Prąd Eteru: Świeże Spojrzenie cz. I

 

Eksperymenty Daytona Millera
Prąd Eteru: Świeże Spojrzenie*

by James DeMeo, Ph.D.
Director, Orgone Biophysical Research Lab,
Greensprings, PO Box 1148, Ashland, Oregon 97520 USA.

Tłumaczenie Antoniusz

 

Case W. R. U. Archive

Interferometr wiązki światła Daytona Millera, o średnicy 4,3m, był największym i najczulszym aparatem tego typu jaki kiedykolwiek zbudowano,  lustra odbijały wiązkę światła na drodze  64 metrów. Został on użyty do definitywnego ustalenia “ether-drift” [prąd eteru] w eksperymencie na Mt. Wilson, w latach 1925-1926. Ochronne osłony są usunięte by na fotografii była widoczna cała droga światła w interferometrze.

 

 

      W historii nauki zarejestrowano w 1887 eksperyment, na potwierdzenie istnienia wiatru eteru, Alberta Michelsona i Edwarda Morleya, jako punkt zwrotny, po którym eter wypełniający przestrzeń został odrzucony przez ogół fizyków. Od tego czasu, postulat "przestrzeni pustej" został przyjęty, wraz z odpowiednimi pojęciami, które wymagały stałości szybkości światła, jak to jest w teorii względności Alberta Einsteina. Teraz sławny eksperyment Michelsona-Morleya szeroko jest cytowany, w prawie każdym podręczniku fizyki, ze stwierdzeniem "brak" lub "negatywny" wynik. Mniej znana, ale jednak o wiele bardziej znacząca i szczegółowa była praca Daytona Millera.

 

      Artykuł w Reviews of Modern Physics, 1933 Daytona Millera szczegółowo opisujący ponad 20 letnie badania prądu (wiatru) eteru oraz uzyskane pozytywne wyniki, pozostaje najbardziej znaczącą pracą na temat wiązki światła badanej w interferometrze. Inne pozytywne wyniki eksperymentów w celu wykrycia eteru uzyskano również, w pracach Sagnaca (1913) i Michelsona i Gale'a (1925), udokumentowano istnienie zmienności szybkości światła (c + v > c - v), ale były one niewłaściwie skonstruowane, by wykryć większy kosmologiczny prąd eteru Ziemi i Systemu Słonecznego, poruszających się w przestrzeni. Praca badawcza, dotycząca prądu eteru, Daytona Millera, tak została zbudowana, że dała spójne i pozytywne wyniki.

      Praca Millera, trwała od 1906 do połowy 1930 roku, jego obliczenia rzeczywistego kierunku ruchu i wielkości ruchu Ziemi, poruszającej się przez kosmologiczny ośrodek, bardzo silnie wspierają ideę prądu eteru. W 1933, Miller stwierdził,że Ziemia płynie z prędkością 208 km/sek. w kierunku an apex in the Southern Celestial Hemisphere, towards Dorado, the swordfish, right ascension 4 hrs 54 min., declination of -70° 33', in the middle of the Great Magellanic Cloud and 7° od południowego bieguna ekliptyki.

      Konkluzja ta jest oparta na zmierzonej w interferometrze prędkości około 10 km/sek zakładając, że Ziemia poruszając się ze stałą prędkością, popycha eter w kierunku ruchu, co obniża szybkość eteru od około 200 do 10 km/sek  przy powierzchni Ziemi. Dzisiaj jednak, praca Millera jest mało znana i zapomniana, jak i inne, prawie wszystkie eksperymenty, które dały pozytywne wyniki potwierdzające istnienie eteru w przestrzeni. Współczesna fizyka wskazuje zamiast tego, na dużo wcześniejszą i mniej znaczącą pracę Michelsona-Morleya, na  "dowód że eter nie  istnieje".

      Miller stanowczo przekonywał o swoich badaniach eteru, a nie mógł być zignorowany. Był absolwentem fizyki Princeton University,prezydentem American Physical Society and Acoustical Society of America, przewodniczącym oddziału Physical Sciences of the National Research Council, przewodniczącym departamentu fizyki Case School of Applied Science (dzisiaj Case Western Reserve University) oraz członkiem National Academy of Sciences, był dobrze znany ze swoich prac w dziedzinie akustyki, a więc Miller nie był "outsiderem".

