RAZRESENJEMichelson-Morley’s eksperimenta

Autor: Beograd, 20.03.2011Kostić StevanMob. 063/7270-994Email: stevak52@yahoo.com

SARDRZAJ:

1. Uvod2. Ukratko o Michelson-Morley’s eksperimentu3. Primedbe na postavci Michelson-Morley’s eksperimenta 4. Novo i sveobuhvatnije objašnjenje Michelson-Morley’s

eksperimenta5. Tabelarni prikaz veličina6. Dokaz o postojanju etra i apsolutnih brzina7. Zaključak8. Prilog grafičkog i matematičkog dokaza o istovremenosti

brzina

1. UVOD 

Michelson-Morley’s eksperiment je bio polazna tacka Ajnštajnu za stvaranje svoje teorije relativiteta. Koplja su se lomila oko toga da li postoji etar-nosilac elektromagnetnih talasa ili ne. Kako eksperiment nije registrovao nikakvo apsolutno kretanje po zamisli Michelson-Morley’sa javile su se razne dileme kao:

1. Aparatura nije ispravna2. Etar se krece zajedno sa planetom zemljom3. Svetlosna brzina nije konstanta4. Aparatura se skracuje u pravcu kretanja (Ajnštajn)

Trenutno ja na snazi Ajnštajnova teorija i to samo zato što se dosta dobro slagala sa opaženim pojavama tokom raznih eksperimenata. U zadnje vreme sa poboljšanjem mernih instrumenata vidi se da

Ajnšajnove formule ne odslikavaju verno zapažene pojave. Nešto nije kako treba? Da bi se pobila Ajnštajnova teorija relativiteta izmišljen je paradoks sa blizancima na koje pobornici Ajnštajna do danas nisu mogli da odgovore. Sve nedostatke njegove teorije lepo je obrazlozio naš fizičar Branko Mišković iz Beograda u svoje tri knjižice: Jedinstveno polje, Prostor i vreme i Opšta fizika.

Prilikom razmišljanja na ovu temu stalno sam imao u glavi moj stari problem sa rotirajucim tockom. Točak prilikom okretanja ima centrifugalnu silu i tu je sve jasno ali ako se taj točak kreće u odnosu na nas, kao točak na automobilu, onda tačka na vrhu točka ima brzinu rotacije ,,V,, plus brzinu automobila, koja je takodje ,,V,,. Znači, gornja tačka na točku ima brzinu ,,2V,, dok tačka na točku koja dodiruje zemlju ima brzinu 0! Ispada da sve tačke na obodu dočka stalno trpe ubrzavanje i usporavanje. Takav točak bi se brzo raspao a to se ne dešava.

Rešenje ovog problema sa slaganjem sila centrifuge i ubrzanja je pokazao da je rezultanta takvih sila uvek ista i okrenuta u suprotnom pravcu od ose točka! Kao da se točak uopšte i ne kreće?! (Sve to je već opisano u fizici kao Cikloidno kretanje).

To saznanje me je vodilo u razmišljanju da i kod Michelson-Morley’s eksperimenta mora da dolazi do novih pojava sila i odnosa koji u svom konačnom slaganju daju rezultat kao da cela aparatura miruje.

2. UKRATKO O MAJKELSON – MORLEY-S EKSPERIMENTU

Do sada je napisano nebrojano tekstova u vezi ovog eksperimenta pa bi se osvrnuo samo na suštinu zamisli eksperimenta bez detaljnog opisivanja i izvodjenja računice.

Zamisao je bila da se utvrdi postojanje etra-nosioca elektromagnetnih talasa kroz vakum.  Za to je upotrebljena odgovarajuća aparatura sa sledećom idejom:Vidi sliku,

SLIKA 1

Ako se od izvora svetla postave na istom rastojanju pod uglom od 90stepeni dva ogledala svetlosnom zraku do svakog ogledala i nazad do izvora biće potrebno isto vreme jer prelaze isti put od 2a. Medjutim, ako se cela aparatura krece u desno, zraku u smeru kretanja ukupan predjeni put će biti b+2d a zraku poprečnom na pravac kretanja 2e. Računica je pokazala da je predjeni put od 2e uvek manji od predjenog puta b+2d! Iz te razlike moguće je ustanoviti apsolutnu brzinu aparature kroz vakum. Na opšte čudjenje eksperiment je pokazao da su te dve putanje uvek iste dužine bez obzira na smer kretanja i brzinu aparature!Da bi objasnili takvo zapaženje pretpostavili su da se aparatura skračuje u pravcu kretanja i to tačno za razliku dve putanje. Ovaj eksperiment je kasnije poslužio Ajnštajnu da napravi teoriju da je brzina svetla konstantna za sve referentne

sisteme posmatranja, da se vreme i dužina sa brzinom skraćuju a masa povećava do beskonačnosti kad brzina aparature dosegne brzinu svetlosti. A da li je to baš tako, videčemo u nastavku teksta. 

