В данной статье проделан анализ теоретической части опыта Майкельсона и Морли. В частности, я привожу доводы об их досадной ошибке, допущенной в теоретической части опыта. Ценность проведенной работы заключается в пересмотре результатов опыта Майкельсона и Морли с вытекающими отсюда последствиями.
В 1887 году совместный эксперимент двух американских физиков — Альберта Майкельсона и Эдварда Морли (далее — опыт Майкельсона и Морли) должен был доказать, что светоносный эфир в реальности существует. Результат данного опыта, так или иначе, лег в основу теории относительности Альберта Эйнштейна, которая на данный момент является основополагающей теорией в современных релятивистских научных изысканиях, хотя он в своих работах напрямую не ссылается этому опыту. Однако при изложении теории относительности, редко какой автор обходит стороной эту тему.
Необходимо признать, что не все исследователи согласны с теорией относительности А. Эйнштейна, и в основном это сторонники существования светоносного эфира. Они считают, что все-таки влияние эфира при опытах присутствовало и что релятивисты в свое время игнорировали этот факт.
В данном анализе приводится альтернативный взгляд, выявляя ошибку опыта Майкельсона и Морли, которая может способствовать пересмотру взглядов обеих сторон.
Авторы Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс в своей работе приводят данные по опыту Майкельсона и Морли. Но, к сожалению, авторы упустили из виду ошибку в сложении скоростей. Описывая путь луча от полупрозрачного зеркала (рисунок 1) В к Е а также от В к С в виде:
Возможно, они не заметили, что эти математические выражения не полностью охватывают присутствующие скорости в эксперименте. Здесь отсутствует скорость Земли вместе с интерферометром. Достоверно известна скорость Земли вокруг Солнца, около 30 км/с, не считая скорость солнечной системы вокруг центра галактики. С учетом этой скорости предыдущие выражения должны иметь вид:
Результат опыта (экспериментаторы не получили ожидаемую скорость Земли относительно “неподвижного” эфира) ставил в тупик исследователей и выходом из него считают преобразование Хендрика Лоренца. На базе преобразования Лоренца лежит идея о том что …“все материальные тела при движении сжимаются, только в направлении движения”.
Один из последователей идеи Х. Лоренца, Э. Роджерс приводит пример с птицей, летящей вдоль и поперек ветра внутри клетки. При этом роль эфира выполняет воздух. Но в итоге приходит к результату, что эфира нет, что является верным. При этом рассматривается траектория полета птицы только относительно клетки, но на самом деле надо было в обеих случаях рассматривать в системе координат движущегося ветра.
Другой автор А. Пайс отмечает, что ” …это же относится и к Х. Лоренцу, который нашел ошибку в теории опыта А. Майкельсона и с сомнением отнесся к толкованию его результата. Недоверие Х. Лоренца и настоятельные призывы Рэлея заставили Майкельсона повторить свой опыт, на сей раз в сотрудничестве с Эдвардом Уильямсом Морли, химиком из соседнего университета Вестерн-Ризерв. Исходя из идеи Потсдамского эксперимента Майкельсона проведенной в 1881 году, они построили новый интерферометр, в конструкции которого особое внимание уделялось сведению к минимуму внешних воздействий.
В августе 1887 г. Майкельсон написал Рэлею [лорд Рэлей или Джон Уильям Стретт (John William Strutt)], что вновь получен отрицательный результат, не удалось обнаружить влияние эфира. Статья об опыте Майкельсона- Морли вышла в ноябре того же года”[AMERICAN JOURNAL OF SCIENCE, november 1887 “On the Relative Motion of the Earth and the Luminiferous Ether.”]
“Вполне понятно, что отрицательный результат огорчил не только авторов эксперимента, но и Кельвина [лорд Кельвин, (William Thomson), Рэлея(John William Strutt) и Х.Лоренца. И все же, несмотря ни на что, этот экспериментальный результат был сочтен достоверным. Значит, ошибка кроется в теории опыта Майкельсона и Морли.
