ΔΥΟ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΠΟΥ "ΑΠΕΔΕΙΞΑΝ" ΤΗΝ ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΣ ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑΣ

ΔΥΟ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ΠΟΥ "ΑΠΕΔΕΙΞΑΝ" ΤΗΝ ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΣ ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑΣ

Harry Collins & Trevor Pinch

[Απόσπασμα από το βιβλίο των H. Collins & T. Pinch "The Golem: Τί Πρέπει να Γνωρίζει ο Καθένας για την Επιστήμη"]

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ 1ο και 2ο ΜΕΡΟΣ

Η θεωρία του Αϊνστάϊν έγινε ευρέως γνωστή στο πρώτο μέρος του εικοστού αιώνα. Ένας από τους λόγους της επιτυχίας της ανάμεσα στους επιστήμονες, ήταν ότι έδινε νόημα σε έναν αριθμό από αινιγματικές παρατηρήσεις. Για παράδειγμα, η θεωρία αναφερόταν σε μια μικρή απόκλιση της τροχιάς του πλανήτη Ερμή από την αναμενόμενη, και επεξηγούσε την ελαφριά κλίση προς την κόκκινη άκρη του φωτοφάσματος που μερικοί υποστήριζαν ότι την εντόπισαν στο ερχόμενο από τον ήλιο φως. Αλλά η θεωρία της σχετικότητας έγινε επίσης μια δημοφιλής επιτυχία. Έγινε το θέμα των πρωτοσέλιδων των εφημερίδων. Αυτό είχε κάτι να κάνει με το τέλος του Μεγάλου Πολέμου και την ενωτική επίδραση της επιστήμης σε μια κομματιασμένη ήπειρο. Είχε κάτι να κάνει με τις δραματικές περιστάσεις και την ευθεία φύση της “απόδειξης” της σχετικότητας του 1919. Και είχε αναμφίβολα κάτι να κάνει με τις εκθαμβωτικές συνέπειες της θεωρίας για την κατανόηση σύμφωνα με την κοινή λογική μας του φυσικού κόσμου. Όταν οι επιπλοκές της διορατικότητας του Αϊνστάϊν -ότι δηλαδή το φως πρέπει να ταξιδεύει με την ίδια ταχύτητα προς όλες τις κατευθύνσεις- υπολογίστηκαν, περίεργα πράγματα προβλέφθηκαν.

Αν οι ιδέες του Αϊνστάϊν είναι σωστές, αποδείχθηκε ότι χρόνος, μάζα και μήκος δεν είναι σταθερά αλλά σχετικά με την ταχύτητα με την οποία τα πράγματα κινούνται. Πράγματα που πάνε πολύ γρήγορα, σε ταχύτητες κοντά σ’ αυτήν του φωτός, θα γίνονταν πολύ βαριά και πολύ κοντά. Άνθρωποι που θα ταξίδευαν τόσο γρήγορα θα φαίνονταν σε όλους τους άλλους ότι γερνάνε αργά. Ομοζυγωτικά δίδυμα θα μπορούσαν να γεράσουν σε διαφορετικούς ρυθμούς αν ο ένας έμενε ακίνητος και ο άλλος πήγαινε ένα πολύ γρήγορο ταξίδι. Αν η θεωρία είναι σωστή, το φως δεν θα ταξίδευε σε ευθείες γραμμές, αλλά θα επικλινόταν από τα βαρυτικά πεδία σε μεγαλύτερο επίπεδο απ’ ό,τι πιστευόταν δυνατόν. Μια πιο απειλητική συνέπεια της θεωρίας ήταν ότι η μάζα και η ενέργεια θα έπρεπε να είναι ταυτόσημες έννοιες. Από τη μία μεριά αυτό εξηγούσε το πώς ο ήλιος συνέχιζε να καίει, παρ’ όλο που το καύσιμό του έχει εξαντληθεί εδώ και καιρό. Από την άλλη μεριά, φρικτές νέου είδους ενέργειες έγιναν πιθανές -μια συνέπεια που θα παρουσιαστεί αργότερα με στοιχεία- για την οποία το επίθετο αναμφισβήτητη μπορεί να είχε εφευρεθεί -η ανατίναξη της ατομικής βόμβας. Όσο υπάρχουν επιστημονικά γεγονότα, η σχέση μεταξύ ύλης και μάζας που ξεκίνησε ο Αϊνστάϊν, είναι γεγονός.

Αλλά η ανατίναξη της ατομικής βόμβας το 1945 δεν είναι αυτό που “αποδείκνυε” η θεωρία της σχετικότητας. Είχε αποδειχτεί πριν από πολλά χρόνια. Ο τρόπος που συχνότερα λέγεται η ιστορία, είναι ότι υπήρχαν δύο καταλυτικές παρατηρητικές αποδείξεις. Αυτές ήταν το πείραμα του “αιθερικού ρεύματος” στα 1880 των Μίκελσον - Μόρλεϋ, το οποίο συζητάμε στο πρώτο μέρος αυτού του κεφαλαίου, και η παρατήρηση του Έντιγκτον της φαινομενικής μετατόπισης των άστρων κατά την ηλιακή έκλειψη του 1919, το οποίο συζητάμε στο 2ο μέρος.

Η συμβατική ιστορία είναι ότι οι παρατηρήσεις των Μίκελσον - Μόρλεϋ έδειχναν ότι το φως ταξίδευε με την ίδια ταχύτητα προς όλες τις κατευθύνσεις, αποδεικνύοντας την ιδιαίτερη θεωρία της σχετικότητας, ενώ οι αποστολές του ΄Εντιγκτον σε μακρινές χώρες για να παρατηρήσει την έκλειψη του 1919 δείχνουν ότι το αστρικό φως έκλινε από τον ήλιο στο σωστό όριο για να αποδείξει την γενική θεωρία. Το εντυπωσιακό είναι στη διαύγεια και αποφασιστικότητα των ερωτήσεων και των απαντήσεων. Είτε το φως ταξίδευε με την ίδια ταχύτητα προς όλες τις κατευθύνσεις, είτε όχι. Είτε τα άστρα κοντά στον ήλιο ήταν διατεταγμένα δύο φορές πιο μακριά απ’ ό,τι έπρεπε σύμφωνα με την παλιά θεωρία του Νιούτον, είτε όχι. Εκ πρώτης όψεως, τίποτα δεν θα μπορούσε να είναι πιο απλό. Για πολλούς ανθρώπους εκείνης της γενιάς, η φύση της σχετικότητας και η ιστορία των πρώτων παρατηρήσεων κέντρισε το ενδιαφέρον τους για τις θετικές επιστήμες. Αλλά ακόμα κι αυτά τα πειράματα αποδείχτηκαν λιγότερο αποφασιστικά από τα γενικά “πιστεύω”. Ό,τι είναι απλό “εκ πρώτης όψεως” είναι πολύ πιο περίπλοκο στην πράξη.

ΜΕΡΟΣ Ι. ΠΛΕΕΙ Η ΓΗ ΣΕ ΜΙΑ ΘΑΛΑΣΣΑ ΑΙΘΕΡΑ;

Το 1887 ο Άλμπερτ Μίκελσον και ο Έντουαρντ Μόρλεϋ έφεραν σε πέρας ένα πολύ προσεκτικό πείραμα στο Case School για Εφαρμοσμένες Επιστήμες στο Κλήβελαντ. Σύγκριναν την ταχύτητα του φωτός με κατεύθυνση την γήινη κίνηση με αυτή σε ορθές γωνίες προς την γήινη κίνηση. Προς μεγάλη τους έκπληξη βρήκαν ότι ήταν ακριβώς η ίδια ταχύτητα! (Στέφεν Χώκινγ, Σύντομη Ιστορία του Χρόνου: από το Μπιγκ Μπανγκ, στις Μαύρες Τρύπες, Bantom Books 1988, σελ. 20).

