¿Por qué el experimento de Michelson-Morley solo contradice el éter?

Hay una formulación alternativa a la relatividad especial, la teoría del éter de Lorentz. Esta teoría alternativa permite que el marco del éter aún exista. Nadie lo enseña. ¿Por qué?

La relatividad especial hace dos suposiciones muy simples, que las leyes de la física son las mismas en todos los marcos inerciales y que la velocidad de la luz es la misma para todos los observadores inerciales. La transformación de Lorentz y todo lo que ella implica se deriva de estas simples suposiciones.

La teoría del éter de Lorentz, por otro lado, postula un marco especial, el marco del éter, donde las leyes de Maxwell realmente se cumplen. Según esta teoría, este es el único marco en el que la velocidad de la luz en un sentido es la c de Maxwell . La teoría del éter de Lorentz también postula la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud como axiomáticas. Estos conducen a la transformación de Lorentz, ya que la velocidad de ida y vuelta de la luz es la c de Maxwell .

La única forma de distinguir estas dos teorías es encontrar una forma de medir la velocidad de la luz en un solo sentido. Eso no es posible y, por lo tanto, no hay forma de distinguir experimentalmente las dos teorías. Sin embargo, los instructores de física solo enseñan relatividad especial. Tienes que cavar profundo, muy profundo, para encontrar defensores de la teoría del éter de Lorentz.

Una razón es que las suposiciones de la dilatación del tiempo y la contracción de la longitud como axiomáticas parecen más bien ad hoc (y eso es decirlo bien). Una razón aún mayor es que la teoría del éter de Lorentz introduce una hipótesis clave no comprobable, la existencia del marco del éter. Este marco no se puede detectar. La dilatación del tiempo y la contracción de la longitud conspiran para ocultarlo de la vista. Una razón mayor aún es la relatividad general. Los axiomas de la teoría del éter de Lorentz son incompatibles con la relatividad general. El último clavo en el ataúd es la mecánica cuántica, que elimina la necesidad de un medio a través del cual se propague la luz. Sin ese medio tan autocontradictorio (el éter luminífero), ¿cuál es el punto de tener un marco de éter?

La perspectiva geométrica moderna de la relatividad especial no es tanto que la velocidad de la luz sea constante, sino más bien que existe una velocidad finita que es la misma para todos los observadores, y que la luz necesariamente se mueve a esta velocidad porque es transportada por partículas sin masa. .

Lo que motiva la existencia de esta velocidad finita universalmente acordada es la geometría. ¿Qué geometrías producen un universo en el que la mecánica newtoniana parece mantenerse en el límite de velocidad cero, y qué dicen estas geometrías acerca de una velocidad que es la misma para todos los observadores?

La respuesta es que hay dos casos: esta velocidad universalmente acordada es infinita o finita. Una velocidad infinita universalmente acordada da como resultado el universo de Newton. Una velocidad finita da como resultado el espacio-tiempo de Minkowski que describe la geometría de la relatividad especial. Experimentalmente, la velocidad finita de la luz parece ser la misma para todos los observadores, lo que falsea la noción de un universo newtoniano con el espacio y el tiempo euclidianos como variable independiente.

El resultado de Michelson-Morley es un desafío para cualquier teoría que especifique un marco preferido para el electromagnetismo y es por eso que causa problemas a la teoría del éter. No creo que las respuestas a tu pregunta anterior impliquen nada más. El problema de encontrar el marco de referencia correcto para el electromagnetismo se resolvió, no encontrando un marco preferido, sino encontrando un conjunto diferente de reglas para transformar entre marcos para que fuera correcto en cada marco.

mi opinión de por qué MM refuta el éter es que los "marcos especiales" fallan en la Navaja de Occam o en el Principio de Copérnico .

si realmente existiera éter y los resultados de MM fueran válidos, eso significaría que este "marco especial" se mueve junto con la Tierra alrededor del sol todo el tiempo. la razón por la que los resultados de MM hablaron de manera tan significativa fue que realizaron el experimento una y otra vez durante varias estaciones del año. si la Tierra no es particularmente especial como un lugar en el Universo (dejemos de lado que el "marco especial" se mueve con estas formas de vida inteligentes "especiales" llamadas "homo sapiens"), debemos esperar que si bien es posible que en el En primavera, sucede que la Tierra se mueve junto con el éter, luego, en otoño, debe estar moviéndose a través de él. y lo suficientemente rápido como para que el cambio en el patrón de interferencia en MM sea claramente perceptible.

a diferencia de la teoría de cuerdas (o una conjetura del Multiverso), la teoría del éter era en realidad falsable. hizo una predicción que eventualmente podría probarse, se probó en 1887 y se falsificó. algo debería haberse notado a menos que afirmes que el éter sigue a nuestro planeta a medida que giramos alrededor del Sol.

... las propiedades de este llamado éter, se suponía que tenían un corte cero y ser como un medio idealista que no podía ser desfigurado por ninguna fuerza conocida. entonces, ¿cómo podríamos esperar que el experimento MM tuviera un retraso de fase? El éter puede no existir, pero no lo sabemos a través de este experimento. Además, el tejido del espacio-tiempo se está volviendo más grueso y más relevante y podría ser otro nombre para el éter. Así que la existencia de un medio omnipresente parece plausible y necesaria.