एथर सिद्धांत

भौतिकी में, एथर सिद्धांत (ईथर सिद्धांतों के रूप में भी जाना जाता है), विद्युत चुम्बकीय या गुरुत्वाकर्षण बलों के प्रसार के लिए एक माध्यम, एक स्थान-भरने वाले पदार्थ या क्षेत्र को संचरण माध्यम के रूप में अस्तित्व का प्रस्ताव देते हैं। विशेष सापेक्षता के विकास के पश्चात पर्याप्त एथर का उपयोग करने वाले सिद्धांत आधुनिक भौतिकी में उपयोग से बाहर हो गए, और अब उन्हें अधिक अभिकल्पीय प्रारूपों द्वारा प्रतिस्थापित कर दिया गया है।

इस प्रारंभिक आधुनिक एथर में पारम्परिक तत्वों के एथर (पारम्परिक तत्व) के साथ बहुत कम समानता होती है, जिससे इस नाम को उधार लिया गया था। विभिन्न सिद्धांतों में इस माध्यम और पदार्थ की विभिन्न धारणाएं होती हैं।

ऐतिहासिक प्रारूप

चमकदार एथर

आइजैक न्यूटन ने ऑप्टिक्स की तीसरी पुस्तक में एथर के अस्तित्व की सुझाव दी है, (प्रथम संस्करण 1704; दूसरा संस्करण 1718): "क्या यह आधुनिक तत्व जल, काँच, हीरा और अन्य सघन तंतुओं से रिक्त स्थान में निकलते समय धीरे-धीरे घना नहीं होता है, और उस विधि से प्रकाश की किरणों को धीरे-धीरे भिगोने लगता है? ... क्या यह तत्व सूरज, तारे, ग्रह और कोमेट के सघन तंतुओं में रिक्त आकाश से कम घना नहीं होता है? और क्या इनसे दूर जाने के समय यह धीरे-धीरे घना होता है, और इस प्रकार वे एक दूसरे की ओर आकर्षित होते हैं, और उनके भागों को तंतुओं की ओर खींचते हैं; हर तंतु उस तत्व के अधिक घने भागों से रिक्त भागों की ओर जाने का प्रयास करता है?"

19वीं सदी में, प्रकाश के प्रसार के लिए संभव माध्यम रूप में प्रकाशवाहक आधार (या इथर) एक सिद्धांत था। जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने इथर का उपयोग विद्युत और चुंबकीय घटनाओं को समझाने के लिए एक प्रारूप विकसित किया, जो वर्तमान में मैक्सवेल के समीकरण कहलाते हैं, और जो समझाता है कि, प्रकाश एक वैद्युत तरंग है। यद्यपि, 1800 के दशक में मिशेल्सन-मॉर्ली प्रयोग जैसे एक श्रृंखला के सफलतापूर्वक नहीं चलाए जाने से पृथ्वी के इथर से गुजरने की गति का पता लगाने का प्रयास किया गया था, और इसमें विफलता हुई। इथर-खींचने वाले सिद्धांतों की एक श्रृंखला परिणाम बताने में सक्षम थी, परन्तु ये अधिक जटिल थे, और इसमें अनियंत्रित तर्क और भौतिक अनुमान थे। जोसेफ लारमोर ने इथर के बारे में इलेक्ट्रॉनों के त्वरण से होने वाले एक गतिशील चुंबकीय श्रृंखला के रूप में चर्चा की।

हेंड्रिक लारेंटेज़ और जॉर्ज फ्रांसिस फिट्ज़गेराल्ड ने लारेंटेज़ एथर सिद्धांत के ढांचे में मिशल्सन-मोरली प्रयोग को कैसे एथर के माध्यम से गति को नहीं खोजा जा सकता है, इसका विवरण पेश किया। यद्यपि, प्रारंभिक लोरेंट्ज सिद्धांत ने पूर्वानुमान किया था, कि एथर के माध्यम से गति की अस्तित्व में दोहरी तोड़ उत्पन्न होगी, जो रेली और ब्रेस द्वारा जांची गई थी, और उन्होंने उसे नहीं ढूंढ़ पाया (रेले और ब्रेस के प्रयोग)। सभी उन परिणामों के लिए, लोरेंट्ज और जोजफ लार्मर द्वारा 1904 में लोरेंट्ज परिवर्तन के पूर्ण अनुप्रयोग की आवश्यकता थी। माइकल्सन, रेली और अन्यों के परिणामों का सारांश करते हुए, हरमन वेइल ने बाद में लिखा था, कि आधुनिक भौतिकशास्त्री की जांच की उत्सुकता से अच्छा नहीं चलता है, एथर ने अंतिम प्रयास में खुद को भौतिकशास्त्री की जांच से दूर रख लिया।[8] अल्बर्ट आइंस्टीन का 1905 का विशेष सांस्कृतिक सिद्धांत सभी परीक्षण परिणामों को एथर के अतिरिक्त व्याख्या कर सकता था।। इसने अंततः अधिकांश भौतिकविदों को यह निष्कर्ष निकालने के लिए प्रेरित किया कि चमकदार एथर की पहले की धारणा एक उपयोगी अवधारणा नहीं थी।