Η ήρεμη αιθερική θάλασσα.

Το φως και ο αιθέρας

Κατά την τελευταία περίοδο του δέκατου ένατου αιώνα, υπήρχε η αντίληψη ότι τα κύματα φωτός ταξιδεύουν μέσα σ’ ένα συμπαντικό αν και ανούσιο μέσο το οποίο ονομάζεται αιθέρας (aether). Αν αυτό ήταν αλήθεια, τότε η ταχύτητα των κυμάτων του φωτός θα παρουσίαζε διαφορά καθώς η γη κινείται μέσα στον αιθέρα, κατά την περιστροφή της γύρω από τον ήλιο. Όπως όταν τρέχεις γρήγορα σε “ακίνητο αέρα”, δημιουργείς τον δικό σου άνεμο, ρεύμα -η κίνηση της γης θα έπρεπε να δημιουργεί το δικό της “αιθερικό ρεύμα” στην αραιή “αιθερική θάλασσα”. Παρ’ όλα αυτά σταθείτε στην επιφάνεια της γης κοιτώντας κόντρα στον άνεμο και το φως που έρχεται προς εσάς θα πρέπει να φαίνεται ότι κινείται γρηγορότερα απ’ ό,τι αν ο αιθέρας ήταν ακίνητος. Η ταχύτητα του φωτός πρέπει να αυξάνεται σύμφωνα με την ταχύτητα του αιθερικού ρεύματος. Κοιτάξτε όμως δια μέσου του ανέμου και το φως θα πρέπει να φαίνεται ότι κινείται στην φυσιολογική του ταχύτητα. Όταν ο Άλμπερτ Μίκελσον έκανε τα πρώτα του πειράματα στον αιθερικό άνεμο -αυτό ήταν που περίμενε να βρει- αυτό το οποίο πραγματικά βρήκε ήταν ότι το φως φαινόταν να κινείται με την ίδια ταχύτητα προς όλες τις κατευθύνσεις.

Ο Μίκελσον και η σχετικότητα

Σύμφωνα με τη θεωρία της σχετικότητας το φως πρέπει να έχει μια συνεχή ταχύτητα προς όλες τις κατευθύνσεις, αλλά η θεωρία δεν βγήκε στην επιφάνεια για περίπου 25 χρόνια αφού ο Μίκελσον είχε αρχίσει τις παρατηρήσεις του. Ο Μίκελσον τότε δεν ήξερε τίποτα για τη σχετικότητα. Άρχισε να χρησιμοποιεί την κίνηση δια μέσου της αιθερικής θάλασσας, σαν ένα είδος ταχύμετρου για τη γη. Παρόλο που το πείραμα πιστεύεται συχνά ότι δημιούργησε ένα πρόβλημα που ο Αϊνστάϊν ξεκίνησε να λύσει, είναι κι αυτό πιθανά λάθος. Φαίνεται ότι ο Αϊνστάιν λίγο ενδιαφερόταν για τα πειράματα του Μίκελσον όταν διατύπωνε τη θεωρία του. Το αρχικό βήμα του Αϊνστάϊν ήταν ένα παράδοξο στη θεωρία των ηλεκτρικών κυμάτων. Ο κρίκος μεταξύ Αϊνστάϊν και Μίκελσον σφυρηλατήθηκε από άλλους, περίπου 20 ή και περισσότερα χρόνια αφού τα πρώτα “καθοριστικά” πειράματα ολοκληρώθηκαν. Ο Μίκελσον τότε δεν είχε ιδέα για τη σπουδαιότητα που αργότερα τα αποτελέσματά του θα είχαν. Εκείνη την περίοδο ήταν απογοητευμένος γιατί είχε αποτύχει να βρει την ταχύτητα της γης. Όπως θα δούμε, ο Μίκελσον ούτε καν ολοκλήρωσε τα πειράματά του σωστά -προχώρησε αμέσως σε άλλα πράγματα, αφού δημοσίευσε τα αρχικά πορίσματα.

Πώς γίνεται η μέτρηση του αιθερικού ρεύματος (ανέμου)

Για να μετρήσει την ταχύτητα της γης, ο Μίκελσον χρειάστηκε να μετρήσει την ταχύτητα του φωτός προς διάφορες κατευθύνσεις. Η αρχική υπόθεση ήταν ότι η ανώτερη ταχύτητα της γης αναφορικά με τον αιθέρα ήταν της τάξεως της ταχύτητας της κίνησης του πλανήτη στην τροχιά του γύρω από τον ήλιο: περίπου 18,5 μίλια το δευτερόλεπτο. Η ταχύτητα του φωτός ήταν γνωστή περίπου στα 185.000 μίλια το δευτερόλεπτο, οπότε το αποτέλεσμα που έπρεπε να μετρηθεί ήταν μικρό -ένα μέρος σε 10.000. Το χειρότερο ήταν ότι άμεσοι προσδιορισμοί της ταχύτητας του φωτός ήταν πολύ ανακριβείς για να επιτρέψουν σε μια μικρή διαφορά να γίνει αντιληπτή, οπότε η μόνη πιθανότητα ήταν να συγκρίνεις την ταχύτητα σε δύο κατευθύνσεις.

Η μέθοδος ήταν να χρησιμοποιηθεί αυτό που ονομάζουμε σήμερα “συμβολόμετρο”. Η ίδια ακτίνα φωτός χωρίζεται σε δύο και ξαναενώνεται. Όταν η χωρισμένη ακτίνα ξαναενωθεί θα δώσει κροσσούς συμβολής: μια σειρά από φωτεινές και σκοτεινές ζώνες. Το αποτέλεσμα οφείλεται στα κύματα του φωτός σε κάθε μισό της ζώνης εναλλάξ, ενισχύοντας η μία την άλλη (οι φωτεινές ρίγες) και ακυρώνοντας η μία την άλλη (οι σκοτεινές ρίγες). Αυτή είναι μια απλή γεωμετρική συνέπεια της υπερ-επιβολής δύο κινήσεων των κυμάτων: καθώς το ένα κινείται δια μέσου του πεδίου πάνω στο οποίο οι ακτίνες συγκλίνουν, το μήκος πορείας της κάθε ακτίνας αλλάζει ελαφρά. Για παράδειγμα, η αριστερή ακτίνα (ακτίνα 1, στο σχεδιάγραμμα 1.), πρέπει να ταξιδέψει μια ορισμένη απόσταση για να φτάσει στην αριστερή πλευρά της φωτισμένης περιοχής. Για να φτάσει ένα σημείο λίγο προς τα κάτω, θα πρέπει να ταξιδέψει ελαφρά παραπέρα και για να φτάσει ένα σημείο πιο κάτω, θα πρέπει να ταξιδέψει ακόμα πιο μακριά. Συνεπώς, η ακτίνα θα χτυπήσει το πεδίο σε διαφορετικά στάδια κατά τον κυματισμό της. Το όροςτης ακτίνας 1 κτυπάει ένα σημείο στο πεδίο, ενώ η κοιλία κτυπάει ένα άλλο σημείο λίγο πιο μπροστά. Επειδή το ίδιο ισχύει και στην ακτίνα 2, και τα δύο όρη (ή κοιλίες) θα χτυπήσουν το ίδιο σημείο μερικές φορές και θα συνδυάσουν τις ενέργειές τους, ενώ σε άλλα σημεία ένα όρος θα συμπέσειμε μια κοιλία και θα ακυρώσουν η μία την άλλη -απ’ όπου και οι φωτεινοί και σκοτεινοί κροσσοί συμβολής.

