ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ ΤΟΥ ΑΕΡΟΠΛΑΝΟΥ ΔΙΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ
ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΟΥ ΚΥΜΑΤΟΣΥΡΜΟΥ
ΟΡΙΣΜΕΝΟΥ ΜΗΚΟΥΣ

 ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ

     Ας υποθέσουμε σχ. 2, ότι έχουμε ένα πομπό Α εκπομπής ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, σταθερά εγκατεστημένο σε ένα ύψος h υπεράνω της επιφανείας της γης π.χ. επάνω σε ένα υψηλό σημείο.

σχ. 2

     Ένα αεροπλάνο Β κινείται προς τον πομπό Α με μια σταθερή ταχύτητα υ, σε ευθεία γραμμή και στο αυτό ύψος h.
     Όπως είναι γνωστό, στην περίπτωση αυτή το αεροπλάνο Β είναι ένα αδρανειακό (Γαλιλαϊκό) σύστημα αναφοράς, που κινείται με σταθερή ταχύτητα υ, ως προς την γη (ήτοι ως προς την αιθερόσφαιρα της γης).
     Κατά την εκτέλεση του πειράματος, ο πομπός Α για μία ορισμένη (γνωστή) χρονική διάρκεια t, εκπέμπει προς το αεροπλάνο Β ένα συνεχή ηλεκτρομαγνητικό κυματοσυρμό, π.χ. μικροκύματα ή μια ακτίνα Laser.
     Έτσι λοιπόν, κατά την εκπομπή αυτή  το μήκος Α_οΒ_ο=ℓ του παραπάνω αυτού ηλεκτρομαγνητικού κυματοσυρμού, ως προς το σύστημα αναφοράς της γης (ήτοι ως προς την αιθερόσφαιρα της γης), θα είναι:

ℓ = c t            (1)    

(c = η ταχύτητα του φωτός = 3 10⁸ m/sec, ως προς το σύστημα αναφοράς της γης (ήτοι, ως προς την αιθερόσφαιρα της γης).

     Ας δούμε όμως τώρα, τι ισχυρίζεται η Θεωρία της Σχετικότητας.

     Όπως είναι γνωστό, σύμφωνα με τη Θεωρία της Σχετικότητας η ταχύτητα V_κ του παραπάνω αυτού εκπεμπόμενου ηλεκτρομαγνητικού κυματοσυρμού  Α_οΒ_ο, ως προς το αδρανειακό σύστημα αναφοράς του αεροπλάνου Β θα πρέπει να είναι ίση με c, ήτοι: 

V_κ = c             (2)

   διότι (σύμφωνα με τη Θεωρία της Σχετικότητας) η ταχύτητα των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων (δηλ. στην περίπτωσή μας του ηλεκτρομαγνητικού κυματοσυρμού Α_οΒ_ο) είναι η ίδια για όλα τα αδρανειακά συστήματα αναφοράς και ισούται με c και συνεπώς θα είναι η ίδια δηλ. c και για το αδρανειακό σύστημα αναφοράς του αεροπλάνου Β.

     Το ερώτημα όμως που γεννιέται τώρα είναι το εξής:

     Αυτά που ισχυρίζεται η Θεωρία της Σχετικότητας, δηλαδή ότι θα πρέπει να είναι V_κ = c, ισχύει στην πραγματικότητα ή είναι λάθος;

     Την απάντηση στο παραπάνω αυτό ερώτημα θα μας την δώσει η εκτέλεση του παρόντος πειράματος, που θα αναπτύξουμε αμέσως παρακάτω.
     Η συλλογιστική λοιπόν που θα ακολουθήσουμε, έχει ως εξής:

     Σύμφωνα με τη μη σχετικιστική θεώρηση των πραγμάτων και με βάση το νέο αιθερικό μοντέλο (γη – αιθερόσφαιρα που περιβάλλει τη γη), το αεροπλάνο Β θα συναντήσει τον κυματοσυρμό Α_ο Β_ο = ℓ και θα τον διατρέξει σε χρόνο:

όπου στη σχέση (3) το c + υ είναι η ταχύτητα V_κ του ηλεκτρομαγνητικού κυματοσυρμού Α_ο Β_ο , ως προς το αδρανειακό σύστημα αναφοράς του αεροπλάνου Β, ήτοι είναι:

V_κ = c + υ       (4)

     ‘Ετσι, από τις σχέσεις (1) και (4) η σχέση (3) γίνεται:  

     Στη σχέση (5) οι τιμές του c και του t, είναι εκ των προτέρων γνωστές στο πείραμά μας.
     Όσον αφορά την τιμή του t΄, αυτή βρίσκεται πειραματικά ως εξής:

     Κατά την εκτέλεση του πειράματος, όταν το αεροπλάνο Β συναντήσει το πρώτο άκρο Β_ο του κυματοσυρμού Α_οΒ_ο, το χρονόμετρό του θα καταγράψει ένα χρόνο t₁.
     Ομοίως, όταν το αεροπλάνο Β διατρέξει ολόκληρο τον κυματοσυρμό Α_οΒ_ο και την στιγμή που εγκαταλείπει το τελευταίο άκρο A_ο του κυματοσυρμού, το χρονόμετρό του θα καταγράψει έναν άλλο χρόνο t₂.
     Άρα λοιπόν, ο χρόνος t΄ που ένανε το αεροπλάνο Β για να διατρέξει ολόκληρο τον κυματοσυρμό Α_οΒ_ο θα είναι:

t΄ = t₂ – t₁             (6)