यांत्रिक गुरुत्वाकर्षण एथर

16वीं सदी से लेकर 19वीं सदी के अंत तक, गुरुत्वाकर्षण परिघटनाओं को भी एथर का उपयोग करके प्रतिरूपित किया गया था। सबसे अधिक जानी मानी सूत्रण ले सेज़ का गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत पर निर्मित किया गया था,, यद्यपि, इस विचार के विभिन्न रूपों को आइज़क न्यूटन, बर्नहार्ड रीमैन और लॉर्ड केल्विन ने भी सहमति दी थी। उदाहरण के लिए, केल्विन ने 1873 में ले सेज के प्रारूप पर एक नोट प्रकाशित किया, जिसमें उन्होंने ले सेज के प्रस्ताव ऊष्मप्रवैगिकी को त्रुटिपूर्ण पाया, और परमाणु के तत्कालीन लोकप्रिय भंवर सिद्धांत का उपयोग करके इसे बचाने का एक संभावित विधि सुझाया और केल्विन ने इसके पश्चात निष्कर्ष निकाला,

इस तत्त्व के गतिविज्ञान का सपना एक सपना है, और यह कुछ और नहीं हो सकता, जब तक यह रासायनिक प्रवृत्ति, विद्युत, चुंबकता, गुरुत्वाकर्षण और भार की अवस्थाओं का विवरण नहीं दे सकता। ले साज का सिद्धांत भार का और उसके संबंध को विवरण देने में सक्षम हो सकता है, वर्टेक्स सिद्धांत पर, यदि कि इसमें क्रिस्टलों की आवेगविशिष्टता और भार की पूरी आवेगिता के साथ-साथ, इसका बहुत ही सटीक संबंध होता। इस समस्या को पार करने या उसके फ्लैंक को फेरने के लिए जो कुछ भी संभव हो सकता है, वह कोई नहीं खोजा गया है, या खोजने की संभावना ही नहीं है।

उन अवधारणाओं में से कोई भी आज वैज्ञानिक समुदाय द्वारा व्यवहार्य नहीं माना जाता है।

आधुनिक भौतिकी में गैर-मानक व्याख्या

सामान्य सापेक्षता

अल्बर्ट आइंस्टीन ने कभी-कभी सामान्य सापेक्षता के अन्दर गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र के लिए एथर शब्द का उपयोग किया, परन्तु एथर प्रारूप के साथ इस सापेक्षवादी एथर अवधारणा की एकमात्र समानता अंतरिक्ष में भौतिक गुणों की उपस्थिति में निहित है, जिसे सामान्य रूप से जियोडेसिक्स के माध्यम से पहचाना जा सकता है। सापेक्षता, जैसा कि जॉन स्टिंग जैसे इतिहासकारों का तर्क है, नए एथर पर आइंस्टीन के विचार 1905 में उनके द्वारा एथर के परित्याग के विरोध में नहीं हैं। जैसा कि आइंस्टीन ने स्वयं बताया था, उस नए एथर के लिए कोई पदार्थ और गति की कोई स्थिति जिम्मेदार नहीं हो सकती है। आइंस्टीन द्वारा एथर शब्द के प्रयोग को वैज्ञानिक समुदाय में बहुत कम समर्थन मिला, और आधुनिक भौतिकी के निरंतर विकास में कोई भूमिका नहीं निभाई।