Ο Μίκελσον πρότεινε να μεταδώσουν τις συμβαλλόμενες ακτίνες σε ορθές γωνίες η μία προς την άλλη, και να τις αντικατοπτρίσουν πίσω και ξαναενωμένες κοντά στην πηγή. Τώρα ας φανταστούμε ότι ο προσανατολισμός της όλης συσκευής είναι σε τέτοια γωνία σε σχέση με το αιθερικό “ρεύμα”, που η ταχύτητα του φωτός κατά μήκος των δύο διαδρομών είναι ίση (βλ. σχεδιάγραμμα 2). Φαντάσου να κοιτάς προς τους κροσσούς συμβολής. Τώρα φαντάσου ότι ολόκληρη η συσκευή γυρνά σύμφωνα με το αιθερικό “ρεύμα”, έτσι ώστε η ταχύτητα του φωτός γίνεται γρηγορότερη κατά μήκος της μιας διαδρομής και πιο αργή κατά μήκος της άλλης (βλ. σχεδιάγραμμα 3). Τότε, θεωρώντας μόνο μια διαδρομή για ένα λεπτό, αυτό που ήταν κάποτε το σημείο όπου ένα όρος προσέκρουσε μπορεί να μην ήταν πια τέτοιο σημείο. Το ίδιο ισχύει και για το άλλο μισό της ακτίνας. Το αποτέλεσμα θα ήταν ότι τα σημεία της ενίσχυσης και της ακύρωσης θα μετακινούνταν -δηλαδή οι σκοτεινές και οι φωτεινές ρίγες θα μετατοπίζονταν στα πλάγια.

Σχήμα 2. Ταχύτητα του φωτός ίση κατά μήκους και των δύο διαδρομών

Με αυτό τον πειραματικό τρόπο, για να παρακολουθήσουμε την κίνηση της γης μέσα στον αιθέρα, δεν είναι ανάγκη να ξέρουμε προς ποια κατεύθυνση το αιθερικό ρεύμα φυσά στην έναρξη του πειράματος, αυτό που πρέπει να κάνει κάποιος είναι να περιστρέψει το όργανο και να κοιτάξει για μετακινήσεις στους κροσσούς. Είναι πιθανό να υπολογίσει κάποιος ταχύτητα και διεύθυνση, αν ξέρει ολόκληρη την έκταση των κινήσεων των κροσσών.

Η παραπάνω εξήγηση αντιπαρέρχεται με ένα πολύ σοβαρό θέμα. Στη συσκευή του Μίκελσον οι ακτίνες φωτός διανεμήθηκαν κατά μήκος μιας διαδρομής και μετά αντανακλάστηκαν πίσω. Οπότε, αν περνάγανε γρήγορα με τον αιθέρα προς μια κατεύθυνση, θα πέρναγαν πιο αργά προς την άλλη. Φαίνεται σαν να εξουδετερωνόταν η επίδραση. Όμως η αριθμητική δείχνει ότι δεν είναι ακριβώς έτσι. Το κέρδος δεν εξουδετερώνεται τελείως από την απώλεια, αλλά σημαίνει ότι η επίδραση είναι πολύ πιο μικρή απ’ ό,τι θα ήταν αν υπήρχε ένας τρόπος να ξαναενώσει τις ακτίνες χωρίς να τις ξαναφέρνει πίσω, στο αρχικό σημείο, ο οποίος δεν υπάρχει. Συνεπώς, αυτό σημαίνει ότι αντί να κοιτά κάποιος για αλλαγή της τάξης του 1 στις 10.000 στην ταχύτητα του φωτός, περιορίζεται στο να κοιτά μια επίδραση με αλλαγή 1 στις 100.000.000. Τότε είναι πράγματι ένα πολύ “λεπτό” πείραμα. Ωστόσο, καθώς ο Μίκελσον εξέλιξε την συσκευή του, περίμενε να δει τους κροσσούς να κινούνται περίπου 4 δέκατα του πλάτους, ενός μονού κροσσού αν το αιθερικό ρεύμα φυσούσε με μια ταχύτητα ίση με την ταχύτητα της γης στην τροχιά της. Αυτό όφειλε να το παρατηρήσει εύκολα.

Σχήμα 3. Μια διαδρομή διαμέσω αιθερικού ρεύματος?

Μια διαδρομή με αιθερικό ρεύμα.

Τα στοιχεία του πειράματος

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η φαινομενική ταχύτητα του αιθερικού ρεύματος θα εξαρτιόταν από τον προσανατολισμό της συσκευής και θα άλλαζε καθώς η γη περιστρέφεται γύρω από τον εαυτό της, μερικές φορές θα φαινόταν ότι το ρεύμα φυσά ομόρροπα με την ακτίνα του φωτός και μερικές φορές προς τα πάνω ή προς τα κάτω δια μέσου της συσκευής οπότε θα είχε μικρή διαφοροποιημένη επίδραση στις δύο ακτίνες φωτός. Έτσι το πείραμα έπρεπε να επαναληφθεί σε διαφορετικές ώρες της ημέρας καθώς η γη θα περιστρεφόταν, οπότε διαφορετικοί προσανατολισμοί θα δοκιμάζονταν. Ακόμα, για να κατανοηθεί η κίνηση ολοκληρωτικά, θα ήταν απαραίτητο να επαναληφθεί το πείραμα σε διαφορετικές περιόδους του έτους, καθώς η γη θα κινείται προς διαφορετικές κατευθύνσεις σε σχέση με τον ήλιο. Αν υπήρχε περίπτωση ο αιθέρας να ήταν στατικός σε σχέση με τον ήλιο, έτσι ώστε ολόκληρη η κίνηση της γης δια μέσου του αιθέρα να οφείλεται στην τροχιακή της ταχύτητα, τότε η ταχύτητα θα ήταν λίγο - πολύ συνεχής όλο το χρόνο σε οποιαδήποτε στιγμή της μέρας. Αν, παρ’ όλα αυτά ολόκληρο το ηλιακό σύστημα κινούνταν δια μέσου του αιθέρα, τότε σε κάποιες περιόδους του χρόνου η τροχιακή κίνηση της γης θα γινόταν προς την ίδια κατεύθυνση με την κίνηση του ηλιακού συστήματος και σε άλλες περιόδους θα ήταν προς την αντίθετη κατεύθυνση. Οπότε κάποιος θα περίμενε να βρει μια μέγιστη φαινομενική “ταχύτητα ανέμου” σε μια εποχή του χρόνου και μια ελάχιστη σε μια άλλη. Η διαφορά θα χρησιμοποιόταν στο να οριστεί η κίνηση του ηλιακού συστήματος ως ολότητα.

Σημειώστε ότι αν η ταχύτητα του ηλιακού συστήματος μέσα στον αιθέρα ήταν παρόμοια με την ταχύτητα της γης στην τροχιά της, θα υπήρχαν περίοδοι στο έτος που η κίνηση της γης στην τροχιά της σχεδόν θα ακύρωνε την κίνηση του ήλιου. Σε αυτές τις περιόδους η φαινομενική ταχύτητα του αιθερικού ρεύματος θα ήταν πολύ μικρή ή ακόμη και μηδενική. Αυτό θα ήταν μια απίθανη σύμπτωση αλλά για να ξεδιαλυθεί ήταν απαραίτητο να γίνουν παρατηρήσεις κατά την διάρκεια δύο περιόδων του χρόνου.

