Co je tajemný „éter“ a co s ním má společného Albert Einstein a jeho teorie relativity?

Potvrzení Einsteinovy teorie

Americké Bureau of Standards, zařízené velmi rozsáhle pro vědecké výzkumy, zabývá se nyní mimo jiné úkolem, potvrditi Einsteinovu teorii relativity; používá k tomu velkých krystalů, především největšího topasu na světě, opatrovaného velmi pečlivě Národním museem.

Pokus spočívá na tom, že se tento topas váží v rozličných polohách na velmi jemných vahách, jaké předtím nebyly sestrojeny, a s přesností dosud nedosaženou.

Jde o to zjistiti, je-li váha krystalu vždy táž, nechť má krystal jakoukoliv polohu.

Zjistí-li se, že se tato váha nemění, bude tím podán přesvědčivý důkaz Einsteinovy teorie. Shledá-li se naopak, že se váha podle polohy mění, bude teorie ta vyžadovati změny.

Celý problém záleží v tom, zjistiti, je-li nějaká změna gravitace, působící mezi zemí a krystalem. Veškeré teorie od Newtona až po Einsteina se shodovaly v tom, že považovaly gravitaci za jakýsi druh tlaku nebo přitažlivosti v éteru, pocházející na př. od nárazů částeček éterových na nevažitelné atomy hmoty.

Připomeňme si především, co jest éter.

Mysleme si, že by byl celý vesmír naplněn vodou a že by hvězdy a planety, počítajíc v to i stromy, domy a lidi, byly jako houba. Co by se stalo? Celý vesmír by byl prosáklý vodou. A nyní si představme, že by tato voda byla neviditelná a že bychom se o ní nemohli přesvědčiti ani zrakem, ani hmatem, ačkoliv neustále existuje. A takovou nevažitelnou a neviditelnou hmotou, všude přítomnou a naplňující celý vesmír, jest éter.

Einstein však prohlašuje, že takovýto éter (s mechanickými vlastnostmi) neexistuje a že tedy nemůže míti ani tlaku, ani přitažlivosti hmoty. Gravitace je podle něho vlastnost prostoru, jakési houpání prostoru, které se nám zdá býti tlakem nebo přitažlivostí, ale jimi není.

Je-li teorie o éteru správná, musil by éter působiti jistým tlakem na topas, kterýžto tlak by se musil měniti s polohou krystalu, t j. s plochou, vystavenou tomuto tlaku. V hmotách nekrystalických jsou atomy uvnitř rozloženy co nejrůzněji, asi tak jako hřebíky, nasypané bez ladu a skladu do sudu. Naproti tomu v krystalech mají atomy polohu zcela pravidelnou, tak jako by všecky hřebíky byly v sudě, ve kterém jsou uzavřeny, uloženy co nejpečlivěji špičkami v témže určitém směru.

Celý tlak éteru na atomy uvnitř krystalu musí tedy míti určitou hodnotu, bude-li krystal v takové poloze, aby jeho atomy byly postaveny — abychom tak řekli — proti tlaku éterovému; a tato hodnota se bude nepatrně lišiti od hodnoty, kterou obdržíme, bude-li krystal míti takovou polohu, že tlak působí jaksi na boky atomů. Proto rozdíl tlaků bude se jeviti v rozdílu váhy, kterou třeba přesně stanoviti.

Krystal se tedy zváží v určité poloze, pak se otočí o 90° a váží se v této poloze. Vážení se musí díti na vahách úžasně citlivých a odtud ovšem vyplývá nutnost, pracovati s krystalem velkým a použiti metod krajně přesných.

Použitý krystal váží o něco více než 1360g; je to bílý topas bez obvyklého žlutavého zabarvení, mající rozměry 13 x 10 cm. Byl vážen přesně aspoň na tisícinu miligramu, což je hodně méně než váha vlasu, který je skoro nezvažitelný.

Váhy, na nichž se vážilo, jsou druhu vah chemických, kterými se váží do 2 kg; jsou ve skleněné skřínce, která jest umístěna uprostřed nevytápěného sklepa s cihlovými zdmi, s dvojitými dveřmi, bez ventilace a beze světla při vážení. Konečné vážení provádí experimentátor, který je mimo místnost (obr. 2.) a pozoruje pohyby jazýčku zrcátkem, jež jest upevněno na jazýčku a vrhá pohyblivý paprsek světelný.

Pokud jde o vážení předběžné, koná se obyčejným způsobem; pozorovatel je v tomto případě v místnosti, v níž se váží. Když byla váha určena s přesností asi na miliontinu gramu, vykoná pozorovatel přípravy pro vážení konečné.

Skleněná skřínka se obklopí pohyblivými stěnami korkovými asi 5 cm tlustými; těmito stěnami mohou procházeti jen tyče na řízení a světelný paprsek. Váhy nepodléhají takto žádným změnám teploty.

Když byl takto vše připravil, pozorovatel zhasne světlo, opustí místnost, uzavře dvojité dveře a čeká několik hodin, dříve než pokračuje v pozorování. Účelem této poslední opatrnosti jest, aby váhy mohly nabýti teploty stálé a všude stejné, neboť rozdíl teplot obou ramen vahadla menší než tisícina stupně (který na př. by nastal přítomností osoby v místnosti) by stačil, aby vznikla »ohromná« chyba jedné stomiliontiny gramu. Když pak nastala teplota všude stejná, provede se vážení konečné.

Až dosud pokusy potvrdily teorii Einsteinovu.

Topas, který je jediným krystalem dosud váženým, váží přesně stejně mnoho, ať má jakoukoliv polohu na vahách. Zkušenosti se nepodařilo — jako pokusům předcházejícím — objeviti působení tlaku nebo přitahování éteru.

Tážeme-li se, je-li nadhozená otázka rozřešena, zdá se, že možno říci ano. Nyní se konají přípravy, vážiti čtyři jiné různé krystaly o rozličných atomových vahách. »První zápas Einstein vyhrál«, prohlásil pozorovatel Dr. Heyl, »avšak musí se tak státi ještě čtyřikrát.«

Mimoto možno se tázati: Kdyby se tyto pokusy o vážení rozličných krystalů konaly v prostoru úplně vzduchoprázdném (na př. v baňce Coolidgeově) nebo na vrcholu vysoké hory, bylo by tomu také tak? Neměnily by se tyto rozličné váhy s polohou krystalů? To by bylo třeba zjistiti.

Potvrzení jiného druhu se dostalo teorii Einsteinově předtím zvláštní anglickou výpravou při zatmění slunce v říjnu 1922. Einstein totiž prohlásil, že světelné paprsky, vycházející z nějaké hvězdy, mají proměnlivou délku, neboť mohou býti od svého směru odchýleny a sluncem přitaženy. Fotografické snímky, pořízené výpravou v Australii, ukazují zřetelně, že paprsky světelné z některé hvězdy nepostupují v přímce, nýbrž v křivce dosti zřetelné, odpovídající přitažlivému poli slunečnímu.

Bylo rovněž tvrzeno, že čáry slunečního spektra jsou poněkud pošinuty ke konci červenému u přirovnání s bílým paprskem světelným, vycházejícím z nějakého zdroje světelného na zemi, což by též potvrzovalo Einsteinovu teorii.

Tyto výsledky třeba velmi pečlivě stvrditi. Pošinutí čar, existuje-li jaké, je velmi malé a může býti zjištěno jen přístroji nanejvýše přesnými a velmi jemnými.