В 1892г. Лоренц спрашивал у Рэлея: “не могло ли случиться так, какой то момент в теории опыта господина Майкельсона был упущен из вида? В лекции, прочитанной 27 апреля 1900 г. в Королевской ассоциации, Кельвин отозвался об этом опыте как о, выполненном с максимально возможной тщательностью, обеспечивающей достоверность полученного результата.
Б. Хофман в своей книге “Альберт Эйнштейн творец и бунтарь” предполагает, что Лоренц был близок к решению вопроса до принятия окончательного решения, но почему-то не довел до логического конца. Он пишет “…под влиянием критических замечаний и советов Пуанкаре Лоренц предпринял систематические усилия, пытаясь согласовать уравнения Максвелла с результатами эксперимента Майкельсона-Морли и других, уже поставленных или еще не задуманных экспериментов. К 1904 г. после напряженной работы он в основном нашел математическое решение проблемы … Лоренц использовал помимо всего прочего, сокращение длины. Однако ему не удалось полностью сохранить форму уравнений Максвелла. ”.
Майкельсон и Морли собрали установку с интерферометром, устройство и принцип её действия описаны во многих учебниках. Точность измерений и безупречность учета всех побочных явлений были учтены с особой скрупулезностью.
Рисунок 1
Необходимо обратить внимание на особенности теоретической части опыта, направленные для обработки результатов опыта. В основу взят ход решения задачи и схема опыта из литературы.
Путь параллельно к движению:
Путь обратный
Общее же время равно:
Путь перпендикулярного луча:
С учетом движения туда и обратно
Сравнивая формулы (1) и (2), Майкельсон и Морли полагали, что возникнет разность во времени:
которая меньше 
. Остается только точно измерить эту разницу. Но экспериментаторы не смогли получить интерференционную картину, указывающую на движение Земли сквозь эфир.
Как полагает современная наука, опыт Майкельсона и Морли не смог достичь своего результата из-за отсутствия эфира и из-за сокращения длины предметов вдоль направления движения. Предложенное позднее преобразование Лоренца вошло в науку как основополагающее выражение при релятивистских вычислениях массы, времени, пути и т.д.
Некорректно использован принцип сложения скоростей. Хотя источник света движется вместе с платформой, не учтена скорость u (скорость системы источник света – прибор-Земля) относительно воображаемой “неподвижной” точки (относительно “эфира”). Если бумагу, на которой нарисована схема опыта (рис.1) считать неподвижной вместе с эфиром, то получится именно такая картина. Это проекция опыта на некую плоскость, покоящаяся также как эфир. Опыт был задуман именно так.
Обратите внимание на эти математические выражения:
Вроде учтены все скорости — имеются и с и u. Но эти выражения описывает не скорость, а путь. На самом деле правая часть уравнении — это собственно длина L обеих плеч интерферометра и плюс путь за время
со скоростью u. Левая часть выражений говорят о том, что путь 
а также 
пройден лучом за время соответственно со скоростью 
.
Это означает, что Майкельсон и Морли изначально приняли скорость света не зависящей от скорости объекта испускающий луч.
Так как источник света движется вместе с платформой, к скорости света с мы должны прибавить скорость системы u, иначе нельзя будет объяснить некоторый наклон луча в перпендикулярном направлении. В этом и состоит ошибка опыта, которая привела современную науку к заблуждению.
Путь луча параллельно к движению:
Путь обратный:
время, затраченное лучом туда и обратно:
Время прохождения луча в перпендикулярном направлении:
На рисунке 1 представлена схема хода луча в перпендикулярном направлении.
Здесь необходимо отметить, что Майкельсон и Морли ошибочно приняли гипотенузу прямоугольного треугольника за путь луча со скоростью c. На самом деле она является удлинением пути и эта путь описывается выражением:
здесь для удобства применили выражение:
где
А также длина плеча
Если бы мы возвели в квадрат сумму двух скоростей
пришли бы в путаницу, на самом деле физическая суть этого выражения есть путь конкретная, измеряемая в нашем случае в метрах, по этому применена величина 
.
