Abberacja

Jednakże „zawłóczenie” eteru jest w sprzeczności z jednyem z najlepiej zbadanych zjawisk astro – fizycznych, a mianowicie z tak zwaną aberracją światła, wymagającą dla jej objaśnienia przypuszczenia, iż eter się razem z ziemią nie porusza, tj. że ziemia przesuwając się w przestrzeni, jak gdyby „przenikała” eter, tj. zachowywała się wobec eteru jak druciana klatka wobec wody, przez którą woda swobodnie w czasie ruchu klatki przechodzić może i do niej nie przylega. Aberracja gwiazd stałych, odkryta jeszcze w XVIII stuleciu, polega na tern, iż przy dostrzeżeniach astronomicznych, gwiazdę widzimy zawsze przesuniętą naprzód w kierunku ruchu ziemi od miejsca jej rzeczywistego na sklepieniu niebieskim. W skutek tego gwiazdy stałe pozornie odbijają ruch ziemi w przestrzeni, opisując na niebie maleńkie koliste (właściwie eliptyczne) drogi, których pozorny promień przedstawia nam właśnie owo przesunięcie. Zjawisko to może być objaśnione tylko w ten sposób, iż przez ten cza.s, gdy promień światła przechodzi długość teleskopu, sam teleskop razem z ziemią i obserwatorem przesunie się na pewną odległość, zależną od ruchu ziemi względem eteru napełniającego teleskop i zostającego w spokoju. W rezultacie promienie światła będą się nam pozornie zdawały odchylone w kierunku ruchu ziemi na kąt równy stosunkowi prędkości ziemi do prędkości światła, tj. około  1/10000  czyli 20” łuku. Zjawisko aberracji jest zupełnie podobne do następnego spostrzeżenia, które można np. uczynić w czasie silnego deszczu. Jeżeli wtedy prędko biedź będziemy, to oczywiście odczujemy na twarzy uderzenia kropel deszczu, choćby te spadały najzupełniej prostopadle; i wtedy zdawać się nam będzie, iż deszcz trzepie nam w twarz ukośnie, tj. kierunek kropli deszczu pozornie przesunięty będzie dla nas w kierunku ruchu naszego własnego.

Zasadnicza sprzeczność pomiędzy zjawiskiem aberracji i spostrzeżeniami Arago, skłoniła badaczy do przedsięwzięcia bezpośredniego doświadczenia, tj. określenia prędkości światła w ośrodku, będącym w ruchu.

W połowie bieżącego stulecia Fizeau, a następnie kilka lat temu Michelson i Morley w Ameryce, przedsięwzięli te klasyczne doświadczenia, przepuszczając promień światła przez wodę, będącą w ruchu. Zgodne rezultaty tych nadzwyczaj trudnych doświadczeń okazały, iż przy przechodzeniu światła przez poruszającą się wodę, prędkość światła wzrasta prawie o połowę prędkości wody, tj. że eter znajdujący się wśród ciał materialnych, jak gdyby częściowo bierze udział w ich ruchu, częściowo zaś jest stałym. Podług Fresnela można zjawisko to objaśnić przypuszczeniem, iż niezależnie od eteru zapełniającego przestrzeń, który jest nieruchomym wobec ciał materialnych a więc i ziemi, z każdą cząsteczką materyi jest połączona pewna stała masa tegoż eteru, poruszająca się razem z materią. Gęstość jednakże tego „materialnego” eteru jest różną dla różnych ciał materialnych i równą kwadratowi współczynnika załamania ciał względem próżni.

Częściowe takie „zawłóczenie” da się pogodzić ze zjawiskiem aberracji, ale stoi znowu w sprzeczności z rezultatami ważnych doświadczeń Michelsona (1887 roku), których rezultat zgodnie ze zjawiskiem Arago wymaga przypuszczenia zupełnego zawłóczenia eteru przez ziemię. Teoretycznie można łatwo wywnioskować, iż jeżeli eter w części lub w zupełności nie bierze udziału w ruchu ziemi, to prędkość rozszerzania światła w kierunku ruchu ziemi od prędkości w kierunku prostopadłym do ruchu ziemi, powinna się różnić o wielkość zależną od kwadratu stosunku prędkości ziemi i światła. Pomimo jednak najskrupulatniejszego przeprowadzenia odpowiednich (niezmiernie trudnych) doświadczeń, Michelson otrzymał rezultat ujemny, tj. różnicy prawie żadnej nie zauważono, czyli jak gdyby eter w zupełności był przez ziemię zawłóczony.

Niezrozumiałe sprzeczności pomiędzy wszystkimi przytoczonymi rezultatami skłoniły ostatniymi czasy Fitzgeralda w Londynie i Lorentza w Amsterdamie do postawienia hipotezy, iż wymiary ciał materialnych na ziemi zmieniają się w zależności od tego w jakim kierunku ziemia się porusza, tj. ciała stają się krótsze lub dłuższe. By taka zmiana mogła w doświadczeniu Michelsona zamaskować wpływ zmiany kierunków na prędkość światła, dostatecznym jest, by zmiana długości odbywała się, podług Lorentza, w granicach dla ziemi 1/200000000 całkowitej długości rozpatrywanych ciał. Jeżeli więc hipoteza Lorentza jest zgodną z rzeczywistością, to wymiary samej ziemi w czasie jej obrotu ciągle zmieniają się w takich granicach, iż średnica równoległa do kierunku postępowego ruchu ziemi koło słońca, skraca się prawie o trzy cale przy przejściu w skutek obrotu do położenia prostopadłego do kierunku ruchu postępowego.

I tak w dzisiejszym stanie wiedzy naszej o eterze, przypuścić musimy, iż „galaretowaty” ten i niewidzialny sam przez się ośrodek w swej masie nie bierze udziału w ruchu ziemi, lecz ją swobodnie ciągle przenika; jest jednakże prawdopodobnym, iż część przynajmniej eteru stale jest z ziemią związana, tworząc owo „zgęszczenie” optyczne w myśl hipotezy Fresnela i zgodnie z zjawiskiem Fizeau. Jeszcze jedno pytanie nasuwa nam się, gdy zagłębiamy myśl naszą w te zagadki natury – czy eter wszędzie w przestrzeni ma jednakowe własności?

Ponieważ o własnościach eteru sądzić możemy tylko na podstawie prędkości światła, pytanie to jest równoważne z drugiem; czy światło wszędzie w przestrzeni z jednaką rozszerza się szybkością.

Obserwacje astronomiczne nad zaćmieniami Jowisza, które w XVII w. po raz pierwszy posłużyły dla określenia prędkości światła, potwierdzają to pytanie dla obrębu przestrzeni, zawartego w orbicie ziemi około słońca co do słońca możemy być przekonani, że światło, by dojść od tej gwiazdy do nas rzeczywiście potrzebuje około 500 sekund tj. 8,5 minut czasu; co się tyczy jednak planet, a tym więcej gwiazd stałych, znajdujących się po za orbitą ziemi, bezwzględnego dowodu jednakich własności eteru nie posiadamy, jakkolwiek niektóre zjawiska (np. brak zmian zabarwienia w gwiazdach silnie zmiennych) pozwalają przypuszczać z wielkim prawdopodobieństwem, że nasz eter przestrzenny wszędzie jest jednakowy.