Yorugʻlik tezligining oʻlchanishi

Yorugʻlik tezligini oʻlchash koʻp asrlar mobaynida olimlarni qiynab kelgan. 1676-yilda daniyalik astronom Olaf Remer yorugʻlik tezligining cheksiz ekani toʻgʻrisidagi taxminlarni rad etadi. Fransuz fizigi Arman-Ippolit-Lui Fizo 1849-yilda Parij chekkasida joylashgan 17,3 km uzunlikdagi yoʻlda Yerdagi ilk tajribani oʻtkazishga muvaffaq boʻladi. Unga koʻra, manbadan chiqayotgan nur tishli aylanma gʻildirak orqali toʻsiladi, gʻildirakning oʻlchangan aylanish tezligi qaytib kelib, tishli gardishda tutilgan nurning harakat davrini aniqlashda foydalanilgan. Fizo bu tajribasi yordamida hozirda qabul qilingan qiymatdan atigi 5 foiz farq qiluvchi yorugʻlik tezligi haqida maʼlum qiladi. Bir yildan soʻng esa fransuz fizigi Leon Fuko texnikani 1 foiz aniqlikkacha oshiradi.

Shu yili Fuko suvdagi yorugʻlik tezligi havodagi tezlikdan havo hamda suvning sinish koʻrsatkichlari nisbati boʻyicha kamligini koʻrsatib berdi va bu yorugʻlik refraksiyasi deb ataldi. Bu kattalik vakuumdagi yorugʻlikning modda ichidagi yorugʻlikka nisbatini ifodalovchi moddaning nur sindirish koʻrsatgichini hosil qildi. Shaffof muhitda yorugʻlikning sekinlashishi toʻgʻrisidagi umumiy xulosa Isaak Nyutonning yorugʻlik zarralari muhitda vakuumga qaraganda tezroq harakatlanishi haqidagi daʼvolariga bevosita zid keladi, XIX asrda esa zarra-toʻlqin munozarasiga oid barcha shubhalarga chek qoʻyadi.

Maykelson-Morley tajribasi kelib chiqishi nemis amerikalik fizik A.A. Maykelson 1870-yillarning oxirlarida yorugʻlik tezligini oʻlchash uchun ilk standartlarni oʻrnatadi, unga koʻra yorugʻlik tezligi hozirgi qiymatning 0,02 foizigacha aniqlikda oʻlchanadi. Yorugʻlik tezligi boʻyicha Maykelsonning eng diqqatga sazovor ishlari hali oldinda edi. Yorugʻlikning toʻlqin xossasi haqidagi Gyuygensning ilk taxminlaridan boshlab Yung, Fresnel hamda Maksvellning tobora takomillashgan nazariyalari orqali havo tovush uzatishni qoʻllab-quvvatlaganidek, asosiy fizik muhit yorugʻlik uzatishni qoʻllab-quvvatlaydi, deb faraz qilishgan. Efir, shuningdek, yorugʻlik efiri deb nomlangan muhit butun fazoni qamrab olgan, deb fikr yuritishgan. Efirning yakuniy fizik xususiyatlari muammoli edi — yorugʻlikning yuqori chastotali koʻndalang tebranishlarini qoʻllab-quvvatlash uchun u qattiq boʻlishi kerak edi, biroq efirning sayyora harakatiga taʼsiri yoʻqligi va quruqlikning hech qayerida uchratish imkonsizligi tufayli u siyrak hamda kimyoviy jihatdan aniqlanmaydi.

Garchi Maksvellning elektromagnit nazariyasi matematikasida qoʻllab-quvvatlovchi muhit xususiyatlari haqida gap ketmagan boʻlsa-da, uning oʻzi ham efirning mavjudligiga ishonib, 1870-yillarda “Encyclopædia Britannica” —“Britannika ensiklopediya”sining 9-nashri uchun bu mavzuda maqola yozgan. 1887-yilda Maykelson amerikalik kimyogar Edvard Morley bilan birgalikda Yerning Quyosh atrofida aylanish davridagi efir boʻylab harakatini aniqlashga moʻljallangan optik oʻlchamlarning aniq toʻplamini yakunladi.

Maykelson-Morley tajribasidagi oʻlchovlar efirda tinch holatda boʻlgan kuzatuvchi efir boʻylab harakatlanayotgan kuzatuvchidan boshqacha tezlikni aniqlaydi, degan farazlarga asoslangan. Yerning Quyoshga nisbatan tezligi soniyasiga 29.000 metr boʻlgani, yaʼni yorugʻlik tezligining taxminan 0,01 foizining tashkil qilishi tufayli harakat yorugʻlikning nisbiy tezligidagi har qanday oʻzgarishlarni oʻlchash uchun qulay nuqtani taʼminlaydi. Maykelson optik interferometri yordamida Yerning orbital harakati davomida unga parallel hamda perpendikulyar harakatlanayotgan ikkita yorugʻlik nurlari orasidagi interferensiya kuzatildi. Asbob interferometrning ikki yoʻlagidagi yorugʻlik tezliklari orasidagi farqni soniyasiga 5000 metrgacha aniqlashga qodir edi (yaʼni, yorugʻlik tezligining 100,000 dan 2 qismidan kamroq). Farq topilmadi. Agar Yer haqiqatan ham efir boʻylab harakat qilgan boʻlsa, harakat yorugʻlik tezligini oʻlchash uchun hech qanday taʼsir koʻrsatmagan koʻrinadi.

Bugungi kundagi eng mashhur nol natijali tajriba sifatida 1905-yilda Albert Eynshteyn oʻzining Maxsus nisbiylik nazariyasini ishlab chiqishda yorugʻlik tezligining barcha kuzatuvchilar uchun bir xil, deya taʼkidlaganini misol qilib keltirish mumkin. Masalan, yorugʻlikning oʻlchangan tezligi kuzatuvchi va yorugʻlik manbasining nisbiy harakatiga bogʻliq emas. Imtiyozli doiradagi gipotetik efirdan keraksiz konstruksiya sifatida voz kechildi.

Manba: britannica.com
Muqova suratlar: wallpaperflare.com / cloudinary.com