Ether (medium)
De ether werd tot aan het begin van de 20e eeuw gezien als het stoffelijke medium dat voortplanting van licht en andere elektromagnetische straling mogelijk maakte.
Christiaan Huygens had in de 17e eeuw reeds vastgesteld dat licht interferentie vertoont en dus een golfverschijnsel of trilling is. Interferentie werd goed begrepen bij geluid (een golf in lucht) en bij golven in het wateroppervlak. Het ligt dan voor de hand dat men zich dan afvraagt wát er golft. In een mechanisch wereldbeeld heeft een trilling immers een veerkrachtig medium nodig om zich te verplaatsen. Dit medium werd aether of ether genoemd. Men kende aan deze tussenstof eigenschappen toe als veerkracht (elasticiteit) en absolute rust (stilstand). De ether drong door alle stof heen en vulde de ruimte tussen de atomen.
De relativiteitstheorieën van Einstein toonden aan dat de ether niet bestond: het vacuüm kan kennelijk licht geleiden, de leegte kreeg de functie van de vroegere ether.
Michelson-Morley-experiment
Albert Michelson en Edward Morley poogden met hun beroemde interferometer-experiment (1887) de ether aan te tonen door te laten zien dat licht zich met verschillende snelheden zou verplaatsen in richtingen parallel aan en dwars op de aardbaan om de zon, doordat de aarde zich immers door de ether zou moeten bewegen. Met de meting zou men bovendien de absolute snelheid van de aarde door het heelal kunnen vaststellen. Het experiment 'mislukte': de lichtsnelheid was in alle richtingen en op elk moment van het jaar precies even groot.
Als men nog aan de ether wilde vasthouden zou men terug moeten grijpen op het middeleeuwse geocentrische model van het universum: de aarde als het stilstaande centrum van het heelal waaromheen de rest van het universum draaide. Dit was in strijd met het wetenschappelijk paradigma in die tijd.
Relativiteitstheorie
In 1905 verscheen de publicatie Zur Elektrodynamik bewegter Körper (Over de elektrodynamica van bewegende lichamen) van Albert Einstein. Hierin ging Einstein van het vastgestelde feit uit, dat elektromagnetische trillingen in vacuüm, in alle richtingen gemeten vanuit ieder object, zelfs vanuit een bewegend object, precies dezelfde snelheid hebben. Dit had zeer vreemde consequenties. De publicatie leidde tot andere denkbeelden over ruimte, tijd en de voortplanting van licht; de noodzaak het bestaan van een ether te postuleren kwam toen eigenlijk te vervallen. Toch is hiermee niet bewezen dat de ether niet zou kunnen bestaan. Op 5 mei 1920 gaf Einstein een lezing aan de universiteit van Leiden (onder de titel "Äther und Relativitäts-Theorie", Engelse vertaling: "Aether and Relativity") waarin hij zei:
| "Zusammenfassend können wir sagen: Nach der allgemeinen Relativitätstheorie ist der Raum mit physikalischen Qualitäten ausgestattet; es existiert also in diesem Sinne ein Äther. Gemäß der allgemeinen Relativitätstheorie ist ein Raum ohne Äther undenkbar; denn in einem solchen gäbe es nicht nur keine Lichtfortpflanzung, sondern auch keine Existenzmöglichkeit von Maßstäben und Uhren, also auch keine räumlich-zeitlichen Entfernungen im Sinne der Physik. Dieser Äther darf aber nicht mit der für ponderable Medien charakteristischen Eigenschaft ausgestattet gedacht werden, aus durch die Zeit verfolgbaren Teilen zu bestehen; der Bewegungsbegriff darf auf ihn nicht angewendet werden." |
Het is dus volgens Einstein onvermijdelijk om fysieke kwaliteiten aan ruimte toe te kennen. Maar waar materie uit delen bestaat die in de tijd gevolgd kunnen worden kan dat met ruimtetijd zoals beschreven door algemene relativiteit niet. Begrippen als 'bewegen' dan wel 'stilstaan' zijn principieel niet van toepassing.
Ether als beeldspraak bij de omroep
Op theoretische gronden werd later aangetoond dat elektromagnetische golven de snelheid van het licht hadden. Hieruit werd de conclusie getrokken dat licht dus ook een elektromagnetische golf was. Oorspronkelijk ging men er dan ook van uit dat voor radio- en televisiesignalen, overgedragen door elektromagnetische golven met een lagere frequentie dan licht, de ether als medium fungeerde. In het spraakgebruik wordt dit nog steeds gebruikt: de ether die de radio- en televisiesignalen verspreidt. Zoals in de uitdrukking "een radioprogramma de ether in sturen".
 |
Zie de categorie Luminiferous aether van Wikimedia Commons voor mediabestanden over dit onderwerp. |