La teoría de cuerdas y la búsqueda de el éter

Aquí sólo tiene una idea de la relatividad - la visión necesaria para entender la teoría de cuerdas. En este artículo se explica cómo el modelo de éter no pudo igualar los resultados experimentales y cómo Einstein introdujo la relatividad especial para resolver el problema.

En la última parte del siglo 19, los físicos estaban buscando a la misteriosa éter - el medio que creían existía para las ondas de luz de onda a través. Su incapacidad para descubrir este éter, a pesar de los buenos experimentos, fue frustrante, por decir lo menos. Su fracaso abrió el camino para la explicación de Einstein, en la forma de la teoría de la relatividad.

Las olas tenían que pasar a través de un medio, una sustancia que en realidad hizo el ondear. Las ondas de luz pasan a través de " espacio vacío " de un aspiradora (un espacio sin aire o cualquier otro asunto regular), por lo que los físicos habían predicho un éter luminoso que debe existir en todas partes y ser algún tipo de sustancia que los científicos nunca antes habían encontrado.

Algunas cosas pueden predecirse por el éter, sin embargo. Por ejemplo, si había un medio para la luz, la luz se movía a través de él, como un nadador en movimiento a través del agua. Y, como un nadador, la luz debe viajar un poco más rápido cuando se va en la misma dirección que el agua corriente que cuando el nadador está tratando de ir contra la corriente del agua.

Esto no significa que el propio éter se movía. Incluso si el éter era completamente inmóvil, la Tierra se desplazan dentro de la éter, que es efectivamente lo mismo. Si usted camina a través de un cuerpo aún de agua, que se siente básicamente lo mismo que si estuviera caminando en el lugar y el agua fluía a su alrededor.

Los físicos querían construir un experimento basado en este concepto que pondría a prueba si la luz viajó diferentes velocidades en diferentes direcciones. Este tipo de variación apoyaría la idea de que la luz viajaba a través de un medio de éter.

En 1881, el físico Albert Michelson creado un dispositivo llamado interferómetro diseñado para hacer precisamente eso. Con la ayuda de su colega Edward Morley, mejoró el diseño y la precisión del dispositivo en 1887. El interferómetro de Michelson-Morley se muestra en la figura.

Los espejos del interferómetro usado que eran sólo parcialmente reflectante, por lo que permiten la mitad de la luz pase a través y reflejan la luz. Media El interferómetro establece estos espejos en ángulo, la división de un solo rayo de luz por lo que terminó viajando dos caminos diferentes. Los caminos viajaron perpendiculares entre sí, pero terminaron golpeando la misma pantalla.

En 1887, Michelson y Morley realizaron una serie de pruebas con la mejora de interferómetro para descubrir el éter. Pensaron que la luz que viaja a lo largo de uno de estos caminos debe ser ligeramente más rápido que la luz viaja a lo largo del otro camino, porque uno de ellos habría de ir ya sea con o contra el éter, y el otro camino sería perpendicular al éter.

Cuando la luz llegó a la pantalla, cada viga habría viajado la misma distancia exacta. Si uno había viajado una velocidad ligeramente diferente, las dos vigas serían ligeramente fuera de fase entre sí, lo que mostraría patrones de interferencia de ondas distintivos - bandas claras y oscuras aparecerían - en la pantalla.

No importa cuántas veces Michelson y Morley realizaron el experimento, nunca encontraron esta diferencia en la velocidad de los dos haces de luz. Ellos siempre encuentran la misma velocidad de aproximadamente 670 millones millas por hora, independientemente de la dirección de la luz viajaba.

Los físicos no descartan inmediatamente el modelo- éter en lugar de eso (incluyendo Michelson y Morley) considerado un experimento fallido, a pesar de que debería han trabajado había estado allí un éter. En 1900, cuando Lord Kelvin dio su " dos nubes oscuras " discurso, de 13 años había pasado sin ser capaz de detectar el movimiento del éter, pero todavía se suponía que existía el éter.

A veces, los científicos son reacios a renunciar a una teoría que han dedicado años a, aun cuando la evidencia se vuelve contra ellos - algo que los críticos de la teoría de cuerdas creen que puede estar ocurriendo en este momento en la comunidad de la física teórica.