PRIMEDBE NA POSTAVCI MICHELSON-MORLEY -S EKSPERIMENTA:

1. U samoj zamisli eksperimenta već je uveden pojam etra samim tim što se pretpostavlja da će svetlosni zrak koji ide u pravcu kretanja aparature biti neinercijalni i da će mu trebati vreme da stigne ogledalo. Ako bi postojalo ogledalo i sa druge strane, u odnosu na kretanje, na istoj udaljenosti svetlosni zrak u suprotnom smeru bi stigao do ogledala znatno pre nego u stanju mirovanja. Sama ta razlika u vremenu je dovoljna za dokazivanje apsolutnog kretanja.

SLIKA 2

Na gornjoj slici prikazano je kružno ogledalo sa izvorom svetla u svom centru. Ako se takvo ogledalo kreće u desno

onda se putevi svetlosnog zraka na četiri razlicite strane, kao na slici, razlikuju. Svetlosni zrak u smeru kretanja prelazi put ,,b+d,, suprotni zrak prelazi put od ,,d ,,a dva suprotna zraka poprečna na pravac kretanja put od ,,e,,. Ako bi na sve četiri strane ogledala stavili indentične časovnike, pokrenute u isto vreme, i stali u sredinu kružnog ogledala u mirovanju na njima bi očitavali indentično vreme. Medjutim, ako se ogledalo pokrene u desnu stranu i u tom momentu ukljući izvor svetla u centru, časovnici će pokazivati različita vremena. Sat sa desne strane će pokazivati više proteklog vremena jer ga je svetlo iz centra osvetlilo najkasnije u odnosu na ostale satove jer je moralo da predje i najduži put od ,,b+d,,. Najmanje vreme će pokazivati levi sat jer je svetlu trebalo da predje samo rastojanje ,,d,,. Mi u centru koji posmatramo tu pojavu dobićemo povratnu sliku sva četiri sata u isto vreme a sa različitim vremenima na satovima. Taj uočeni efekat nam je dovoljan da utvrdimo naše apsolutno kretanje kroz prostor, koji sat pokazuje najveće vreme u tom pravcu se krečemo!

M oram još napomenuti da pojam etra ne podrazumeva da u prostoru postoji još neka supstanca koja je nosilac elektromagnetnih talasa već sam prostor može da bude nosilac sa tim da osobine prostora tek treba utvrditi a on sigurno nije prazno ništa u tri dimenzije?!

2. Ako je usvojeno da je svetlo neinercijalno u odnosu na pokretni sistem otkud to da se podrazumeva da zrak svetla koji polazi bočno, pod pravim uglom, u odnosu na kretanje prati aparaturu i za nepokretnog posmatraca ide pod nekim uglom? To jest, kreće se bočno u odnosu na nepokretnog posmatraća a pod pravim uglom u odnosu na aparaturu?

4. NOVO I SVEOBUHVATNIJE OBJA[NJENJE MICHELSON-MORLEY-S EKSPERIMENTA

Novi misaoni eksperiment:Usvojićemo da se svetlo kreće neinercijalno u odnosu na pokretnu aparaturu to jest da uvek polazi od izvora kao da je system u mirovanju. Aparaturu ćemo zamisliti na jedan sveobuhvatan način. Izvor svetla ćemo postaviti u centar

loptastog ogledala da bi mogli da analiziramo zrake svetla u sve tri dimenzije.Za jedinicu vremena usvojićemo vreme koje je potrebno svetlu da predje od centra loptastog ogledala do površine ogledala i nazad do centra. Iz same ove postavke vidi se da svi zraci svetlosti koji polaze iz centra ogledala moraju da se vrate u isti taj centar jednovremeno u protivnom narušila bi se naša usvojena jedninica vremena.Takav narušeni sistem imao bi razlićite jedinice vremena, za svaki zrak drugo vreme, u zavisnosti od pravca kretanja svetlosnog zraka i od brzine zamišljenog loptastog ogledala.Iz ovoga već sad možemo zakljućiti: DA ]E SE ZA SVE BRZINE LOPTASTOG OGLEDALA, ZRACI SVETLA POKRENUTI IZ CENTRA OGLEDALA, UVEK VRATITI U ISTOM TRENUTKU NA SVOJ IZVOR TO JEST U CENTAR OGLEDALA.Za materijalnu česticu usvojićemo sam oblik kružnog ogledala koji može biti proizvoljne veličine.