      Za życia opublikował szereg artykułów, prezentując solidne dane na temat istnienia mierzalnego prądu eteru i z powodzeniem bronił swojego odkrycia przed niemałą liczbą krytyków, nie wyłączając Einsteina. Zastosował interferometr wiązki światła, tego samego typu jakiego używali Michelson i Morley, ale o bardziej precyzyjnej konstrukcji, ze znacząco dłuższą drogą wiązki światła.

 

      Na pewien okres przeniósł urządzenie na wierzchołek góry Mt. Wilson (na wysokość ponad 6,000 stóp), gdzie mniej pociągany przez Ziemię eter, zgodnie z przewidywaniami teorii, poruszałby się szybciej niż przy powierzchni morza. Dopóki żył, jego prace nie mogły być podważone przez krytyków. Jakkolwiek do końca życia, były tematem niewygodnym, ponieważ jego pomiary eteru po prostu zostały zignorowane przez większość świata fizyki, zniewolonego przez teorię względności Einsteina.

      Po śmierci w 1941, praca Millera została w końcu odrzucona w krytycznej publikacji z 1955r w Reviews of Modern Physics przez grupę: Robert S. Shankland, S.W. McCuskey, F. C. Leone and G. Kuerti (nazywaną "zespołem Shanklanda" lub "artykułem Shanklanda"), w której zrobiono wszechstronną rewizję danych Millera, odkrywając słabe punkty.

      Lloyd Swenson w „Eteryczny Eter” (1972) prezentuje pobieżną dyskusję pracy Millera i jego "niewyjaśnionych" pozytywnych wyników, dając w wysokim stopniu podstawy do istotnej  krytyki zespołu Shanklanda. Swenson napisał:

      Shankland, po obszernej konsultacji z Einsteinem, zdecydował się na kompletną rewizję obserwacji Millera ... Einstein widział końcowy szkic, [rękopisu wstępnej publikacji Shankland'a,] i napisał osobisty list z wyrazami uznania za wyjaśnienie w końcu, małych okresowych zmian, w eksperymentach [Millera,] na górze Mt.Wilson. (Swenson, p.243)

W sierpniu 1954, Einstein napisał do Shanklanda:

„Dziękuję Ci bardzo za przysłanie mi twoich starannych studiów eksperymentu Millera. Te eksperymenty, przeprowadzono oczywiście starannie, merytorycznie, z bardzo staranną analizą statystyczną. Jest ważne, że istnienie nietrywialnego pozytywnego efektu oddziaływałoby bardzo głęboko na fundamenty teoretycznej fizyki, które są obecnie zaakceptowane. Pokazałeś przekonująco, że zaobserwowany efekt jest poza zakresem przypadkowych odchyleń i musi, dlatego, mieć systematyczną przyczynę, nie mającą nic wspólnego, z „wiatrem eteru”, ale z różnicami temperatury powietrza przechodzącego przez dwie wiązki światła, które doprowadzają do interferencji.” (Shankland, 1973a, p.2283)

      Po powyższych wyjaśnieniach, na pewno wydawałoby się, że przypadek Millera w końcu został zamknięty, poniósłszy klęskę, został ostateczne w końcu wyjaśniony. Najsilniejszy argument za kosmologicznym prądem eteru został zamieciony do kąta, jako domniemany wynik błędów temperatury, a teoria względności Einsteina rosła w popularności i dominacji.

      Porównam tu krytykę zespołu Shanklanda z 1955 z tym, co rzeczywiście zawierają publikacje Millera, szczególnie ta z 1933, w której podsumował swoją pracę. Twierdzę, że artykuł Shanklanda, opublikowany w 14 lat po śmierci Millera, wykorzystał krytyczne spekulacje, które poprzednio były podnoszone i zostały odparte za życia Millera i nie były poważnie uważane za wiarygodne, oprócz fundamentalistów anty-eterowych. Artykuł Shanklanda wypaczył również dane Millera w kilku miejscach i ponadto fałszywie przywłaszczył sobie miano "ostatecznej odpowiedzi", którą z pewnością nie był. Aby właściwie ustawić to główne zagadnienie w historii nauki, przedstawię również główne fakty z pracy Millera.

