Вы не догадались, что это? Конечно, эфир! Универсальная сплошная среда, заполняющая все мировое пространство. Эфир должен был заполнять пустоту межзвездных пространств, проникать в промежутки между телами, между молекулами, составляющими эти тела, и даже между атомами, из которых складывались молекулы. Он был вездесущ и… необнаружим.
Эфир нужен был механикам для объяснения всемирного тяготения тел. Нужен был оптикам для того, чтобы световым волнам было в чем распространяться. Нужен был позарез электрикам, чтобы объяснить взаимодействие электрически заряженных и намагниченных тел.
Все поля — тяготения, световые и электромагнитные — рассматривались как особые механические движения, натяжения и напряжения в эфире. Но что собой представлял сам эфир?..
Сначала пробовали представить его в виде некоторой специальной жидкости, в которой распространялись всевозможные волны.
Не получилось. Световые волны не желали подчиняться законам, выведенным для волн на поверхности воды. Не удавалось уподобить их и звуковым волнам, распространяющимся в воздухе.
Больше всего характер распространения света походил на то, как передается возмущение в железном ломе, если стукнуть молотком по одному из его концов.
Но не станем же мы считать, что мир залит твердым веществом. Как тогда объяснить движения планет, которые никак «не чувствовали» помех?
Конец XIX и начало XX века ознаменовались бесчисленным количеством моделей эфира, которые придумывали ученые: из отдельных шариков, из сцепленных друг с другом шестеренок, из…
Бог с ними. В конце концов все решили, что проще примириться с противоречивыми свойствами, чем биться в поисках аналогий и подходящих моделей. Впрочем…
Была еще одна проблема, которую следовало решить, прежде чем окончательно махнуть на эфир рукой. Заключалась она в вопросе: как обстоят дела при движении Земли сквозь эфир? Остается он неподвижным или увлекается вслед за планетой, как пыльный хвост за мчащимся грузовиком?
Если эфир неподвижен, то с поверхности летящей Земли можно попытаться уловить «эфирный ветер». Помочь в этом мог свет. Стоило только измерить его скорость по ходу движения Земли и против. Разница покажет существование неподвижного эфира.
Этот опыт со всей тщательностью поставил американский физик Альберт Майкельсон (1852—1931). И потерпел полнейшую неудачу! Никакой разницы в скоростях лучей света по ходу и против вращения Земли он не обнаружил. Свет будто и не замечал, что летел в разных условиях. Будто «эфирного ветра» не существовало вовсе…
Теоретикам приходилось проявлять немало изобретательности в попытках спасти это капризное детище науки и разработать электромагнитную теорию материи и эфира, удовлетворяющую всем результатам опытов.
Забегая по времени вперед, скажем, что создать непротиворечивую теорию удалось только Альберту Эйнштейну в 1905 году.
Давайте попробуем устроить фантастический субботник и очистим Вселенную Ньютона от галактик и туманностей, от звезд, планет, космического мусора, а также от квазаров, пульсаров и таинственных черных дыр тоже… От всего вещества! Что останется? Пустое пространство — «вместилище всех вещей».
Проделаем такую же работу по отношению ко Вселенной Юнга и Френеля, а затем — Фарадея и Максвелла… Мы получим пространство, заполненное в первом случае «механическим эфиром», во втором случае — «эфиром электромагнитным». Оба они были неуловимы никаким способом и представлялись субстанциями в высшей степени таинственными.
Однако эфир нужен был не только тем, кто занимался оптикой и электродинамикой. В доброй старой механике тот же эфир еще со времен Галилея играл роль всеобщей неподвижной системы координат, в которой разворачивалось все мировое «действо». При этом, согласно принципам относительности того же Галилея, все законы механики для тел, движущихся с любыми скоростями, но равномерно и прямолинейно, — одинаковы!
А эфир как раз и был той системой, относительно которой происходило это равномерное и прямолинейное движение.
Эйнштейн обобщил принцип относительности на все законы. Не только законы механики, но вообще все законы природы одинаковы в любых системах, движущихся равномерно и прямолинейно друг относительно друга. Настолько одинаковы, что, сидя в такой закрытой системе и не глядя в окно, ни за что не определишь, движется твоя система или нет.
При этом скорость света и прочие постоянные в каждой системе тоже не будут зависеть от этого движения…
Стоп, стоп, стоп! А как же эфир? Да, получается так, что он больше не нужен. Не требуется принципу относительности Эйнштейна единая всемирная система координат. Автор новой теории относительности выдвинул предположение, что скорость света есть мировая универсальная постоянная, не зависящая от движения источника света. Она всегда и во всех случаях равна 300 000 километров в секунду, если электромагнитная волна распространяется в вакууме. Это предположение решило проблему — в какой среде распространяются электромагнитные колебания. Да ни в какой с точки зрения заполненности ее веществом в вакууме. Другими словами, в «пустоте».
Вот сколько трудов пришлось положить на то, чтобы догадаться и доказать, что свет есть электромагнитные волны, которым не нужен эфир. Дальше оставалось только изучить и понять эти волны…