     Με βάση τη σχέση (6) η σχέση (5) γίνεται:

     Έτσι λοιπόν, στη σχέση (7) οι τιμές c, t, t₂ και t₁ είναι τώρα, όλες γνωστές στο πείραμά μας.
     Το κρίσιμο ερώτημα που γεννιέται τώρα, είναι το εξής:

     Η απάντηση στο παραπάνω αυτό κρίσιμο ερώτημα είναι ότι (κατά την προσωπική μου γνώμη), εάν εκτελεσθεί το πείραμα η τιμή του V_κ που θα προκύψει από την σχέση (7) θα είναι μεγαλύτερη από την τιμή της ταχύτητας του φωτός c, ήτοι θα είναι V_κ > c = 3 10⁸m / sec.
     Δηλαδή με απλά λόγια, ο ηλεκτρομαγνητικός κυματοσυρμός Α_οΒ_ο ως προς το αδρανειακό σύστημα αναφοράς του αεροπλάνου Β θα έχει ταχύτητα V_κ μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός c.
     Το γεγονός όμως αυτό, όπως γνωρίζουμε έρχεται σε πλήρη αντίθεση με την αξιωματική θεμελίωση της Ειδικής Θεωρίας της Σχετικότητας. Συνεπώς, εάν συμβεί αυτό, ήτοι εάν η σχέση (7) μας δώσει τιμή V_κ > c = 3 10⁸ m / sec τότε η Θεωρία της Σχετικότητας, είναι αναμφισβήτητα λανθασμένη.
     Όπως εύκολα αντιλαμβάνεται ο αναγνώστης στην ουσία με το πείραμα αυτό, μετράμε την ταχύτητα των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων, δηλ. την ταχύτητα του ηλεκτρομαγνητικού κυματοσυρμού Α_οΒ_ο, δηλ. την ταχύτητα του φωτός ως προς το αδρανειακό σύστημα αναφοράς του αεροπλάνου Β και όπως είναι ευνόητο, η τιμή που θα προκύψει, δηλαδή, εάν θα είναι ίση ή μεγαλύτερη από την ταχύτητα του φωτός, είναι καθοριστικής σημασίας για την ορθότητα ή όχι  της Θεωρίας της Σχετικότητας και όλου του σημερινού εποικοδομήματος της Φυσικής γενικότερα.

     ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ: α) Κατά την εκτέλεση του πειράματος για να έχουμε πολύ αξιόπιστα αποτελέσματα, καλόν θα είναι, ο πομπός Α να εκπέμπει ηλεκτρομαγνητικό κυματοσυρμό Α_οΒ_ο, μεγάλου μήκους ℓ.
     Αυτό σημαίνει, ότι ο πομπός Α θα πρέπει να εκπέμπει συνεχώς για αρκετό χρόνο π.χ. για χρόνο t = 30 sec ή και περισσότερο.
     β) Επίσης δεν παίζει κανένα ρόλο, εάν ο κυματοσυρμός είναι «ηλεκτρομαγνητικά συνεχής» από το Α_ο έως το Β_ο όπως στο σχ. 2 ή να αποτελείται μόνο από τα άκρα του Α_ο και Β_ο, που τότε στην περίπτωση αυτή θα είναι δύο μόνο «στενοί» παλμοί, που θα αντιστοιχούν στα άκρα Α_ο και Β_ο.

     ΑΞΙΟΣΗΜΕΙΩΤΗ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ: Αξιοσημείωτο είναι το γεγονός, ότι στο πείραμά μας αυτό μπορούμε αντί για αεροπλάνο να χρησιμοποιήσουμε και ένα συνηθισμένο αυτοκίνητο ή τρένο, που να κινείται με ταχύτητα π.χ. υ = 160 km/h και ένα ηλεκτρομαγνητικό κυματοσυρμό Α_οΒ_ο μεγάλου μήκους l, ήτοι ο χρόνος εκπομπής t να είναι αρκετά δευτερόλεπτα ή και λεπτά της ώρας ακόμη. 

     ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Τέλος, για να έχουμε άριστα συγκριτικά αποτελέσματα, το παραπάνω πείραμα μπορεί να εκτελεστεί σε δύο φάσεις, ήτοι:
     Στην πρώτη φάση το αεροπλάνο Β να πλησιάζει προς τον πομπό Α (όπως στο σχ. 2) και στη δεύτερη φάση, το αεροπλάνο Β να απομακρύνεται από τον πομπό Α.
     Κατόπιν συγκρίνοντας τις τιμές V_κ ή τους χρόνους t΄, που θα προκύψουν κατά τις δύο αυτές φάσεις του πειράματος θα έχουμε προφανώς, άριστα και πολύ αξιόπιστα συγκριτικά αποτελέσματα.
 

©  Copyright 2001 Tsolkas Christos.  Web design by Wirenet Communications