      Podstawowe zasady badania prądu eteru przy pomocy wiązki światła w interferometrze są opisane w większości podręczników, jednak z typowymi opartymi na faktach błędami (tzn., niewielki pozytywny wynik w eksperymencie Michelsona-Morleya jest prawie zawsze fałszywie określany jako wynik "brak" lub "zerowy") i nie będą tu powtórzone. Jednak nowatorskie metody wprowadzone przez Millera, do badania prądu eteru, cechy konstrukcyjne interferometru i zasady działania, które nie są szeroko znane - będą tu omówione.

 

 

Case W. R. U. Archive

Oryginalny interferometr Michelsona-Morelya z około 22-metrową drogą wiązki światła, zamontowano na murowanej platformie w piwnicy starego budynku Case School Physics (dzisiaj, Case-Western Reserve University). Ten interferometr był o jedną trzecią mniej czuły niż interferometr 64-metrowy jaki zbudował później Miller. Tak gęste warstwy i osłaniające kamienie piwnicy, jak to pokazał Miller, zwolniły ruch eteru. Ten problem, oraz stosunkowo krótka droga światła i umieszczenie na stosunkowo małej wysokości (w piwnicy), rzeczywiście gwarantowały tylko mały (ale nigdy "zerowy") wynik pomiaru.

 

Praca Millera -  Interferometr

      Miller zaczął badania problemu prądu eteru i wiązki światła w interferometrze z Edwardem Morleyem, od 1902 do 1906r, używając aparatu trzy razy czulszego niż oryginalny interferometr użyty przez Michelsona-Morleya w 1887r. W późniejszych latach, od 1921 do 1928, Miller zrobił udoskonalenia czułości interferometru, uzyskując coraz bardziej znaczące pozytywne efekty. Jego interferometr był największym i najczulszym jaki kiedykolwiek zbudowano, żelazne skrzyżowane ramiona miały 4,3 metra długości a wysokość  1,5m. Cztery grupy luster zamontowane na końcu każdego z ramion, odbijały poziomo wiązkę światła tam i z powrotem 16 razy, uzyskując długość drogi światła 64 metry od źródła do miejsca powstania prążków interferencyjnych, gdzie ich względne przesunięcie było obserwowane przy pomocy powiększającego teleskopu. Aparat pływał w kołowym zbiorniku rtęci, zmniejszającej tarcie przy obrotach. Ruchy przesuwających się prążków (w dziesiętnych prążka, w kierunku plus i minus ) były obserwowane przez jedną osobę, która szła dookoła z aparatem gdy ten obracał się, podającą odczyty, gdy zabrzmiał dzwonek, który automatycznie się uruchamiał poprzez elektryczny mechanizm co  24°. Asystent zanotował odczyty na papierze. Odczyty, z kolejnych obrotów aparatu tworzyły zatem "zestawy", które robiono w różnych porach dnia i w porach roku. Zestawy danych uśredniano zgodnie z czasem gwiazdowym, który był skorelowany ze współrzędnymi gwiazdowymi (niebieskimi). Miller doszedł do wniosku, że efekt pociągania eteru przez wnętrze Ziemi wymaga, aby wykonywać pomiary na większej wysokości (aby zmniejszyć przewidywane wleczenie w stosunku do poziomu morza) oraz dodatkowo przedsięwziął eksperymenty z konstrukcją, gdzie ściany na poziomie drogi światła otwarto dla powietrza, i przykryto płótnem. Tylko szkło lub szkło i lekkie przykrycie z papieru zostały użyte wzdłuż drogi wiązki światła, wszystkie drewniane lub metalowe osłony zostały usunięte. Dla kontrastu, oryginalny interferometr Michelsona-Morleya miał drogę światła o długości około 22 metrów (Michelson 1927, p.153) i eksperymenty zostały wykonane z nieprzezroczystym drewnianym przykryciem osłaniającym urządzenie, i znajdował się w piwnicy jednego z budynków, zbudowanego z dużych kamieni, w Case School w Cleveland.

 

 

Droga światla w interferometrach Michelsona-Morleya i Millera.Źródło  (S) generuje światło, które przechodzi przez soczewkę (L) I jest rozdzielane przez pół-srebrne lustro (D).Wiązka  odbija się tam i z powrotem wzdłuż ramin (I i II) do luster (ponumerowanych 1-8), przed końcowym spotkaniem na pół-srebrnym lustrze (D) i  odbiciem do małego okularu w teleskopie (T) gdzie prążki interferencyjne są obserwowane.