Рисунок 2
Вставляя значение из формулы (5) в выражение (4) получаем:
Далее:
; 
; 
Тогда туда и обратно:
Сравним формулы (3) и (6).
Во времени разницы нет, что и было доказано опытом Майкельсона и Морли.
Замечена разница пройденных путей. В перпендикулярном направлении путь луча длиннее, чем в параллельном направлении.
Для того, чтобы определить, на какую величину путь в перпендикулярном направлении больше, обратимся к вычислениям.
Время прохождения лучей в перпендикулярном и параллельном направлениях одинаковы, см.(3) и (6).
Так как
мы можем найти разницу пути в виде:
Рисунок 3
Анализируя конструкцию интерферометра, я пришел к выводу, что какая бы ни была относительная скорость, скорость луча или другого объекта, посылаемого к зеркалам, пропорция схемы не изменится. Лучи расщепленные полупрозрачным зеркалом достигают зеркал плеч интерферометра и обратно одновременно. Относительное движение системы прибор-Земля, (пока, хотя бы относительно Солнца) которого отрицать не можем, лишь удлиняет путь лучей в параллельном и перпендикулярном направлениях. Причем путь луча в перпендикулярном направлении значительно больше, чем путь луча в параллельном направлении. Однако это никак не влияет достижению лучей полупрозрачного зеркала одновременно, о чем свидетельствует отсутствие каких либо заметных интерференционных колец. Значит, скорость света зависит от движения объекта испускающий луч. На рис.3 иллюстрировано графическое сложение путей луча, которое наглядно демонстрирует, что путь луча в перпендикулярном направлении
, больше от 
на величину 
.
Это означает, что прибор изначально был не способен определить скорость Земли сквозь пространство.
Майкельсон и Морли в свое время не обратили внимания на тот факт, что скорость света они изначально приняли не зависящей от того, движется объект или нет, и в результате получили то, из чего начали.
Некоторые авторы, например Э. Роджерс и Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс упоминают об аберрации, полагая, что наклон луча в перпендикулярном направлении вызван именно из-за этого явления. Но для компенсации аберрации наклоняли телескопы и другие приёмники луча, а зеркала интерферометра Майкельсона и Морли были безупречно перпендикулярны.
1. Математический аппарат теории опыта Майкельсона и Морли ошибочен, неверно использован принцип сложения скоростей.
2. Опыт Майкельсона и Морли является подтверждением отсутствия эфира, но одновременно он доказал, что скорость света зависит от движения источника. Более того, на примере этого же опыта доказано, что скорость луча в перпендикулярном направлении реально превышал скорость света, относительно принятой авторами системы координат на величину:
3. Приведем два постулата Эйнштейна:
1) Никакой эксперимент не может обнаружить абсолютный покой или равномерное движение.
2) Независимо от движения источника свет всегда движется через пустое пространство с одной и той же скоростью
.
Первый постулат подтверждается опытом Майкельсона и Морли. Второй постулат не верен, так как путь света в вертикальном направлении больше, чем в горизонтальном. В связи с этим вполне объяснимо увеличение скорости света на вертикальном участке.
В этой работе я проводил анализ теоретической основы опыта Майкельсона и Морли. Сопоставляя формулы ученых я выявил, что основная идея эксперимента по определению скорости Земли была ошибочной по причине неверной постановки задачи теоретической части. Доподлинно зная о скорости Земли хотя бы вокруг Солнца (30 км/с), как указали выше в выражениях
скорость Земли u использована только для определения расстояния за время t, отсутствует принцип сложения скоростей. А также гипотенуза прямоугольного треугольника принята не как результирующая скорость слагаемых скоростей 
, а как сама скорость света c.
Правильно используя принцип сложения скоростей, я пришел к выводу, что трактовка результата опыта Майкельсона и Морли до сего времени были неверна из-за досадной ошибки при постановке задачи теоретической части, что на самом деле скорость света зависит от скорости объекта, испускающей свет. Эфир никоим образом не влияет на скорость света, что указывает на его отсутствие.
