácuo (Um espaço sem ar ou outra matéria regular), por isso, os físicos tinham previsto um éter luminoso que deve existir em todos os lugares e ser algum tipo de substância que os cientistas nunca tinha encontrado antes.

Algumas coisas poderiam ser previstos sobre o éter, no entanto. Por exemplo, se houver um meio para a luz, a luz se movia através dele, como um nadador em movimento através da água. E, como um nadador, a luz deve viajar um pouco mais rápido quando vai na mesma direção que a corrente do que quando o nadador está tentando ir contra a corrente da água da água.

Isso não significa que o éter em si estava se movendo. Mesmo que o éter era completamente imóvel, a Terra estava se movendo dentro do éter, que é efetivamente a mesma coisa. Se você andar através de um corpo ainda de água, ele se sente basicamente o mesmo como se você estivesse andando no lugar e a água estava fluindo ao seu redor.

Os físicos queria construir um experimento com base neste conceito que iria testar se a luz viajou ritmos diferentes em diferentes direções. Este tipo de variação apoiaria a ideia de que a luz estava viajando através de um meio éter.

Em 1881, o físico Albert Michelson criou um dispositivo chamado interferômetro projetado para fazer exatamente isso. Com a ajuda de seu colega Edward Morley, ele melhorou o design e precisão do dispositivo em 1887. O Michelson-Morley interferômetro é mostrado na figura.

Os espelhos de interferometria usadas que foram apenas parcialmente reflector, de modo que elas permitem que metade da luz passa através e reflectida metade da luz. O interferómetro definir esses espelhos num ângulo, a divisão de um único feixe de luz, de modo que acabou viajando dois caminhos diferentes. Os caminhos percorridos perpendiculares entre si, mas acabou batendo na mesma tela.

Em 1887, Michelson e Morley correu uma séries de testes com a melhoria do interferómetro para descobrir o éter. Eles pensavam que a luz viaja ao longo de um desses caminhos deve ser ligeiramente mais rápido do que a luz viaja ao longo do outro caminho, porque um deles seria ir com ou contra o éter, e o outro caminho seria perpendicular ao éter.

Quando a luz de bater a tela, cada viga teria viajado exatamente a mesma distância. Se alguém tinha viajado uma velocidade ligeiramente diferente, os dois feixes seria ligeiramente fora de fase uns com os outros, que mostram padrões de interferência de onda distintos - faixas claras e escuras que aparecem - na tela.

Não importa quantas vezes Michelson e Morley conduziu o experimento, eles nunca encontraram esta diferença de velocidade para os dois feixes de luz. Eles sempre a mesma velocidade de aproximadamente 670 milhões milhas por hora, independentemente da direção da luz viajou.

Os físicos não descartou imediatamente o modelo- éter em vez disso eles (incluindo Michelson e Morley) considerou uma experiência fracassada, embora devemos ter trabalhado tivesse havido um éter. Em 1900, quando Lord Kelvin fez seu discurso “duas nuvens escuras”, 13 anos se passaram sem ser capaz de detectar o movimento do éter, mas ainda foi assumido que o éter existia.

Às vezes, os cientistas estão relutantes em desistir de uma teoria que eles têm anos dedicados a, mesmo que a evidência se volta contra eles - algo que os críticos da teoria das cordas acreditam que pode estar acontecendo agora na comunidade de física teórica.