மைக்கல்சன்-மோர்லி பரிசோதனை

மைக்கல்சன் மோர்லி பரிசோதனை யானது (Michelson–Morley experiment) 1887 ஆம் ஆண்டு ஆல்பர்ட் ஆபிரகாம் மைக்கல்சன் மற்றும் எட்வர்ட் மோர்லி என்பவர்களால் ஓஹியோ பல்கலைக்கழகத்தில் முதன்முறையாக நடத்தப்பட்டது. நிலையான ஈதர் ஊடகத்திற்கும் பொருளுக்கும் (பூமி) உள்ள சார்பு இயக்கத்தை கண்டறிவதற்காக இந்த சோதனை செய்யப்பட்டது. ஆனால், இதன் எதிர்மறையான முடிவு ஈதர் என்னும் ஊடகம் இல்லையென கூறியது. இதுவே சிறப்புச் சார்புக் கோட்பாடு எனும் ஒரு புதிய கொள்கை எழவும் காரணமாயிற்று. இந்த சோதனை இயற்பியல் உலகில் மிகப் பிரபலமான தோற்றுப்போன ஆய்வு (The Most Famous Failed Experiment) என்று அழைக்கபடுகிறது.^{[A 1]}^{[note 1]}^{[note 2]}

ஈதர் ஊடகம்

ஒளி எவ்வாறு ஒன்றுமற்ற வெற்றிடத்தில் பயணிக்கிறது என்பது புரியாமல் ஒளிக்கும் ஏதேனும் ஓர் ஊடகம் இருக்கவேண்டும் என இயற்பியலாளர்கள் நம்பினர். இந்த மாய ஊடகத்தை அவர்கள் 'ஈதர்' என்று அழைத்தார்கள். ஐசக் நியூட்டன் ஒளியானது மிகச்சிறு துகள்களால் ஆனது என்று கூறினார்.இது பல பண்புகளுக்கு ஏற்புடையதாயில்லை. எனவே, பல கொள்கைகளுக்கு பிறகு ஈதர் கொள்கை தரப்பட்டது.^{[சான்று தேவை]} மற்ற ஊடகங்களைப் போலல்லாமல் இதற்கு பல பண்புகள் தரப்பட்டன. ஏனெனில், ஒளியின் மிக அதிக திசைவேகம் காரணமாக ஈதர் மிகக் குறைந்த உராய்வு விசையினை கொண்டிருக்கும் எனவும், பிரபஞ்சத்தில் உள்ள எல்லா வெளியிலும் ஈதர் பரவியிருக்கும் எனவும் மின்காந்த அலைகளும் ஈர்ப்பு அலைகளும் அதன் மூலமே பரவும் எனவும் உருவகித்தனர். ஈதர் மிக லேசாக இருப்பதால் அதன் வழியே கோள்கள் எந்த உராய்வும் இன்றி இலகுவாக பூச்சிய உராய்வுடன் பயணிக்க முடிகிறது. மேலும், ஈதர் எடையற்றது என்றும், பூமியும் மற்ற கோள்களும் ஒளியும் இந்த 'நிலையான' (absolute rest) ஈதரைப் பொறுத்து நகர்வதாகவும் கருதினார்கள். இந்த ஈதரின் இருப்பை அறியவே மைக்கல்சனும் மோர்லியும் இந்த பரிசோதனையை மேற்கொண்டனர்.

ஈதர் கணக்கீடு

பூமியானது சூரியனை 30 கி.மீ./நொடி(67,500 மைல்/மணிநேரம்) என்ற வேகத்தில் சுற்றிவருகிறது. இதில் சூரியன் அண்ட மையத்தில் மிக வேகமாக பிரபஞ்சத்தை (பூமியின் சார்பு வேகத்தால் நம்மால் உணர முடியாத வேகத்தில்) சுற்றி வருகிறது. இதில் 30 கி.மீ./நொடி என்பது நிலையான ஈதரை பொருத்து என்று கொள்ளப்பட வேண்டும்.1818ல் அகஸ்டின்- பிரெஸ்நெல் ஈதரை நிலையானதாகவும் பூமி அதை பகுதியளவு தன் இயக்கத்திற்கேற்ப மாருடுகிறது என்றும் முன்மொழிந்தனர். 1865ல் ஜேம்ஸ் கிளார்க் மக்ஸ்வெல் வெளியிட்ட மின்காந்த சமன்பாடுகளால் ஈதரின் இருப்பை அறிந்து கொள்ளமுடியவில்லை.

மைக்கல்சன் சோதனை

விக்கிமூலத்தில் பின்வரும் தலைப்பிலான எழுத்தாக்கம் உள்ளது:

The Relative Motion of the Earth and the Luminiferous Ether (1887)

ஒளியின் திசைவேகத்தை அறிய மைக்கல்சன் கண்டறிய பயன்படுத்திய மைக்கல்சன் அலைக்குறுக்கீட்டுமானியை இதற்கு பயன்படுத்தினார். சோடியம் ஆவிவிளக்கிலிருந்து வெளியிடப்பட்ட மஞ்சள் நிற ஒளியை பகுதி வெள்ளி ஆடியின் மூலம் செலுத்தி இரண்டு ஒளிகற்றைகள் ஒன்றுக்கொன்று செங்குத்தாக பிரிக்கப்படுகிறது. பிரிக்கப்பட்ட ஒளிகற்றைகள் சிறிய ஆடியின் மூலம் மீண்டும் மையத்திற்கே எதிரொளிக்கப்படுகிறது. அவை மீண்டும் ஒன்றிணைக்கப்பட்டு கண் அருகுவில்லைக்கு செலுத்தப்பட்டு அவை ஆக்க மற்றும் அழிவு குறுக்கீட்டு விளைவை ஏற்படுத்துகிறது. குறுக்கீட்டு விளைவின் இடமாறுபாடானது ஒளியானது நீள்வாட்டு மற்றும் குறுக்குவாட்டு பாதையில் செல்ல எடுத்துக்கொண்ட நேரத்தை பொறுத்து மாறுபடும்.