Για να πετύχει το πείραμα, το μήκος της πορείας των ακτίνων φωτός έπρεπε να παραμείνει σταθερό, έτσι ώστε να δεχτούν επιρροές μόνο από αλλαγές της κατεύθυνσης του αιθερικού ρεύματος. Οι φαινομενικές αλλαγές στο μήκος που θα έπρεπε να παρατηρηθούν ήταν της σειράς ενός μονού μήκους κύματος φωτός. Επειδή τα μήκη των πορειών ήταν της τάξης των δέκα μέτρων και το μήκος κύματος του ορατού φωτός μετριέται σε μονάδες χιλίων εκατομμυριοστών του μέτρου, ήταν δύσκολο να κρατηθεί η συσκευή αρκετά σταθερή. Μια ελαφριά κάμψη ενός από τους βραχίονες που στηρίζουν τους καθρέφτες, θα ήταν παραπάνω από αρκετή για να αλλάξουν τα στοιχεία. Ο Μίκελσον θα έβρισκε ότι μια μάζα 30 γραμμαρίων τοποθετημένη στην άκρη ενός από τους βραχίονες της συσκευής η οποία ζυγίζει τόνους, ήταν αρκετή για να διαταράξει τα στοιχεία. Όσο για τη θερμοκρασία, είχε υπολογιστεί ότι αλλαγές τόσο μικρές όσο 1/100 ενός βαθμού, θα παρήγαγαν μια φαινομενική επίδραση 3 φορές απ’ ό,τι θα περίμεναν από το αιθερικό ρεύμα.

Μαγνητικές επιδράσεις στο υλικό της συσκευής που θα προκαλούνταν από τα περιβάλλοντα μέταλλα ή από το μαγνητικό πεδίο της γης μπορεί να ήταν αρκετές για να ναυαγήσουν τα αποτελέσματα, σε σχέδια που το σίδερο ή το ατσάλι θα είχε χρησιμοποιηθεί για σταθερότητα, ενώ μικρές αλλαγές στην υγρασία θα μπορούσαν να αλλοιώσουν αυτά τα πειράματα στα οποία προσπάθειες γίνονταν να κρατηθούν οι διαδρομές με ξύλινα κομμάτια. Η ανάγκη για έλεγχο της θερμοκρασίας και της δόνησης υπεδείκνυαν ότι η πειραματική συσκευή έπρεπε να χτιστεί σταθερά σε ογκώδη θεμέλια στα υπόγεια “δυνατών” και καλά μονωμένων κτιρίων.

Δυστυχώς, οι ογκώδεις συσκευές και η προσεκτική μόνωση δημιούργησαν ένα αντίθετο πρόβλημα. Υπήρχε η αντίληψη ότι ο αιθέρας θα μπορούσε να “τραβηχτεί” από ογκώδη ημιπερατά υλικά. Οπότε μπορεί να υπάρξει η διαφωνία ότι ένα καλό μονωμένο δωμάτιο επί ή κάτω από την επιφάνεια της γης σε ένα μεγάλο κτίριο θα περιλαμβάνει συνεπώς μια παγίδα αιθέρα. Θα υπήρχαν λιμνάζοντα νερά τριγύρω που το αιθερικό ρεύμα θα είχε τραβήξει. Χειρότερα, λόφοι ή βουνά ή η επιφάνεια της γης θα μετέφεραν τον αιθέρα μαζί τους όπως μεταφέρουν τον αέρα. Σύμφωνα με όλα αυτά, το πείραμα έπρεπε να γίνει σε εξωτερικό χώρο, στην κορυφή ενός ψηλού βουνού ή τουλάχιστον σε ένα ελαφρύ κτίριο κατά προτίμηση γυάλινο.

Υπάρχουν λοιπόν έξι στοιχεία σε αυτό το πείραμα:

1. Οι ακτίνες φωτός πρέπει να χωριστούν και να αντικατοπτριστούν κατά μήκος σε ορθές γωνίες.

2. Παρατηρήσεις των ορίων πρέπει να γίνουν σε διάφορα σημεία καθώς ολόκληρη η συσκευή περιστρέφεται γύρω από τον άξονά της.

3. Οι παρατηρήσεις πρέπει να επαναληφθούν σε διαφορετικές ώρες της ημέρας, για να ληφθεί υπ’ όψιν η περιστροφή της γης γύρω από τον άξονά της.

4. Οι παρατηρήσεις πρέπει να επαναληφθούν σε διαφορετικές εποχές για να ληφθεί υπ’ όψιν η αλλαγή της κατεύθυνσης της γης σε σχέση με το ηλιακό σύστημα.

5. Το πείραμα πρέπει να γίνει σε ένα ελαφρύ, ανοιχτό ή διαφανές κτίριο (αυτό, μπορεί να αμφισβητηθεί )

6. Παρόμοια, το πείραμα πρέπει να γίνει σε ένα υψηλό λόφο ή βουνό.

Η πειραματική συσκευή

Ο Μίκελσον έκανε ένα πρώτο πείραμα το 1881 και με τη συνεργασία του Άρθουρ Μόρλεϋ ένα δεύτερο και μια πιο εκλεπτυσμένη παρατήρηση το 1887. Στην ουσία το πείραμα είναι απλό: μια ακτίνα χωρίζεται σε δύο, αντικατοπτρίζεται ομόρροπα σε ορθές γωνίες, ξαναενώνονται κοντά στην πηγή, και παρατηρούνται οι κροσσοί. Η συσκευή περιστρέφεται και οι παρατηρήσεις επαναλαμβάνονται, μετατοπίσεις στη θέση των κροσσών σημειώνονται. Η πρακτική ήταν να παρατηρήσουν τη θέση των κροσσών σε δέκα έξι διαφορετικές θέσεις, καθώς η συσκευή περιστρεφόταν κατά έναν ολόκληρο κύκλο. Στην πράξη το πείραμα ήταν άκρως ευπαθές. Με την πρώτη του συσκευή, η οποία κατασκευάστηκε στη Γερμανία, ο Μίκελσον αναφέρει μεγάλη δυσκολία με τον κραδασμό. Το πείραμα έπρεπε να μεταφερθεί από το Βερολίνο στο πιο ήσυχο Πότσνταμ και ακόμα κι έτσι οι κροσσοί μπορούσαν να εξαφανισθούν σημαδεύοντας το έδαφος 100 μέτρα από το εργαστήριο. Τα πειράματα έπρεπε να γίνουν νύχτα, σε περιόδους που υπήρχαν λίγες εξωτερικές ενοχλήσεις. Η πρώτη συσκευή είχε συγκριτικά μικρό μήκος. Σε επόμενα πειράματα τα μήκη αυξήθηκαν από πολλαπλές αντανακλάσεις πίσω και εμπρός, οπότε αυξήθηκε και η ευαισθησία στο αιθερικό ρεύμα αλλά αναπόφευκτα αυξήθηκε η ευαισθησία στις δονήσεις και άλλες ενοχλήσεις επίσης.

Η μακρά ιστορία του πειράματος μπορεί να ειδωθεί τότε σαν περιλαμβανόμενες αυξήσεις στο μήκος της πορείας των δύο ακτίνων -αλλαγές στο υλικό, από το οποίο ήταν φτιαγμένη η συσκευή, αλλαγές στην τοποθεσία και την στέγαση του πειράματος.