क्वांटम निर्वात

क्वांटम यांत्रिकी का उपयोग अत्यंत छोटे माप के अंतराल में स्थितिगत खगोलीय विद्युत क्षेत्र को वर्णन करने के लिए किया जा सकता है, जिसे तरंगावस्था विज्ञान के लोकतंत्र से संबंधित एथर की अवस्था भी कहा जाता है। इससे निर्मित कण प्रचुर तीव्रता से उत्पन्न होते हैं, जो अत्यंत त्वरित रूप से दिखाई देते हैं, और लुप्त हो जाते हैं। कुछ विज्ञानियों जैसे पॉल डिरैक ने सुझाव दिया है, कि यह क्वांटम एथर प्रारूप आधुनिक भौतिकी का उस सद्भाव के समान हो सकता है, जो एक कणवायु से समान हो। यद्यपि, डिरैक का एथर सिद्धांत क्वांटम विद्युत गुणाधर्मों से असंतुष्टि के कारण उनकी खामी थी और इसका मुख्य वैज्ञानिक समुदाय से कोई समर्थन नहीं मिला।

भौतिक विज्ञानी रॉबर्ट बी लाफलिन ने लिखा:

यह विचित्र है कि आइंस्टीन का सबसे रचनात्मक काम, सामान्य सापेक्षता का सिद्धांत, अस्तित्ववादी रूप से जगह को एक माध्यम के रूप में चित्र बनाने पर निर्भर करता है जबकि उनका मूल प्रतिज्ञान [विशेष सापेक्षता में] यह था कि ऐसा कोई माध्यम उपलब्ध नहीं था [..] नवीनतम खोजों से पता चलता है कि खाली जगह में सामान्यतः अस्पष्ट होने वाली चीजें वास्तव में अस्पष्ट नहीं होती हैं। रेडियोधर्मिता के अध्ययनों के पश्चात, खाली स्थान में स्थिति का स्पेक्ट्रोस्कोपिक संरचना, साधारण क्वांटम ठोस और तरल पदार्थों के समान होती है। बड़े कण प्रारंभिकीकरणों के साथ आगे के अध्ययनों ने हमें यह समझाया है, कि स्थान पर न्यूटोनियन रिक्तिका के अतिरिक्त एक खिड़की के काँच की तरह होती है। यह 'सामान्य सापेक्षता का माध्यम' होता है, परन्तु हम इसे इस कारण से नहीं कहते हैं, क्योंकि यह निषेध है।

प्राथमिक तरंगें

लुइस डी ब्रोगली ने कहा, कोई भी कण, जो कभी भी भिन्न किया जाता है, एक छिपी हुई माध्यम के साथ लगातार "ऊर्जात्मक संपर्क" में होने के रूप में विचार किया जाना चाहिए।" यद्यपि, जैसा कि डे ब्रॉयल ने बताया, यह माध्यम "सार्वभौमिक संदर्भ माध्यम के रूप में काम नहीं कर सकता, क्योंकि यह सापेक्षता सिद्धांत के विपरीत होगा।"

यह भी देखें

• पूर्ण स्थान और समय
• एपिरोन (ब्रह्मांड विज्ञान)
• फ्रेम खींच
• विशेष सापेक्षता के परीक्षण
• सामान्य सापेक्षता के परीक्षण
• ब्रह्मांड विज्ञान

अग्रिम पठन

• Whittaker, Edmund Taylor (1910), A History of the Theories of Aether and Electricity (1st ed.), Dublin: Longman, Green and Co.
• Schaffner, Kenneth F. (1972), Nineteenth-century aether theories, Oxford: Pergamon Press, ISBN 978-0-08-015674-3
• Darrigol, Olivier (2000), Electrodynamics from Ampére to Einstein, Oxford: Clarendon Press, ISBN 978-0-19-850594-5
• Maxwell, James Clerk (1878), "Ether", Encyclopædia Britannica Ninth Edition, 8: 568–572
• Harman, P.H. (1982), Energy, Force and Matter: The Conceptual Development of Nineteenth Century Physics, Cambridge: Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-28812-5
• Decaen, Christopher A. (2004), "Aristotle's Aether and Contemporary Science", The Thomist, 68 (3): 375–429, doi:10.1353/tho.2004.0015, S2CID 171374696, archived from the original on 2012-03-05, retrieved 2011-03-05.
• Larmor, Joseph (1911). "Aether" . Encyclopædia Britannica (in English). Vol. 1 (11th ed.). pp. 292–297.
• Oliver Lodge, "Ether", Encyclopædia Britannica, Thirteenth Edition (1926).
• "A Ridiculously Brief History of Electricity and Magnetism; Mostly from E. T. Whittaker’s A History of the Theories of Aether and Electricity". (PDF format)
• Epple, M. (1998) "Topology, Matter, and Space, I: Topological Notions in 19th-Century Natural Philosophy", Archive for History of Exact Sciences 52: 297–392.