Конец XIX века. В физике царит уверенность, граничащая со скукой. Механика Ньютона работает как швейцарские часы. Электродинамика Максвелла изящна и прекрасна. Лорд Кельвин, говорят, даже заявил, что все главные открытия уже сделаны, а на долю молодых учёных осталось лишь уточнять шестые знаки после запятой. Идиллия.

Была только одна мелкая неувязка, которая не давала покоя самым дотошным. Свет - это волна. Со звуком всё понятно: он распространяется в воздухе, в воде, в металле. А в чём распространяется свет в космическом вакууме? Значит, должна быть какая-то особая, невидимая и всепроникающая среда. Ну значит, есть - светоносный эфир. Почему бы и нет?

В существовании эфира никто не сомневался. Это как с воздухом: мы его не видим, но он точно есть. Вопрос стоял не "существует ли эфир?", а "как его поймать за яйца и измерить его свойства?". И вот два американских физика, Альберт Майкельсон и Эдвард Морли, решили, что они знают как.

Охота на ветер, которого не было

Логика была проста и железобетонная. Земля летит вокруг Солнца со скоростью 30 километров в секунду. Если эфир - это неподвижный "океан", в котором движутся планеты, то наша Земля должна ощущать мощный "эфирный ветер" прямо в лицо. А раз так, то луч света, пущенный по направлению движения Земли, и луч, пущенный перпендикулярно, будут двигаться с РАЗНОЙ скоростью. Останется только замерить эту разницу.

Майкельсон любил упарываться точными измерениями. Он собрал для этого дела прибор с достаточной чувствительностью - интерферометр. Штуковина была настолько точной, что могла уловить смещение в доли микрона. Чтобы городские вибрации от карет не испортили опыт, установку водрузили на массивную каменную плиту и… пустили плавать в огромной чаше с ртутью. Идэально.

Схема проста: луч света делился на два, один летел "по ветру", второй - "поперёк". Отразившись от зеркал, они встречались на экране, создавая картинку из тёмных и светлых полос - интерференционную картину. Если повернуть всю эту громоздкую конструкцию на 90 градусов, "эфирный ветер" должен был замедлить один луч и ускорить другой. Полосы на экране - дёрнутся. По расчётам, смещение должно было составить аж 0,4 полосы.

Значит, собрали. Повернули. Посмотрели. И… ничего. Абсолютно. Смещения не было. Эфирный ветер дул с нулевой скоростью во все стороны одновременно.

Физика встала на уши

Результат был настолько неожиданным, что его тут же окрестили "отрицательным", а сам эксперимент - "величайшим провалом". Физики, вложившие всю душу в эфир, отказывались верить своим глазам. Голандец Лоренц, кстати, попытался спасти ситуацию, предположив, что эфирный ветер "сжимает" саму установку ровно настолько, чтобы скомпенсировать эффект. Звучало как попытка подогнать реальность под теорию. Но других идей просто не было.

Научное сообщество вошло в ступор. Эфир, невидимая основа мироздания, не подтверждался, но признать, что его НЕТ, казалось немыслимым. Без него рушилась вся стройная картина мира. Что же тогда колеблется, когда летит свет?

Молодой клерк, который просто принял факт

Пока мэтры бились в поисках спасения эфира, один 26-летний патентный эксперт из Берна, мало кому известный Альберт Эйнштейн, спокойно посмотрел на ситуацию и пожал плечами. В 1905 году он опубликовал статью "К электродинамике движущихся тел", в которой не было ни сложных гипотез, ни подгонок.

Он просто сказал: "Ребята, а давайте примем результат эксперимента как данность", ну, или как-то так. Скорость света в вакууме - это константа. Она одинакова для всех, независимо от того, как быстро вы летите и в какую сторону. Точка?