Το πείραμα 1881

Το πρώτο πείραμα του Μίκελσον είχε ένα μήκος πορείας περίπου 120 εκ. Σύμφωνα με τους υπολογισμούς του, ένα αιθερικό ρεύμα έχοντας κάτι στην περιοχή της γήινης τροχιακής ταχύτητας, θα δημιουργούσε ένα εκτόπισμα μεγέθους περίπου ενός δεκάτου του πλάτους ενός κροσσού, καθώς η συσκευή θα περιστρεφόταν. Ο Μίκελσον πίστευε ότι θα μπορούσε να το παρατηρήσει εύκολα αν ήταν εκεί. Κατά την διάρκεια της κατασκευής και χρήσης αυτού του οργάνου, ανακάλυψε τα προβλήματα των κραδασμών και τις παραμορφώσεις που συνέβαιναν στους βραχίονες, όταν η συσκευή περιστρεφόταν γύρω από τον άξονά της. Παρ’ όλα αυτά δημοσίευσε τα αποτελέσματα των παρατηρήσεών του τα οποία έδειχναν ότι καμιά κίνηση της γης δια μέσου του αιθέρα δεν μπορούσε να επισημανθεί.

Μετά την δημοσίευση, το πείραμα επανεξετάστηκε από τον Χ.Α. Λόρεντζ, ο οποίος επεσήμανε ότι ο Μίκελσον στην ανάλυσή του είχε αμελήσει να λάβει υπ’ όψιν του τη μη-μηδενική επίδραση του ανέμου στον εγκάρσιο βραχίονα της συσκευής. Ακόμα κι αν κωπηλατείς σε ένα ρεύμα, θα πάρει περισσότερο να φθάσεις κάπου και πίσω απ’ ό,τι αν δεν υπήρχε καθόλου ρεύμα! Όταν αυτό το αποτέλεσμα λαμβάνεται υπ’ όψιν, μειώνει στο μισό το αναμενόμενο εκτόπισμα των κροσσών. Ο Μίκελσον κατέληξε ότι δεδομένης της δυσκολίας της αρχικής παρατήρησης κι αυτής της καινούριας εκτίμησης για το εκτόπισμα, θα μπορούσε το αποτέλεσμα του αναμενόμενου αιθέριου ρεύματος να ήταν κρυμμένο σε πειραματικό “θόρυβο”. Αυτό τον οδήγησε να σχεδιάσει και να κατασκευάσει μια βελτιωμένη συσκευή.

Το πείραμα των Μίκελσον - Μόρλεϋ το 1887

Η επόμενη συσκευή ήταν πολύ πιο περίτεχνη. Φτιάχτηκε στο πανεπιστήμιο του Μίκελσον στο Κλήβελαντ. Μια δεξαμενή από χυτοσίδηρο γεμάτη με υδράργυρο τοποθετήθηκε πάνω σε θεμέλια από τούβλα σε ένα υπόγειο δωμάτιο. Ένα ογκώδες κομμάτι αμμόλιθου, με διαστάσεις περίπου 5 τετραγωνικά πόδια και 14 ίντσες πάχος, επέπλεε στον υδράργυρο. Μπορούσε να ξεκινήσει χειροκίνητα και μόλις άρχιζε θα γύριζε αργά μέχρι να συμπληρώσει μια πλήρη περιστροφή σε 6 λεπτά και θα συνέχιζε να γυρίζει μόνο του για πάνω από μια ώρα. Το φως, ο διαχωριστής ακτινών, τα κάτοπτρα και τα λοιπά ήταν φορτωμένα στο κομμάτι του αμμόλιθου. Ένας αριθμός κατόπτρων ήταν φορτωμένα έτσι ώστε να αντικατοπτρίζουν τις δέσμες φωτός εμπρός - πίσω αρκετές φορές πριν ξαναενωθούν στην οθόνη. Αυτό έδωσε ένα μήκος πορείας πάνω από 10 μέτρα και ένα αναμενόμενο εκτόπισμα περίπου τεσσάρων δεκάτων ενός “κροσσού” καθώς η συσκευή περιστρεφόταν.

Μετά τις συνηθισμένες δοκιμές ο Μίκελσον και ο Μόρλεϋ ήταν έτοιμοι να παρατηρήσουν. Το μεσημέρι στις 8, 9 και 11 Ιουλίου και περίπου στις 6 μ.μ. στις 8, 9 και 12 Ιουλίου, ο Μίκελσον περπάτησε κυκλικά με την περιστρεφόμενη συσκευή λέγοντας τις επιδράσεις ενώ ο Μόρλεϋ κατέγραφε τις παρατηρήσεις. Ήταν βαθιά απογοητευμένοι επειδή κανένα αποτέλεσμα, ούτε ελάχιστα δεν έμοιαζε με την αναμενόμενη ταχύτητα του αιθερικού ρεύματος. Για άλλη μια φορά το πείραμα δεν έφερε κανένα αποτέλεσμα.

Παραπάνω σημειώσαμε ότι υπάρχουν έξι στοιχεία στο πείραμα: μετάδοση σε ορθές γωνίες, περιστροφή της συσκευής, παρατηρήσεις σε διαφορετικές ώρες της ημέρας, παρατηρήσεις σε διαφορετικές εποχές του χρόνου, “ελαφριά” κτίρια και μια υπερυψωμένη περιοχή. Ό,τι περιγράψαμε καλύπτει μόνο τα τρία από τα έξι στοιχεία. Φαίνεται ότι ο Μίκελσον απογοητεύτηκε τόσο πολύ ώστε αντί να συνεχίσει, ξεκίνησε να “δουλεύει” ένα καινούριο πρόβλημα: την χρήση του μήκους κύματος του φωτός ως ένα απόλυτο μέσο μέτρησης του μήκους.

Ο μόνος τρόπος για να το καταλάβει κάποιος είναι να δει το πείραμα όπως το είδε ο Μίκελσον σαν ένα ταχύμετρο της γης. Σε αυτή την περίπτωση θα ήταν αναμενόμενο ότι η ταχύτητα θα ήταν αρκετά υψηλή και μόνο από μια ασυνήθιστη σύμπτωση - την ακύρωση της ταχύτητας του ηλιακού συστήματος, από την ίση και αντίθετη ταχύτητα της γης την ώρα του πειράματος - θα κατέληγε σε μια χαμηλή τιμή. Κάποιος πρέπει να υποθέσει ότι δεν ασχολήθηκε με το πρόβλημα της αιθερικής προσέλκυσης. Το συμβολόμετρο, όπως το κατασκεύασε ο Μίκελσον, δεν χρησιμοποιόταν ποτέ σαν ταχύμετρο, τουλάχιστον αυτό ήταν ξεκάθαρο. Αν από την άλλη μεριά το πείραμα πιστεύεται όπως το σκεφτόμαστε εμείς τώρα, ένα τεστ της θεωρίας της σχετικότητας, η θεωρητική του σημασία είναι μεγαλύτερη αλλά η πειραματική του σημασία είναι αρκετά μικρότερη. Για να ισχύει σαν τεστ της σχετικότητας, το πείραμα πρέπει να παρουσιάζει όχι ότι η γη δεν κινείται με καμιά τιμή σαν την αναμενόμενη ταχύτητα, αλλά ότι δεν υπάρχει απολύτως καμιά διαφορά του φωτός προς οποιαδήποτε κατεύθυνση κι αν μετριέται. Στην πρώτη περίπτωση τα αποτελέσματα ήταν αρκετά απογοητευτικά για να μην άξιζε να εξελιχθεί το ταχύμετρο παραπάνω. Σαν τεστ της σχετικότητας, όμως, η παραμικρότερη εμφανής μετατόπιση στους κροσσούς θα ήταν μια μεγάλη στιγμή. Και θα ήταν τεράστιας σημασίας να γίνει το τεστ σε διαφορετικές περιόδους του χρόνου, επειδή μια μικρή διαφορά στην ένδειξη σε διαφορετικές εποχές θα είχε σημασία στη θεωρία. Το πείραμα του 1887 δεν ήταν τότε ένα καλό τεστ της σχετικότητας αν και ήταν επαρκές σαν ένα τεστ αυτού που ο Μίκελσον και ο Μόρλεϋ ήθελαν να ξέρουν. Μόνο αφού οι διάσημες εργασίες του Αϊνστάϊν δημοσιεύθηκαν τα πρώτα χρόνια του εικοστού αιώνα, το πείραμα “ανασκοπικά επανακατασκευάστηκε”, σαν μια διάσημη και αποφασιστική απόδειξη της σχετικότητας.