Analiza :Uzmimo bilo koji presek loptastog ogledala u pravcu njegovog kretanja. SLIKA 3

Kako su svi preseci u pravcu kretanja identični dovoljno nam je da ceo sistem posmatramo u dve dimenzije kao na slici 3 gde ogledalo miruje.Sad ćemo pogledati Michelson-Morley-jev eksperiment u svetlu naše postavke.(slika 4)Prvi zrak koji ide u smeru kretanja K.O.( kružnog ogledala) je već opisan u M.M(Michelson-Morley) eksperimentu dok upravni zrak na pravac kretanja i dalje ostaje upravan za nepokretnog posmatraća jer ne preuzima inercijalno kretanje K.O. kao što ni talasi od broda ne prate brod nego se kreću normalno na pravac broda bez obzira na brzinu broda.

Sad se vidi nužnost uvodjenja K.O. Da je ogledalo horizontalno i male širine pri velikoj brzini aparature poprečni zrak svetla bi promašio ogledalo.Na crtežu br.4 obradjena je grafički aparatura za brzinu v=c/2, dužina ,,b,, je put koji je prešao izvor svetla. Dužina ,,b+d,, je put koji je prešao svetlosni zrak od centra do K.O. a dužina ,,b+2d,, je predjeni put svetla od izvora do ogledala i nazad do izvora.

SLIKA 4

Duzina ,,A,, je predjeni put poprečnog zraka i ujedno poluprečnik K.O. Dakle, zrak ,, A,, ne prati kretanje K.O. već ostaje pod pravim uglom u odnosu na smer kretanja i nepokretnog posmatraća. Da je ogledalo ravno kao u M.M. eksperimentu zrak ,,A,, bi prešao rastojanje r (poluprecnik K.O.) a od ogledala do izvora svetla ostalo bi mu da predje joć rastojanje ,,s,, pod uslovom da ga neko usmeri u tom pravcu.Računica kaže sledeće:Dužina prvog zraka u pravcu kretanja, od izvora do ogledala i nazad do izvora, je b+2d a drugog poprečnog zraka je a+s.

TE DVE DU@INE SU POTPUNO JEDNAKE pa se može napisati:a+s=b+2dZa male brzine aparature i ravnog ogledala kao u M.M. eksperimentu važiće ove dužine i neće se detektovati razlika u predjenim putevima dva zraka.

U našem primeru K.O. vidimo da se zrak ,,a,, ranije odbija od ogledala pošto se samo ogledalo pokreće u smeru kretanja. Ako ipak uzmemo da je zrak ,,a,, prešao put poluprečnika ogledala onda moramo pretpostaviti da se oblik ogledala koji je kružni deformisao u elipsu s tim da je prečnik k.o. u smeru kretanja ostao isti. (pogledaj sl.3)Da bi se održala usvojena jedinica vremena a dužina puteva dva razlomljena zraka svetla ostala ista kao i

prečnik u pravcu kretanja moramo krug razvlačiti po ,,y,, koordinati.Dakle, prostorno ogledalo prelazi u elipsu kao i vremenske tačke svih pravaca svetla, u momentu odbijanja od ogledla formiraju vremensku elipsu koja je istog oblika kao i prostorna elipsa samo veća u zavisnosti od brzine (vidi sliku 5,6,7 za različite brzine).

SLIKA 5

SLIKA 6

SLIKA 7

Za ovakav slučaj usvojena jedinica vremena se skračuje po formuli:Tv=To(1- V”/C”)

A površina kruga (elipse) ili lopte i jajeta kao i dužina ,,Y,, prečnika se povečavaju po istoj formuli:

Xv=Xo/√(1- )

(X= površina, zapremina,dužina)Ovakav prikaz našeg misaonog eksperimenta ne znaći automatcki da se to dešava stvarno i u prirodi. Ovde se K.O. razvlaći do beskonačnosti po Y osi kad je brzina V=C što je vrlo neprirodno.Zato ćemo usvojiti za novi opit da se obim K.O. ne menja sa brzinom već se sabija kao elastična kružna zica. U smeru kretanja K.O. se skračuje a poprečno na pravac kretanja proširuje (vidi slike 8,9,10)

SLIKA 8

SLIKA 9

SLIKA 10

Po ovoj postavci vreme se skračuje po komplikovanoj formuli:

Ova formula je dobijena iz proporcije sa gornjim primerom kad se elipsa razvlaći samo po Y osi.