 

 

Prążki interferencyjnetak jak je widać w teleskopie (lunetce) interferometru. Powiększone w okularze z precyzyjnie oznaczonym znacznikiem, by można było zaobserwować boczny ruch lub przesunięcie gdy instrument był obracany. W większym aparacie Miller użył lunetki 50x, co pozwalało odczytać setne części prążka, gdy w typowych rejestrowano dziesiąte części.

W artykule z 1933r, Miller opublikował wszechstronne streszczenie swojej pracy z dużą iloścą danych, które były podstawą jego wniosków. W sumie zrobiono ponad 200 000 odczytów, przy ponad 12 000 obrotów interferometru, podejmując je w różnych miesiącach roku, zaczynając od 1902 z Edwardem Morleyem w Case School w Cleveland i kończąc w 1926 na Mount Wilson. Dane uzyskane w Case School w okresie 1922 do 1924 nie zawierały wyników wielu kontrolnych eksperymentów. Ponad połowa odczytów Millera, które zostały zrobione na Mount Wilson wykonano przy najbardziej wyszukanych procedurach kontrolnych, w szczegółowo omówionych eksperymentach z 1925 i 1926. Dla kontrastu, możemy wspomnieć tu, oryginalny eksperyment Michelsona-Morleya z 1887 w którym dane zebrano w ciągu tylko sześciu godzin gromadzenia danych przez cztery dni (lipiec 8, 9, 11 i 12 w 1887), przy tylko 36 obrotach interferometru. Pomimo tego że, jak pokazano poniżej, Michelson i Morley pierwotnie uzyskali mały pozytywny wynik, był on systematycznie ignorowany lub fałszywie interpretowany przez nowoczesną fizykę. Michelson i Morley stwierdzili:

"...względna szybkość Ziemi i eteru jest prawdopodobnie mniejsza niż jedna szósta prędkości orbitalnej Ziemi, a z pewnością mniejsza niż jedna czwarta. ... Eksperyment będzie zatem powtórzony za trzy miesiące by wszystkie wątpliwości zostały usunięte." (Michelson-Morley 1887)

Niestety na złość wszystkim żądaniom przeciwników, Michelson i Morley nigdy nie zrobili dodatkowych eksperymentów w innych porach roku, by "całkowicie usunąć wątpliwości". A Miller to zrobił. Przez wiele lat budował coraz czulszy aparat, używając go na większych wysokościach i w otwartych strukturach, uzyskując wyraźne i pozytywne potwierdzenie istnienie eteru. Jego eksperymenty ukazały systematyczne okresowe efekty, które wskazały podobieństwo do obrotów w kosmicznym eterze, o zmiennej wielkości, zależne od pory roku, dnia, gęstości materiałów osłaniających lub otaczających aparat i wysokości, na której eksperyment był wykonywany. Argumentował, że umieszczenie w piwnicy, osłony interferometru z nieprzezroczystego drewna lub obudowa z metalu, powodują uzyskanie bardzo małych, znikomych efektów, podczas gdy umieszczenie na większej wysokości i w rzadszych strukturach dają większe i łatwiej dostrzegalne efekty. Dla porównania eksperyment Michelsona-Morleya, został wykonany w piwnicy kamiennego budynku na poziomie morza. Pomimo tego, uzyskano małe pozytywne wyniki, które zgadzały się z wynikami Millera. Obserwacje Millera były również spójne w długookresowych okresach pomiarów. Zauważył, że gdy dane zostały rozplanowane w czasie gwiazdowym, to powstała "... bardzo uderzająca konsekwencja ich głównych cech... dla azymutu i wielkości... jak gdyby miały wspólną przyczynę... Zaobserwowany efekt jest zależny od czasu gwiazdowego i jest niezależny od codziennych i sezonowych zmian temperatury i innych ziemskich przyczyn i... jest zjawiskiem kosmicznym. " (Miller 1933, p.231)

 

Typowy zestaw (karta) danych z zapisem  20 obrotów interferometru w tym przypadku z dnia 23 września 1925, 3:09 - 3:17 rano na Mount Wilson. Ponad 300 takich kart danych, zawierających ponad 6000 obrotów interferometru zarejestrował sam Miller na Mt. Wilson.