Ο Μόρλεϋ και ο Μίλερ στα 1900

Παρ’ όλη την έλλειψη ενδιαφέροντος του Μίκελσον για τα ευρήματά του, οι συζητήσεις δεν σταμάτησαν. Τα αποτελέσματα φαίνονταν σαν ένα “σύννεφο” στον κατά τα άλλα καθαρό ουρανό της φυσικής. Αρκετές επεξηγήσεις παρουσιάστηκαν σαν μια προσπάθεια να δείξουν πως η ύπαρξη ενός αιθέρα ήταν συμβατή, με μηδενικά αποτελέσματα. Αυτές εκτείνονταν από νέες πηγές ανακρίβειας στο πείραμα, όπως λάθη που παρουσιάστηκαν από κινήσεις του ματιού του παρατηρητή, μέχρι τη “συστολή του Λόρεντζ” -την πρόταση ότι η ύλη, συμπεριλαμβανομένων των βραχιόνων του συμβολόμετρου, θα κόνταινε προς την κατεύθυνση της κίνησης στο ακριβώς σωστό ρυθμό για να ακυρώσει την επίδραση. Το ενδιαφέρον ήταν τέτοιο που από τις αρχές του εικοστού αιώνα ο Μόρλεϋ και ο Ντέϊτον Σ. Μίλερ, ο οποίος είχε διαδεχθεί τον Μίκελσον ως καθηγητής του πανεπιστημίου, άρχισαν να κατασκευάζουν καινούρια και βελτιωμένα συμβολόμετρα. Κατασκεύασαν μια διευρημένη συσκευή βασισμένη στο ξύλο, για να επισημάνουν διαφορές στην κατασκευαστική επίδραση, αλλά τα αποτελέσματα που βρήκαν δεν διέφεραν από αυτά των μεταλλικών και των οργάνων αμμόλιθου.

Ακόμα εκκρεμούσε η ιδέα ότι ο αιθέρας παγιδευόταν ή παρασυρόταν από τα πυκνά στοιχεία που περιέβαλλαν το πείραμα. Το επόμενο βήμα ήταν να δοκιμαστεί η συσκευή σε υψηλό έδαφος. Το 1905 ο Μόρλεϋ και ο Μίλερ δοκίμασαν το πείραμα σε ένα γυάλινο υπόστεγο στην κορυφή ενός λόφου 300 ποδιών. Βρήκαν πάλι αυτό που θα μπορούσε να μετρηθεί σαν μηδενικό αποτέλεσμα, όταν συγκρίνεται με το αναμενόμενο από την τροχιά της γης.

Καθώς ολοκλήρωναν αυτή τη διαδικασία οι εργασίες του Αϊνστάϊν αναγνωρίζονταν γι’ αυτό που ήταν και προετοίμαζαν το έδαφος για τον επαναπροσδιορισμό του “μηδενικού” αποτελέσματος σαν ένα από τα πιο σημαντικά ευρήματα της πειραματικής φυσικής. Δεν πρέπει να πιστέψουμε όμως ότι οι ιδέες του Αϊνστάϊν έγιναν αποδεκτές ολοκληρωτικά κατά την δημοσίευσή τους. Η διαμάχη κράτησε αρκετές δεκαετίες. Η σχετικότητα έβρισκε αντίσταση για πολλούς λόγους και από πολλά μέτωπα. Υπήρχε ενδιαφέρον με συνεχείς επανεξετάσεις του αποτελέσματος των Μίκελσον - Μόρλεϋ μέχρι το τέλος του Δεύτερου Παγκοσμίου Πολέμου.

Ο Μίλερ υποστηρίζει ότι βρήκε ένα αιθερικό ρεύμα:

τα πειράματά του στην δεκαετία του 1920

Καθώς τα πειράματα συμβολόμετρου κατέληξαν να θεωρούνται σαν τεστ της σχετικότητας, αντί για μετρήσεις της ταχύτητας της γης, ό,τι είχε γίνει φαινόταν λιγότερο από ολοκληρωμένο. Ο Ντέϊτον Μίλερ, εν μέρει ως αποτέλεσμα της ενθάρρυνσης του Αϊνστάϊν και του Λόρεντζ, αποφάσισε να δοκιμάσει τα αποτελέσματα με μια συσκευή κατασκευασμένη στην κορυφή του όρους Γουίλσον σε ένα ύψος 6.000 ποδιών. Όταν τα αποτελέσματα των προηγούμενων πειραμάτων εξετάστηκαν προσεκτικά σύμφωνα με την σχετικότητα, αποκάλυψαν πόσο διφορούμενα ήταν. Υπήρχε μια μικρή επίδραση στα προηγούμενα πειράματα, αν και το εκτόπισμα του κροσσού ήταν περίπου ένα εκατοστιαίο ενός κροσσού αντί του αναμενόμενου τεσσάρων δεκάτων. Φυσικά για την σχετικότητα οποιαδήποτε πραγματική επίδραση, όσο μικρή -ήταν σημαντική.

Στην αρχή της δεκαετίας του 1920 ο Μίλερ πραγματοποίησε έναν αριθμό πειραμάτων χωρίς αποτέλεσμα στο όρος Γουίλσον έχοντας τα ίδια προβλήματα με τον έλεγχο της θερμοκρασίας, την έλλειψη σταθερότητας της συσκευής και ούτω καθ’ εξής. Ξανακατασκεύασε τη συσκευή και πήρε μετρήσεις στις 4, 5 και 6 Σεπτεμβρίου του 1924. Ο Μίλερ τώρα βρήκε μια επίμονη θετική μετατόπιση και κατέληξε ότι “οι επιδράσεις φάνηκαν να είναι αληθινές και συστηματικές, πέρα από κάθε ερώτημα”.

Το πείραμα του Μίλερ διέφερε από τα άλλα στο ότι προχώρησε στο τέταρτο μέρος του πρωτοκόλλου και πήρε περαιτέρω μετρήσεις την άνοιξη, το καλοκαίρι και το φθινόπωρο. Το 1925 κατέληξε ότι παρατήρησε μια κίνηση της γης περίπου 10 χιλιόμετρα το λεπτό -περίπου ένα τρίτο από αυτό που περίμεναν να βρουν στα ανοιχτά πειράματα του Μίκελσον. Το 1925 ο Μίλερ βραβεύτηκε με το βραβείο της “Αμερικανικής Ένωσης για την Προώθηση της Φυσικής”, για τη δουλειά του.

Έτσι παρ’ όλο που το περίφημο Μίκελσον - Μόρλεϋ πείραμα του 1887 θεωρείται η πρώτη αν και τυχαία απόδειξη της σχετικότητας, το 1925 μια πιο προσεκτική και ολοκληρωμένη εκδοχή του πειράματος αποδέχθηκε από πολλούς ως αποτελεσματικά η αναίρεση της σχετικότητας. Αυτό το πείραμα δεν έγινε από έναν δύσπιστο ή τυχαίο. Έγινε από έναν από τους στενότερους συνεργάτες του Μίκελσον με την ενθάρρυνση του Αϊνστάϊν και στέφθηκε με μεγάλη επιτυχία και τιμή στην επιστημονική κοινότητα.

