La teoría de cuerdas y la búsqueda del 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 emparejar los resultados experimentales y cómo Einstein introdujo la relatividad especial para resolver el problema.
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En la última parte del siglo 19, los físicos estaban en busca de la misteriosa éter - el medio que creían que existía para las ondas de luz a través de las olas. 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 realmente hizo el ondear. Las ondas de luz pasan a través de “espacio vacío” de una vacío (Un espacio sin aire u otro materia normal), 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 se habían encontrado.
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Algunas cosas pueden ser predichos 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 la del agua corriente que, cuando el competidor está tratando de ir contra la corriente del agua.
Esto no quiere decir que el éter en sí se estaba moviendo. Incluso si el éter era completamente inmóvil, la Tierra se movía dentro del éter, que es efectivamente lo mismo. Si usted camina a través de un cuerpo de agua inmóvil, se siente básicamente el 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 viaja 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 creó 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 utilizado que eran sólo parcialmente reflectante, por lo que permiten la mitad de la luz pase a través y reflejan mitad de la luz. El interferómetro establece estos espejos en un ángulo, la división de un único haz de luz así que terminó viajando dos caminos diferentes. Los caminos recorridos perpendiculares entre sí, pero terminó golpeando la misma pantalla.
En 1887, Michelson y Morley realizaron una serie de pruebas con el interferómetro mejorada para descubrir la éter. Pensaron que la luz que viaja a lo largo de uno de estos caminos deben ser ligeramente más rápido que la luz que viaja a lo largo del otro camino, ya que uno de ellos sería ir ya sea con o contra el éter, y el otro camino sería perpendicular al éter.
Cuando la luz llegó a la pantalla, cada haz habría viajado la misma distancia exacta. Si uno había viajado una velocidad ligeramente diferente, los dos haces 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, que nunca encontraron esta diferencia en la velocidad de los dos haces de luz. Ellos siempre se encuentran a la misma velocidad de aproximadamente 670 millones de millas por hora, independientemente de la dirección de la luz viajaba.
Los físicos no descartan inmediatamente el modelo- éter en lugar de ellos (incluyendo Michelson y Morley) considerado un experimento fallido, a pesar de que debería han trabajado allí había sido un éter. En 1900, cuando Lord Kelvin dio su discurso de “dos nubes oscuras”, 13 años habían pasado sin ser capaz de detectar el movimiento del éter, pero aún así se suponía que existía el éter.
A veces los científicos son reacios a renunciar a una teoría que han dedicado años a, incluso si 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.