O:Tv=Ok:TsTs= Ok x Tv/O---------------------------------------------------------O=obim elipse kad se razvlači samo po Y osiTv= skraćenje vremena kod elipse koja se razvlaći samo po Y osiOk=obim elipse je konstantanTs=traženo vreme kad je obim elipse konstantan

Rezultati za različite brzine date su tabelarno, sa uporednim veličinama koje se dobijaju Ajnštajnovom formulom, vidi tabelu:

5. TABELARNI PRIKAZ VELIČINA

Po našoj postavci skračenje vremena (Ts) i dužine (Ls) u pravcu kretanja su dve nezavisne veličine dok kod Ajnštajna imaju isti iznos (Ta=La). [to se tiće povečanja mase kod Ajnštajna, ona je direktno zavisna od skraćenja vremena.

Mv= Mo/Tv= Mo/√(1- )

i sa dostizanjem brzine V=C prelazi u beskonačnost. Dosadašnji eksperimenti nisu to potvrdili.

U fizici inercija je mera za masu, medjutim to i ne mora da bude tačno, možda su to dve nezavisne veličine.Inercijalnu silu treba vezati za prostor i reči:INERCIJA JE MERA ZA KRETANJE MASE U APSOLUTNOM PROSTORU!Za gravitaciju možemo reči sledeće:GRAVITACIJA JE MERA ZA KRETANJE PROSTORA KROZ MASU!Gravitaciju sam posebno obradio i nije tema ovog rada.[to je telo brže inercija je veća i to u smeru kretanja, a masa ostaje ista!Da su to dve nezavisne veličine imamo primer sa žiroskopom. Čigra ima centrifugalnu silu (što je jedan vid inercije) a težinu istu kao u stanju mirovanja.Tako i masa u kretanju povečava inercjalnu silu u smeru kretanja ali sama ostaje nepromenjena dok joj se oblik menja tako da se u smeru kretanja skračuje do nule a

poprečno na pravac produžava do maksimalno R=

R= prečnik elipse poprečno na pravac kretanja. r = poluprečnik kruga dok je u mirovanju.

6. DOKAZ O POSTOJANJU ETRA I APSOLUTNIH BRZINADo sada je izmereno pozadinsko zračenje svemira od 3k. Pretpostavlja se da je to ostatak od prvobitnog velikog praska koji se odigrao pre 14 milijardi godina. Zanimljivo je to da zračenje dolazi iz svih pravaca do nas i podjednakog je inteziteta.Neki naučnici su se dosetili da to iskoriste da bi izračunali apsolutno kretanje planete zemlje ili sunčevog sistema u odnosu na to zračenje i to im je uspelo. Postavka je bila sledeća: ako se mi krečemo u nekom pravcu u odnosu na pozadinsko zračenje onda će u tom pravcu vrekfencija zračenja biti nešto veća a suprotno od pravca kretanja nešto manja. Dakle, možemo uzeti pozadinsko zračenje za referentni sistem i sve brzine u kosmosu računati u odnosu na ovaj referentni sistem. Ako je frekfencija zračenja iz svih pravaca ista onda smo u apsolutnom stanju mirovanja.U našem slučaju to bi bilo jednako, kao u prvom primeru sa satovima, kad nam satovi na podjednakoj udaljenosti od

nas u svim pravcima pokazuju isto vreme. Ako to nebi bio slučaj, značilo bi da se apsolutno krečemo nekom brzinom.Gore izvedene formule za brzine važile bi samo za posmatrača u apsolutnom mirovanju a ako je posmatrač u apsolutnom kretanju dolazimo do relativnih brzina koje bi se izračunavale po sledećoj formuli:Tr=Tam/Tap--------------------------------------------------------------Tr=vreme proticanja posmatranog objekta<=>1taTam=vreme objekta u apsolutnom mirovanju=1taTap=vreme posmatrača u apsolutnom kretanju<1ta

Dakle, da bi tačno izračunavali povećanje inercije mase sa brzinom, skračenje vremena i dužine u smeru kretanja moramo znati našu apsolutnu brzinu, jer mi već trpimo dilataciju ovih veličina samim tim što smo u apsolutnom kretanju.

7. ZAKLJUČAKNadam se da sam uspeo prosečnom čitaocu da približim ovu problematiku i da sam bio dovoljno jasan u obrazloženju moje postavke. Naravno, tekst zahteva povećanu pažnju i elementarno znanje iz fizike i geometrije.U tekstu nisam razjasnio zašto dolazi do pretvaranja kruga u elipsu u fizičkoj stvarnosti ali to je tema mog drugog rada koji se bavi objašnjenjem prirode prostora, vremena i materije.

9 PRILOG GRAFIČKOG I MATEMATIČKOG DOKAZA ISTOVETNOSTI BRZINA