И этот простой постулат позже перевернул всё. Из него, как из ящика Пандоры, посыпались "невозможные" вещи: время может замедляться, предметы - сжиматься в направлении движения, а масса и энергия - это, по сути, одно и то же (да-да, та самая E=mc²). Эфир в этой новой картине мира стал просто не нужен. Его не опровергли - его перестали замечать. В отличие от некоторых современных псевдо-ученых креационистов.

Провал полезен?

Казалось бы, какое нам сегодня дело до споров столетней давности? Самое прямое. Потому что без "провального" эксперимента Майкельсона-Морли у нас не было бы ни теории относительности, ни спутниковой навигации. Серьёзно. Спутники GPS движутся на огромной скорости и находятся в более слабом гравитационном поле, чем мы с вами. Из-за этого время на них идет немного иначе. Если не вводить поправки, следующие прямиком из СТО Эйнштейна, то уже через сутки ваш навигатор врал" бы на десятки километров.

Так что каждый раз, когда вы едете по делам и спокойно полагаетесь на синюю точку на карте, вы лично подтверждаете: самый гениальный провал в истории физики продолжает работать.

В научно-фантастических произведениях межгалактическая связь в реальном времени кажется обыденностью: герои общаются через гиперпространственные каналы, словно по видеозвонку. Но насколько это возможно в реальном мире? Ответ — нет, межгалактический Skype в привычном понимании невозможен. Рассмотрим, почему, и как могли бы быть организованы сверхсветовые коммуникации, если бы они вообще были достижимы.
Сверхсветовые коммуникации: единственный путь через кротовые норы?
Для передачи информации быстрее скорости света (сверхсветовой коммуникации) физика предлагает ограниченный набор гипотетических решений. Одно из самых правдоподобных — использование кротовых нор, гипотетических туннелей в пространстве-времени, соединяющих удалённые точки вселенной. Однако для межгалактической связи такие норы должны быть нестабильными и короткоживущими. Почему? Постоянно открытые кротовые норы могут привести к нарушению причинности и временным парадоксам. Например, если сигнал из одной точки вселенной мгновенно достигает другой, это может позволить отправить информацию в прошлое, что противоречит фундаментальным принципам физики.
Короткоживущие кротовые норы, открывающиеся на доли секунды, могли бы теоретически минимизировать такие риски. Сигнал проходит через нору, после чего она коллапсирует. Это требует невероятной точности в управлении пространством-временем и колоссальных затрат энергии, возможно, экзотической материи с отрицательной массой. Но даже если такие технологии станут реальностью, межгалактический Skype столкнётся с другой фундаментальной проблемой — относительностью времени.
Время и его ловушки
Согласно специальной теории относительности Эйнштейна, время течет по-разному для объектов, движущихся с разными скоростями или находящихся в разных гравитационных полях. На межгалактических расстояниях, где галактики движутся относительно друг друга со скоростями, близкими к световым, и находятся в различных гравитационных потенциалах, синхронизация времени становится кошмаром. Для работы межгалактического Skype требуется синхронизация с точностью до 1/100 секунды, чтобы голос и изображение собеседников совпадали, как в обычном видеозвонке.
Допустим, мы пытаемся измерить относительную скорость двух галактик, чтобы учесть временной сдвиг, используя эффект Доплера — изменение частоты света от движущегося источника. Проблема в том, что для достижения необходимой точности измерения скорости (а значит, и временного сдвига) требуется невероятная точность. Согласно квантовой механике, измерение положения и скорости объектов ограничено принципом неопределенности Гейзенберга. Чтобы измерить скорость с точностью, достаточной для синхронизации времени на уровне 1/100 секунды, нам понадобилась бы линейка с делениями, значительно меньшими, чем планковская длина (1.616 × 10⁻³⁵ метра). Это физически невозможно, так как планковская длина — минимальная значимая шкала в нашей вселенной.
Здесь минимально возможные составляют задержки часы или дни. так что в реальном времени никак. И это только одна проблема.

https://vk.com/humanconf