Czym jest eter?

Rozumowanie przeprowadzone we wcześniejszym wpisie doprowadza nas do ciekawego paradoksu: z jednej strony eter musi być ciałem twardym, a przynajmniej takim, które ma sprężyste własności ciała twardego; z drugiej wiemy, iż tenże „twardy” eter, przepełniając przestrzenie między-gwiazdowe, nie stawia żadnego, albo prawie żadnego oporu przechodzeniu ciał niebieskich, pomimo ich chyżości, wynoszącej np. dla ziemi do czterech mil na sekundę. Jak pogodzić tę sprzeczność, która stanie się jeszcze wyrazistszą, gdy zauważymy, że niezależnie od swej sztywności, eter powinien mieć gęstość, wiele bilionów razy mniejszą od gęstości wody.

Angielscy fizycy trudność tę obchodzą, upodobniając międzyplanetarny eter do rodzaju galarety lub smoły bardzo gęstej. Ciała podobne nie przedstawiają prawie żadnego oporu, jeżeli się przez nie przesuwa jakiekolwiek inne ciało; wysiłkom jednak skręcającym galareta pewien opór sprężysty przedstawia tak, że drgania poprzeczne przez ciała galaretowe przechodzić mogą.

Ale zagadka eteru, „który istnieć koniecznie musi”, nie ogranicza się tylko kwestią jego struktury. Eter przepełnia całą przestrzeń, ale jednocześnie przepełniać musi i wszystkie ciała natury, gdyż inaczej przez nie światło przejść by nie mogło. Jakże więc zachowuje się eter przestrzeni wobec eteru związanego z materią? Innymi słowy, jeżeli materia (np. nasza ziemia) przesuwa się przez eter, że tak go nazwiemy przestrzenny, czy eter zawarty w materii przesuwa się z nią razem, czy bywa zawłóczony, czy też nie; czy na przykład światło przechodzące przez przestrzeń i ciała w niej się znajdujące, bierze udział w ruchu tych ciał, czy prędkość promienia światła, który od ciał niebieskich do nas dochodzi, zależy od tego, czy ziemia idzie mu naprzeciw, czy też odeń się oddala?

Zagadnienia wspomniane są może najtrudniejszymi w dziedzinie fizyki teoretycznej. Ostatecznego rozwiązania do tej pory nie posiadamy, pomimo, iż obmyślano cały szereg doświadczeń, mających odpowiedzieć na rzeczone pytania Jeżeli eter jest nieruchomy wobec zwykłej materyi, to, jak już wspomniano, prędkość rozszerzania się światła w ciałach poruszających się, nie zależy od prędkości ich ruchu i jest w ogóle jednaką w przestrzeni międzygwiazdowej i w ruchomych ośrodkach; w przeciwnym razie, jeżeli eter jest stale związany z materią ważką, tj. jeżeli np. ziemia, obiegając naokoło słońce, wlecze z sobą całą masę eteru, przenikającą jej cząstki materialne, to prędkość światła w ciałach poruszających się w kierunku rozszerzania się światła dla nieruchomego obserwatora powinna być równą sumie (algebraicznej) prędkości ciała i światła.

Przypuszczenie, iż ziemia wlecze z sobą w swym ruchu w przestrzeni cały zapas eteru, zapełniający jej cząstki, zdaje się być na pierwszy rzut oka naturalniejsze. Arago w początku bieżącego stulecia badał tę kwestię, obserwując gwiazdy w rozmaiłem położeniu na kuli niebieskiej przez pryzmat umocowany na szkle przedmiotowego teleskopu. Jeżeli eter „ziemski” bierze udział w’ ruchu ziemi, to kąt załamania światła w pryzmacie nie zależy od położenia padającego promienia względem kierunku ziemi, w przeciwnym razie dla różnych gwiazd (tj. dla różnych kierunków padającego promienia) powinny się otrzymywać pewne nieznaczne różnice. Rezultat doświadczenia był ujemny (tj. przemawiający na korzyść zawłóczenia eteru), podobnie jak i rezultat analogicznych doświadczeń Maxwella i Mascarta.