Черные дыры, информация и энтропия

На последнем уроке физики Алису кое-что глубоко озадачило, и она надеялась, что новые знакомые помогут разобраться в запутанных вопросах. Поставив свою чашку чая, она неуверенно спросила:

– «А свет состоит из волн или из частиц?»

– «Да, именно так», – ответил Сумасшедший Болванщик.

Немного раздраженно Алиса переспросила в полный голос:

– «Так какой же ответ? Я повторю вопрос: свет – это частицы или волны?»

– «Совершенно верно», – подтвердил Болванщик.

Эксперимент Майкельсона - Морли

В 1676 г. датский астроном Оле Христенсен Рёмер, наблюдая движение спутников Юпитера, обнаружил, что скорость света имеет конечное, хотя и очень большое значение. По результатам его измерений она составила примерно 220 000 км/сек, что весьма близко к современному значению 299 792.458 км/сек.  

В 1865 г. английский физик Джеймс Кларк Максвелл сумел объединить две частные теории, с помощью которых тогда описывали электрические и магнитные силы. Согласно уравнениям Максвелла, в электромагнитном поле, составленном из двух полей, могут существовать волноподобные возмущения, которые распространяются с постоянной, фиксированной скоростью, как волны на поверхности пруда. К тому времени было уже известно, что свет имеет электромагнитную природу. Говоря о фиксированной скорости света, нужно было указать, относительно чего она измеряется. В связи с этим было постулировано существование некой субстанции, названной «эфиром», которой наполнено все, даже «пустое» пространство. Распространяясь в эфире, как в упругой среде, свет должен иметь фиксированную по отношению к эфиру скорость. Наблюдатели, с разными скоростями движущиеся относительно эфира, должны видеть, что свет идет к ним с разной скоростью.

Гипотеза эфира выглядела настолько неоспоримой, что даже Д.И.Менделеев выделил для него специальную клетку в своей знаменитой таблице. В 1887 г. Альберт Майкельсон и Эдвард Морли поставили в Кливлендской школе прикладных наук очень точный эксперимент, имеющий целью определить скорость движения Земли сквозь эфир, иначе говоря, определить скорость встречного «эфирного ветра». Майкельсон и Морли сравнивали значение скорости света, измеренной в направлении движения Земли, с ее значением, измеренным в перпендикулярном направлении. К своему огромному удивлению, они обнаружили, что оба значения совершенно одинаковы! В последующие два десятилетия было выдвинуто множество попыток объяснения результатов этого эксперимента. В 1905 году никому тогда неизвестный сотрудник Швейцарского патентного бюро Альберт Эйнштейн, принимая во внимание результаты этого эксперимента, предложил новую механику, в которой гипотеза эфира становилась ненужной, а отсутствие «эфирного ветра» объяснялось автоматически. Эта механика впоследствии была названа специальной теорией относительности

В настоящее время предпринимается большое количество попыток дезавуировать результаты эксперимента Майкельсона – Морли, в чем можно легко убедиться, совершив соответствующий поиск в Интернет. Многие «ниспровергатели» пытаются объяснить это неправильными расчетами ожидаемого результата. Цель данной статьи – показать правильность этих расчетов по возможности просто и достоверно. Применяемые математические выкладки элементарны и понятны даже школьнику, приступившему к изучению алгебры.