I. Введение
В 1887 году совместный эксперимент двух американских физиков — Альберта Майкельсона и Эдварда Морли (далее — опыт Майкельсона и Морли) должен был доказать, что светоносный эфир в реальности существует. Результат данного опыта, так или иначе, лег в основу теории относительности Альберта Эйнштейна, которая на данный момент является основополагающей теорией в современных релятивистских научных изысканиях, хотя он в своих работах напрямую не ссылается этому опыту. Однако при изложении теории относительности, редко какой автор обходит стороной эту тему.
Необходимо признать, что не все исследователи согласны с теорией относительности А. Эйнштейна, и в основном это сторонники существования светоносного эфира. Они считают, что все-таки влияние эфира при опытах присутствовало и что релятивисты в свое время игнорировали этот факт.
В данном анализе приводится альтернативный взгляд, выявляя ошибку опыта Майкельсона и Морли, которая может способствовать пересмотру взглядов обеих сторон.
II. Обзор литературы
Авторы Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс в своей работе приводят данные по опыту Майкельсона и Морли. Но, к сожалению, авторы упустили из виду ошибку в сложении скоростей. Описывая путь луча от полупрозрачного зеркала (рисунок 1) В к Е а также от В к С в виде:
Возможно, они не заметили, что эти математические выражения не полностью охватывают присутствующие скорости в эксперименте. Здесь отсутствует скорость Земли вместе с интерферометром. Достоверно известна скорость Земли вокруг Солнца, около 30 км/с, не считая скорость солнечной системы вокруг центра галактики. С учетом этой скорости предыдущие выражения должны иметь вид:
Результат опыта (экспериментаторы не получили ожидаемую скорость Земли относительно “неподвижного” эфира) ставил в тупик исследователей и выходом из него считают преобразование Хендрика Лоренца. На базе преобразования Лоренца лежит идея о том что …“все материальные тела при движении сжимаются, только в направлении движения”.
Один из последователей идеи Х. Лоренца, Э. Роджерс приводит пример с птицей, летящей вдоль и поперек ветра внутри клетки. При этом роль эфира выполняет воздух. Но в итоге приходит к результату, что эфира нет, что является верным. При этом рассматривается траектория полета птицы только относительно клетки, но на самом деле надо было в обеих случаях рассматривать в системе координат движущегося ветра.
Другой автор А. Пайс отмечает, что ” …это же относится и к Х. Лоренцу, который нашел ошибку в теории опыта А. Майкельсона и с сомнением отнесся к толкованию его результата. Недоверие Х. Лоренца и настоятельные призывы Рэлея заставили Майкельсона повторить свой опыт, на сей раз в сотрудничестве с Эдвардом Уильямсом Морли, химиком из соседнего университета Вестерн-Ризерв. Исходя из идеи Потсдамского эксперимента Майкельсона проведенной в 1881 году, они построили новый интерферометр, в конструкции которого особое внимание уделялось сведению к минимуму внешних воздействий.
В августе 1887 г. Майкельсон написал Рэлею [лорд Рэлей или Джон Уильям Стретт (John William Strutt)], что вновь получен отрицательный результат, не удалось обнаружить влияние эфира. Статья об опыте Майкельсона- Морли вышла в ноябре того же года”[AMERICAN JOURNAL OF SCIENCE, november 1887 “On the Relative Motion of the Earth and the Luminiferous Ether.”]
“Вполне понятно, что отрицательный результат огорчил не только авторов эксперимента, но и Кельвина [лорд Кельвин, (William Thomson), Рэлея(John William Strutt) и Х.Лоренца. И все же, несмотря ни на что, этот экспериментальный результат был сочтен достоверным. Значит, ошибка кроется в теории опыта Майкельсона и Морли.
В 1892г. Лоренц спрашивал у Рэлея: “не могло ли случиться так, какой то момент в теории опыта господина Майкельсона был упущен из вида? В лекции, прочитанной 27 апреля 1900 г. в Королевской ассоциации, Кельвин отозвался об этом опыте как о, выполненном с максимально возможной тщательностью, обеспечивающей достоверность полученного результата.