 

 

Debata z Einsteinem

Jest kilka listów wskazujących na pewne napięcie między Albertem Einsteinem i Daytonem Millerem, co najmniej od początku 1920r. W czerwcu 1921, Einstein napisał do fizyka Roberta Millikana: "wierzę, że naprawdę znalazłem relację między grawitacją i elektrycznością, zakładam, że eksperyment Millera oparty jest na podstawowym błędzie. Inaczej cała  teoria względności wali  się jak domek z kart. " (Clark 1971, p.328)

       Prywatnie w listach i w rozmowach, toczyła się walka o filozoficzną dominację, ale czasami ta walka ujawniała się publicznie:

Obalić teorię Einsteina.

Grupa naukowców będzie dalej prowadzić badania prądu eteru.

 

Einstein dyskredytuje eksperymenty mówiąc naukowcom na Uniwersytecie w Berlinie, że badania prądu eteru w Cleveland wykazują wyniki zerowe, a na Mount Wilson są wyniki pozytywne.

 

To wysokość wpływa na wyniki.

Ponadto, różnice temperatury są źródłem błędu.

Mówi dr Miller:

”Problem profesora Einsteina jest taki, że nie zna on
żadnych moich wyników eksperymentów.”

„Twierdzi on od trzydziestu lat, że eksperymenty w Cleveland dały negatywne wyniki. Nigdy nie powiedzieliśmy, że były negatywne wyniki i faktycznie nie było negatywnych wyników. Powinien mi zaufać, że ja wiem jak różnice temperatury wpływałyby na wyniki.
Napisał do mnie w listopadzie sugerując to.
Nie jestem tak naiwny by nie robić poprawek na zmiany temperatury”

(Cleveland Plain Dealer newspaper, 27 Jan. 1926).

Powyższy tekst w gazecie jest znaczący, ponieważ pokazuje, że Einstein zasugerował dyskusję na temat "problemu termicznego" podważając wyniki eksperymentu Millera wcześniej niż w 1926. Są inne opisy niezadowolenia Einsteina z wyników Millera w "Conversations with Albert Einstein" opisanych przez Roberta Shanklanda wiele lat po śmierci Millera. (Shankland 1963, 1973b)

Eksperymenty kontrolne

Miller był w pełni świadom krytyki jego odkrycia, że jego interferometr reagował na wpływy mechaniczne, magnetyczne lub cieplne. Jego duża wielkość i czułość, wymagały ostrożnego postępowania przed każdym użyciem. Do ustawienia luster użyto śrub z niezmiernie drobnymi nitkami gwintu, by można było wydzielić 100 długości fal światła, przez obrót śruby tylko o 16°. Było to niewystarczające i dla ostatecznego ustawienia dodawano małe odważniki, około 100 gram na końcach ramion, co powodowało mikro ugięcie żelaznej konstrukcji tylko o kilka długości fali. Tylko wtedy prążki interferencyjne były widoczne. Jednocześnie, dodatkową troską było, by zapobiec wypaczeniom, które powodowane były mechanicznymi wibracjami. W konsekwencji, od samego początku eksperymentów, Miller przedsięwziął obszerne procedury i eksperymenty kontrolne, aby uchronić go przed przedmiotami w laboratorium i obiektywnie określić jak czuły jest jego aparat na wpływy zewnętrzne.

Szczególnie między 1922-1924r., Miller zarządził bardzo surową kontrolę eksperymentu odpowiadając na krytykę po wcześniejszych publikacjach, by zrobić aparat tak czuły jak to możliwe tylko po to, by wykryć prąd eteru. Specjalnie został  zbudowany interferometr z aluminium i mosiądzu, by wyeliminować możliwe efekty magnetyczne w konstrukcji (zmierzony okresowy prąd eteru był taki sam, jak w przypadku oryginalnego żelaznego interferometru). Zostały wymuszone procedury, by określić efekty mechanicznej wibracji - takie jak używanie obluzowanego lub ściśniętego bolca centrującego. Podstawa zrobiona była z drewna, metalu lub betonu i pływała w zbiorniku rtęci, by określić i skorygować efekty napięć i deformacji. Aparat nie był dotykany w czasie działania, ale delikatnie pociągany wokół przez cienki sznur, wolno przyśpieszając do pożądanej szybkości obrotowej płynąc w zbiorniku rtęci. Różne źródła światła zostały wypróbowane, montowane w różnych miejscach aparatu. Źródło światła poza konstrukcją również zostały wypróbowane, użyto światła słonecznego, ale w końcu zostało użyte sztuczne źródło światła, umieszczone nad centralną osią obrotu.