ஈதர் ஊடகத்தின் வழியே பூமி செல்லுமானால், ஈதருக்கு செங்குத்தாக பயணம் செய்த ஒளிகற்றை திரும்ப எடுத்துக்கொள்ளும் நேரத்தை விட ஈதருக்கு இணையாக பயணம் செய்யும் ஒளிகற்றை திரும்ப எடுத்துக்கொள்ளும் நேரமானது அதிகமானதாக இருக்கும். ஏனெனில், திரும்ப வரும்போது அது ஈதர் காற்றை எதிர்க்க அதிக நேரம் எடுத்துக்கொள்ளும். எனவே, பூமியின் இயக்கம் ஆனது, விளிம்பு (fringe) பிரிவில் 4% விளிம்பின் மாறுபாட்டிற்கு சமமாக இருக்கும் என மைக்கல்சன் கருதினார். ஆனால், அவர் எதிர்பார்த்த 0.04 விளிம்பு வேறுபாட்டை அவரால் கண்டறிய முடியவில்லை. அவரால் அதிகபட்சமாக அளவிடமுடிந்த விளிம்பு நகர்வு 0.018 (வடமேற்கு திசையில்) தான், மற்ற கணக்கீடுகள் அனைத்தும் இதை விட குறைவாகவே இருந்தன. இது, பிரெஸ்நெல் கணித்த ஈதரின் கோட்பாட்டை தவறு என கணித்தது.

இதை தொடர்ந்து மைக்கல்சனும் பலரும் வேறுபட்ட இடங்களில், வேறுபட்ட நேரத்தில், வெவ்வேறு ஒளியைக் கொண்டு சோதனையை நடத்தினர். ஆனாலும் அவர்கள் எதிர்பார்த்த முடிவுகளை அவர்களால் பெறமுடியவில்லை. இது ஈதரின் இருப்பினை பொய்யாக்கியது.

குறிப்புகள்

↑ Albrecht Fölsing (1998). Albert Einstein: A Biography. Penguin Group. ISBN 0-14-023719-4.

↑ Among other lessons was the need to control for vibration. Michelson (1881) wrote: "... owing to the extreme sensitiveness of the instrument to vibrations, the work could not be carried on during the day. Next, the experiment was tried at night. When the mirrors were placed half-way on the arms the fringes were visible, but their position could not be measured till after twelve o'clock, and then only at intervals. When the mirrors were moved out to the ends of the arms, the fringes were only occasionally visible. It thus appeared that the experiments could not be performed in Berlin, and the apparatus was accordingly removed to the Astrophysicalisches Observatorium in Potsdam ... Here, the fringes under ordinary circumstances were sufficiently quiet to measure, but so extraordinarily sensitive was the instrument that the stamping of the pavement, about 100 meters from the observatory, made the fringes disappear entirely!"
↑ Michelson (1881) wrote: "... a sodium flame placed at a produced at once the interference bands. These could then be altered in width, position, or direction, by a slight movement of the plate b, and when they were of convenient width and of maximum sharpness, the sodium flame was removed and the lamp again substituted. The screw m was then slowly turned till the bands reappeared. They were then of course colored, except the central band, which was nearly black."

மேற்கோள்கள்

[Folsing-1] Albrecht Fölsing (1998). Albert Einstein: A Biography. Penguin Group. ISBN 0-14-023719-4.

[2] Among other lessons was the need to control for vibration. Michelson (1881) wrote: "... owing to the extreme sensitiveness of the instrument to vibrations, the work could not be carried on during the day. Next, the experiment was tried at night. When the mirrors were placed half-way on the arms the fringes were visible, but their position could not be measured till after twelve o'clock, and then only at intervals. When the mirrors were moved out to the ends of the arms, the fringes were only occasionally visible. It thus appeared that the experiments could not be performed in Berlin, and the apparatus was accordingly removed to the Astrophysicalisches Observatorium in Potsdam ... Here, the fringes under ordinary circumstances were sufficiently quiet to measure, but so extraordinarily sensitive was the instrument that the stamping of the pavement, about 100 meters from the observatory, made the fringes disappear entirely!"

[3] Michelson (1881) wrote: "... a sodium flame placed at a produced at once the interference bands. These could then be altered in width, position, or direction, by a slight movement of the plate b, and when they were of convenient width and of maximum sharpness, the sodium flame was removed and the lamp again substituted. The screw m was then slowly turned till the bands reappeared. They were then of course colored, except the central band, which was nearly black."

[A 1]

[note 1]

[note 2]