Οι αρχικές πειραματικές απαντήσεις στον Μίλερ

Υπήρχε ένας αριθμός πειραματικών απαντήσεων στα ευρήματα του Μίλερ, και όλα υποστήριζαν ένα μηδενικό αποτέλεσμα. Η μεγαλύτερη προσπάθεια ήταν αυτή που έκανε ο ίδιος ο Μίκελσον: Κατασκεύασε ένα τεράστιο συμβολόμετρο και το έβαλε σε λειτουργία σε ένα μονωμένο εργαστήριο, πάλι με μηδενικά αποτελέσματα. Ο Μίκελσον και αυτός ήρθαν αντιμέτωποι σε μια επιστημονική συνδιάσκεψη το 1928 και συμφώνησαν να διαφέρουν. Ένα περίτεχνο πείραμα γερμανικής προέλευσης είχε επίσης ολοκληρωθεί περίπου την ίδια περίοδο και δεν βρήκε ούτε αυτό κάποια αξιοσημείωτη επίδραση. Πρέπει να τονιστεί ότι και τα δύο πειράματα ήταν καλά προφυλαγμένα και κανένα δεν έγινε σε σημαντικό υψόμετρο. Τα αποτελέσματα αυτών των δύο πειραμάτων φαίνεται να είχαν αποσιωπήσει την αναμενόμενη θεωρία που παρουσίαζαν τα θετικά αποτελέσματα του Μίλερ, παρ’ όλο που έγιναν κάτω από μη ευνοϊκές συνθήκες για την παραδοχή ενός αιθερικού ρεύματος. Ένα περαιτέρω πείραμα έγινε από ένα αερόστατο, λύνοντας το πρόβλημα του υψομέτρου -χρειαζόταν όμως βαρύ προστατευτικό. Όπως συμβαίνει συχνά στις επιστήμες, μια “κρίσιμη μάζα” καθαρά εκφραζόμενων πειραματικών φωνών μπορούν να ξεπεράσουν τις αντιρρήσεις ενός κριτικού, όσο προσεκτικά κι αν έρχονται σε συζήτηση.

Το 1930 μια τεράστια συσκευή φτιαγμένη από τον Μίκελσον εγκαταστάθηκε στην κορυφή του όρους Γουίλσον σε ένα τηλεσκοπικό κτίριο. Το κτίριο ήταν φτιαγμένο από μέταλλο και ήταν έτσι παραπάνω από ένα πιθανό προστατευτικό απ’ ό,τι στα πειράματα του Μίλερ στο όρος Γουίλσον. Όπως και να’ χει, κανένα αποτέλεσμα δεν φαίνεται να έχει βγει από αυτές τις παρατηρήσεις. Επί πλέον, παρ’ όλο που το συμβολόμετρο του Μίκελσον υποτίθεται ότι ήταν φτιαγμένο από “invar”, ένα μείγμα μετάλλων που δεν επηρεαζόταν από διαστολή λόγω θέρμανσης, μια περαιτέρω ανάλυση έδειξε ότι τα υλικά δεν ήταν σωστά επιλεγμένα.

Η εργασία του Μίλερ το 1933 και τα πιο πρόσφατα πειράματα

Το 1933 ο Μίλερ δημοσίευσε μια εργασία συνοψίζοντας τον κλάδο και καταλήγοντας ότι τα στοιχεία για ένα αιθερικό ρεύμα ήταν ακόμα ισχυρά. Έχουμε τότε μια κλασσική κατάσταση της ονομαζόμενης αντιγραφής στη Φυσική. Ο Μίλερ ισχυριζόταν ένα θετικό αποτέλεσμα, οι κριτικοί ισχυρίζονταν αρνητικά αποτελέσματα, αλλά ο Μίλερ ήταν ικανός να δείξει ότι οι συνθήκες κάτω από τις οποίες έγιναν τα πειράματα δεν ήταν οι ίδιες με τις συνθήκες του δικού του πειράματος. Ειδικότερα, το δικό του ήταν το μοναδικό πείραμα που έγινε σε υψόμετρο και με την λιγότερη προστασία που θα μπορούσε να αποτρέψει το αιθερικό ρεύμα να προσπερνά την δοκιμαστική μηχανή. Ο Μίλερ επιχειρηματολογούσε: “Σε τρία από τα τέσσερα (αρνητικά) πειράματα, τα συμβολόμετρα ήταν κλεισμένα σε βαριά σφραγισμένα μεταλλικά κτίσματα και επίσης τοποθετήθηκαν σε υπόγεια δωμάτια στο εσωτερικό κτιρίων με βαριά κατασκευή και κάτω από την επιφάνεια της γης. Στο πείραμα των Πικάρ και Στάελ (το συμβολόμετρο ανυψώθηκε με αερόστατο), ένα μεταλλικό κενό κελί χρησιμοποιήθηκε... Αν το ερώτημα ενός εισερχόμενου αιθέρα εμπλέκεται στην έρευνα, φαίνεται ότι ένα τόσο συμπαγές και αδιαφανές προστατευτικό είναι αδικαιολόγητο. Το πείραμα έχει σχεδιαστεί για να επισημάνει μια πολύ λεπτή αντίδραση στην ταχύτητα του φωτός, και να αποτυπωθεί πάνω στο φως δια μέσου του αιθέρα, και φαίνεται απαραίτητο να υπάρχει το ελάχιστα δυνατό εμπόδιο μεταξύ του ελεύθερου αέρα και της δέσμης φωτός στο συμβολόμετρο... Σε κανένα από αυτά τα άλλα πειράματα οι παρατηρήσεις δεν προχωρούν σε τέτοια έκταση και σε τέτοια συνέχεια, έτσι ώστε να προσδιορίσουν την ακριβή φύση της ημερήσιας (λόγω της περιστροφής της γης) και εποχιακής μεταβλητής [Μίλερ, 1933, σ.240].

Παρ’ όλα αυτά, η διαφωνία στη φυσική είχε πάρει τέλος. Άλλες δοκιμασίες της σχετικότητας, συμπεριλαμβανομένων των παρατηρήσεων του Έντιγκτον το 1919 (θα συζητηθεί παρακάτω) έμμεσα υποστήριξαν την άποψη ότι η θεωρία της σχετικότητας ήταν σωστή και ότι η ταχύτητα του φωτός πρέπει να είναι συνεχής προς όλες τις κατευθύνσεις. Η απόλυτη ορμή του νέου τρόπου με τον οποίο η φυσική γινόταν η κουλτούρα της ζωής στην κοινότητα των φυσικών, σήμαινε ότι τα πειραματικά πορίσματα του Μίλερ ήταν άσχετα.