 

 

Case W. R. U. Archive

Eksperymety kontrolne. powyżej: Drewniana platforma zastosowana do umieszczenia luster i optyki interferometru, wewnątrz budynku Case School. poniżej: betonowa platforma podtrzymująca lustra i optykę interferometeru, w małym pomieszczeniu na ziemi w Case School.

 

 

Case W. R. U. Archive

Możliwe efekty zmian temperatury zostały ocenione przez używanie promieniowania z parabolicznych grzejników, by sztucznie ogrzać aparat i powietrze, przez które przechodziła wiązka światła. Te eksperymenty pokazały że interferometr wyraźnie był wrażliwy na sztuczne ogrzewanie a więc podjęto kroki, by wyrugować ten efekt. Silne promieniowanie źródła ciepła, mogło powodować, wykrzywienie aparatu, jeżeli skupione było tylko na jednym ramieniu lub parze skrzyżowanych metalowych ramion. Równomierne ogrzewanie aparatu nie powodowało żadnego efektu, ale metalowe ramiona zostały niemniej jednak przykryte jednocalową izolacją z korka, by usunąć wpływ promieniowania cieplnego. Drodze światła, dano osłonę ze szkła, która ustabilizowała temperaturę wewnątrz i następnie, przykryto papierem, który nie wpływał na prąd eteru, ale chronił przed możliwymi zmianami temperatury. Niskopoziomowe cieplne efekty również zostały wzięte pod uwagę, począwszy od ciepła ludzkiego ciała, przez zmiany miejsca dla asystenta kiedy aparat był obracany i obsługiwany.

Temperaturowe efekty od otaczającego środowiska, zostały również ocenione. Wczesne eksperymenty nad prądem eteru, w tym Michelsona-Morleya i Morleya-Millera, zostały wykonane w piwnicy, miejscu o stosunkowo ustabilizowanej temperaturze, ale osłoniętym skutecznie od prądu eteru z powodu ciężkiego i gęstego materiału budynku. Eksperyment Millera na wierzchołku Mt. Wilson wymagał innego podejścia, zbudowano specjalny budynek, by osłonić interferometr. Ściany, dach i wszystkie okna przykryto płótnem. Podczas ostatnich eksperymentów na Mt. Wilson w 1925-1926, ponad dachem ustawiono namiot i ustawiono mur, by dodatkowo osłonić się od bezpośredniego światła słonecznego, w celu zmniejszenia promieniowania cieplnego od ścian.

 

 

Interferometr Millera całkowicie izolowany taki jaki był ostatecznie użyty na Mt. Wilson, w 1925, z dopasowanymi, grubości 1", izolującymi panelami z korka, które przykrywały konstrukcje wspierającą z metalu i szkła oraz lekkie warstwy papieru wzdłuż drogi światła (papier usunięto przed fotografią). Te kroki wyeliminowały znaczące wpływy różnic temperatury otoczenia na aparat i powietrze na drodze wiązki światła, ale nadal uwidaczniał się prąd eteru.

 

 Case W. R. U. Archive.

Budynek  interferometru na Mt. Wilson. Na górze: widoczne zasłonięte płótnem okna i izolowane ściany "beaver-board" (połączenie włókna z drewnem). poniżej: ten sam dom osłonięty namiotem dach i ściany w celu dalszej stabilizacji temperatury.

 

Case W. R. U. Archive

 

 

Case W. R. U. Archive.

Położenie budynku z interferometrem Millera na szczycie Mt. Wilson, w miejscu później znanym jako " Skały Eteru". Dzisiaj, jak zostałem poinformowany, nie ma tam żadnej informacji o wielkiej pracy Millera, a tylko pamiątkowa płyta poświęcona Michelsonowi i Einsteinowi.

 

cdn.