Б. Хофман в своей книге “Альберт Эйнштейн творец и бунтарь” предполагает, что Лоренц был близок к решению вопроса до принятия окончательного решения, но почему-то не довел до логического конца. Он пишет “…под влиянием критических замечаний и советов Пуанкаре Лоренц предпринял систематические усилия, пытаясь согласовать уравнения Максвелла с результатами эксперимента Майкельсона-Морли и других, уже поставленных или еще не задуманных экспериментов. К 1904 г. после напряженной работы он в основном нашел математическое решение проблемы … Лоренц использовал помимо всего прочего, сокращение длины. Однако ему не удалось полностью сохранить форму уравнений Максвелла. ”.
Майкельсон и Морли собрали установку с интерферометром, устройство и принцип её действия описаны во многих учебниках. Точность измерений и безупречность учета всех побочных явлений были учтены с особой скрупулезностью.
Рисунок 1
Необходимо обратить внимание на особенности теоретической части опыта, направленные для обработки результатов опыта. В основу взят ход решения задачи и схема опыта из литературы.
Путь параллельно к движению:
Путь обратный
Общее же время равно:
Путь перпендикулярного луча:
С учетом движения туда и обратно
Сравнивая формулы (1) и (2), Майкельсон и Морли полагали, что возникнет разность во времени:
которая меньше . Остается только точно измерить эту разницу. Но экспериментаторы не смогли получить интерференционную картину, указывающую на движение Земли сквозь эфир.Как полагает современная наука, опыт Майкельсона и Морли не смог достичь своего результата из-за отсутствия эфира и из-за сокращения длины предметов вдоль направления движения. Предложенное позднее преобразование Лоренца вошло в науку как основополагающее выражение при релятивистских вычислениях массы, времени, пути и т.д.
III. Теоретическая часть опыта
1) Ошибка в теории
Некорректно использован принцип сложения скоростей. Хотя источник света движется вместе с платформой, не учтена скорость u (скорость системы источник света – прибор-Земля) относительно воображаемой “неподвижной” точки (относительно “эфира”). Если бумагу, на которой нарисована схема опыта (рис.1) считать неподвижной вместе с эфиром, то получится именно такая картина. Это проекция опыта на некую плоскость, покоящаяся также как эфир. Опыт был задуман именно так.
Обратите внимание на эти математические выражения:
Вроде учтены все скорости — имеются и с и u. Но эти выражения описывает не скорость, а путь. На самом деле правая часть уравнении — это собственно длина L обеих плеч интерферометра и плюс путь за время
со скоростью u. Левая часть выражений говорят о том, что путь а также пройден лучом за время соответственно со скоростью .Это означает, что Майкельсон и Морли изначально приняли скорость света не зависящей от скорости объекта испускающий луч.
Так как источник света движется вместе с платформой, к скорости света с мы должны прибавить скорость системы u, иначе нельзя будет объяснить некоторый наклон луча в перпендикулярном направлении. В этом и состоит ошибка опыта, которая привела современную науку к заблуждению.
Путь луча параллельно к движению:
Путь обратный:
время, затраченное лучом туда и обратно:
Время прохождения луча в перпендикулярном направлении:
На рисунке 1 представлена схема хода луча в перпендикулярном направлении.
Здесь необходимо отметить, что Майкельсон и Морли ошибочно приняли гипотенузу прямоугольного треугольника за путь луча со скоростью c. На самом деле она является удлинением пути и эта путь описывается выражением:
здесь для удобства применили выражение:
где
А также длина плеча
Если бы мы возвели в квадрат сумму двух скоростей
пришли бы в путаницу, на самом деле физическая суть этого выражения есть путь конкретная, измеряемая в нашем случае в метрах, по этому применена величина . 
Рисунок 2
Вставляя значение из формулы (5) в выражение (4) получаем:
Далее:
; ; 
Тогда туда и обратно:
Сравним формулы (3) и (6).
Во времени разницы нет, что и было доказано опытом Майкельсона и Морли.
2) Определение зависимости скорости света от движения источника
Замечена разница пройденных путей. В перпендикулярном направлении путь луча длиннее, чем в параллельном направлении.
Для того, чтобы определить, на какую величину путь в перпендикулярном направлении больше, обратимся к вычислениям.
Время прохождения лучей в перпендикулярном и параллельном направлениях одинаковы, см.(3) и (6).
Так как
мы можем найти разницу пути в виде: 
Рисунок 3
Анализируя конструкцию интерферометра, я пришел к выводу, что какая бы ни была относительная скорость, скорость луча или другого объекта, посылаемого к зеркалам, пропорция схемы не изменится. Лучи расщепленные полупрозрачным зеркалом достигают зеркал плеч интерферометра и обратно одновременно. Относительное движение системы прибор-Земля, (пока, хотя бы относительно Солнца) которого отрицать не можем, лишь удлиняет путь лучей в параллельном и перпендикулярном направлениях. Причем путь луча в перпендикулярном направлении значительно больше, чем путь луча в параллельном направлении. Однако это никак не влияет достижению лучей полупрозрачного зеркала одновременно, о чем свидетельствует отсутствие каких либо заметных интерференционных колец. Значит, скорость света зависит от движения объекта испускающий луч. На рис.3 иллюстрировано графическое сложение путей луча, которое наглядно демонстрирует, что путь луча в перпендикулярном направлении
, больше от на величину .Это означает, что прибор изначально был не способен определить скорость Земли сквозь пространство.
Майкельсон и Морли в свое время не обратили внимания на тот факт, что скорость света они изначально приняли не зависящей от того, движется объект или нет, и в результате получили то, из чего начали.
Некоторые авторы, например Э. Роджерс и Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс упоминают об аберрации, полагая, что наклон луча в перпендикулярном направлении вызван именно из-за этого явления. Но для компенсации аберрации наклоняли телескопы и другие приёмники луча, а зеркала интерферометра Майкельсона и Морли были безупречно перпендикулярны.
IV. Выводы
1. Математический аппарат теории опыта Майкельсона и Морли ошибочен, неверно использован принцип сложения скоростей.
2. Опыт Майкельсона и Морли является подтверждением отсутствия эфира, но одновременно он доказал, что скорость света зависит от движения источника. Более того, на примере этого же опыта доказано, что скорость луча в перпендикулярном направлении реально превышал скорость света, относительно принятой авторами системы координат на величину:
3. Приведем два постулата Эйнштейна:
1) Никакой эксперимент не может обнаружить абсолютный покой или равномерное движение.
2) Независимо от движения источника свет всегда движется через пустое пространство с одной и той же скоростью
.Первый постулат подтверждается опытом Майкельсона и Морли. Второй постулат не верен, так как путь света в вертикальном направлении больше, чем в горизонтальном. В связи с этим вполне объяснимо увеличение скорости света на вертикальном участке.
V. Заключение
В этой работе я проводил анализ теоретической основы опыта Майкельсона и Морли. Сопоставляя формулы ученых я выявил, что основная идея эксперимента по определению скорости Земли была ошибочной по причине неверной постановки задачи теоретической части. Доподлинно зная о скорости Земли хотя бы вокруг Солнца (30 км/с), как указали выше в выражениях
скорость Земли u использована только для определения расстояния за время t, отсутствует принцип сложения скоростей. А также гипотенуза прямоугольного треугольника принята не как результирующая скорость слагаемых скоростей , а как сама скорость света c.Правильно используя принцип сложения скоростей, я пришел к выводу, что трактовка результата опыта Майкельсона и Морли до сего времени были неверна из-за досадной ошибки при постановке задачи теоретической части, что на самом деле скорость света зависит от скорости объекта, испускающей свет. Эфир никоим образом не влияет на скорость света, что указывает на его отсутствие.
Автором данной статьи является Жунусов Жакаш Ильясович