Έχουμε ταξιδέψει μακριά από την αντίληψη ότι το πείραμα των Μίκελσον - Μόρλεϋ απέδειξε τη θεωρία της σχετικότητας. Έχουμε φτάσει στο σημείο όπου η θεωρία της σχετικότητας έχει καταστήσει το πείραμα Μίκελσον - Μόρλεϋ σημαντικό σαν έναν υποστηριζόμενο μύθο, παρά σαν ένα σύνολο αποτελεσμάτων. Αποτελέσματα που ήταν αντίθετα με αυτό που πίστευαν ότι το πείραμα των Μίκελσον - Μόρλεϋ έδειξε, ήταν κατά πολύ προβλεπόμενα. Σκεφτείτε το έτσι: Η αντίληψη της “ανωμαλίας” χρησιμοποιείται στις επιστήμες με δύο τρόπους. Χρησιμοποιείται για να περιγράψει μια ενόχληση [θα το αγνοήσουμε αυτό -είναι απλώς μια ανωμαλία] και για να επισημάνει σοβαρά προβλήματα [υπάρχουν κάποιες προβληματικές ανωμαλίες στην υπάρχουσα θεωρία]. Τα αποτελέσματα του συμβολόμετρου ξεκίνησαν σαν σοβαρά προβλήματα για τη θεωρία του αιθέρα. Τα μηδενικά αποτελέσματα πέρασαν από ανωμαλία σε “εύρημα”, καθώς η θεωρία της σχετικότητας κέρδιζε οπαδούς. Με τις θετικές δηλώσεις του Μίλερ τα αποτελέσματα του συμβολόμετρου έγιναν για άλλη μια φορά μια ανωμαλία, αλλά αυτή τη φορά τα χειρίστηκαν σαν ενόχληση παρά σαν πρόβλημα. Τα αποτελέσματα του Μίλερ ήταν “απλώς μια ανωμαλία που έπρεπε να εξηγηθεί”. Ο Μίλερ δεν μπορούσε να αλλάξει την υπόσταση των θετικών του παρατηρήσεων από ενόχληση σε προβληματική ανωμαλία, παρ’ όλο που ήταν τα αποτελέσματα του καλύτερου πειράματος που είχε γίνει, ίσως το μόνο για το οποίο μπορούσε να ειπωθεί ότι μέτρησε αυτό που έπρεπε να μετρήσει. Τότε, η έννοια ενός πειραματικού αποτελέσματος δεν εξαρτάται μόνο από τη φροντίδα με την οποία σχεδιάζεται και πραγματοποιείται, εξαρτάται και από το τι οι άνθρωποι είναι έτοιμοι να πιστέψουν.

Υστερόγραφο

Υπάρχουν μερικοί -στην επιστημονική κοινότητα- με καθαρό μυαλό που δυσανασχετούν ακόμα και με ανωμαλίες που οι άλλοι πιστεύουν ως απλώς μια ενόχληση. Αρκετά αργότερα, το 1955, μια ομάδα επανεξέτασε ολόκληρη την ιστορία των πειραμάτων σε μια προσπάθεια να συμβιβάσουν τα πορίσματα του Μίλερ με τα γενικά “πιστεύω”. Κατέληξαν ότι η δουλειά του Μίλερ μπερδεύτηκε με αλλαγές στη θερμοκρασία. Επαναλήψεις του πειράματος συνεχίστηκαν και αργότερα. Το 1963 πειράματα έγιναν με το “μέϊζερ” τον πρόδρομο του λέιζερ, σε προσπάθεια να διευθετήσουν το πειραματικό θέμα. Όμως, παρ’ όλο που -όπως έχει επεξηγηθεί- όλο αυτό ήταν κατά μία έννοια άσχετο με τη σχετικότητα, δεν είναι άσχετο με αυτήν εδώ την διατριβή. Ο Μίκελσον και ο Μόρλεϋ δεν μπορούσαν να αποδείξουν τη σχετικότητα, γιατί έως το 1963 τα αποτελέσματα των πειραμάτων, που θεωρούσαν δικά τους, εκτός των συμφραζόμενων των υπολοίπων φυσικών, δεν ήταν ακόμη καθαρά.

ΜΕΡΟΣ ΙΙ. ΕΙΝΑΙ ΤΑ ΑΣΤΕΡΙΑ ΕΚΤΟΠΙΣΜΕΝΑ ΣΤΟΥΣ ΟΥΡΑΝΟΥΣ;

Το βαρυτικό πεδίο της γης είναι φυσικά πολύ αδύναμο για να αποδειχτεί άμεσα με πείραμα η κάμψη των ακτίνων του φωτός μέσα σ’ αυτό. Αλλά τα διάσημα πειράματα που έγιναν κατά την διάρκεια των ηλιακών εκλείψεων, αδιαμφισβήτητα αν και έμμεσα δείχνουν την επιρροή του βαρυτικού πεδίου στην πορεία μιας ακτίνας φωτός. [Άλμπερτ Αϊνστάϊν και Λέοπολντ Ίνφελντ, Η Εξέλιξη της Φυσικής: Από τις Πρώτες Αντιλήψεις στη Σχετικότητα και στο Κβάντα -Νέα Υόρκη, Simon & Schuster 1938, σ.221].

Η περίεργη σχέση θεωρίας, πρόβλεψης και παρατήρησης

Η γενική θεωρία της σχετικότητας είναι μια μπερδεμένη υπόθεση. Λέγεται ότι ακόμα και το 1919 υπήρχαν μόνον δύο άνθρωποι που την κατάλαβαν εντελώς: ο Αϊνστάϊν και ο Έντιγκτον (αυτό -ας βιαστούμε να προσθέσουμε- βασίζεται σε ευφυολόγημα του Έντιγκτον). Ακόμα και σήμερα οι θεωρητικοί δεν είναι εντελώς ενωμένοι περί του τι ακολούθησε μετά τη θεωρία του Αϊνστάϊν, παρ’ όλο που το 1919 υπήρχε ακόμα σημαντική αντιπαράθεση για το τι ακριβώς θα έπρεπε να περιμένουν. Είχε συμφωνηθεί όμως ότι κατά τις θεωρίες του Νιούτον και του Αϊνστάϊν ένα δυνατό βαρυτικό πεδίο θα πρέπει να επηρεάζει τις ακτίνες φωτός, αλλά το αποτέλεσμα της θεωρίας του Αϊνστάϊν θα ήταν ισχυρότερο από το αποτέλεσμα του Νιούτον. Το πρόβλημα ήταν να βρεθεί ποια θεωρία ήταν σωστή.

Το βαρυτικό πεδίο της γης είναι πολύ μικρό για να έχει μια υπολογίσιμη επίδραση στο φως, αλλά αυτό του ήλιου είναι πολύ πιο μεγάλο. Το φως που προέρχεται από τα αστέρια θα έπρεπε να κάμπτεται καθώς οι ακτίνες περνούν δια μέσου του βαρυτικού πεδίου του ήλιου. Θα έπρεπε να μας φαίνεται ότι τα αστέρια κοντά στον ήλιο είναι ελαφρά μετατοπισμένα από την συνηθισμένη τους θέση. Το εκτόπισμα θα ήταν μεγαλύτερο σύμφωνα με τον Αϊνστάϊν απ’ ό,τι σύμφωνα με τον Νιούτον. Ο Αϊνστάϊν σύμφωνα με την θεωρία του επιχειρηματολογούσε ότι τα αστέρια θα έπρεπε να φαίνονται ότι μετακινούνται διπλάσια, ενώ η θεωρία του Νιούτον πρότεινε ότι οι μετακινήσεις σε όλες τις περιπτώσεις θα ήταν πολύ μικρές. Είναι σαν ένα αστέρι του οποίου το φως “πέρασε ξυστά” το όριο του ήλιου να φαινόταν ότι έχει εκτοπισθεί κατά μια απόσταση ίση με το πλάτος μιας αγγλική πένας την οποία βλέπουμε σε ένα μίλι. Αριθμητικά, οι αναμενόμενες μετατοπίσεις ήταν 0,8 δεύτερα του τόξου και περίπου 1,7 δεύτερα του τόξου για τις δύο θεωρίες, όταν το “δεύτερο” ορίζεται σαν 1/3.600 της μοίρας. Οι φαινομενικές κινήσεις που παρατηρήθηκαν στην πραγματικότητα θα ήταν παρ’ όλα αυτά μικρότερες -περίπου μισές από αυτές- εφ’ όσον κανένα αστέρι που ήταν πιο κοντά από δύο ηλιακές διαμέτρους από την άκρη, δεν μπορούσε να παρατηρηθεί.

Η θεωρητική μέθοδος προέλευσης του Αϊνστάϊν, της μέγιστης φαινομενικής παρέκκλισης των ακτίνων του φωτός είναι από μια σύγχρονη άποψη κάπως προβληματική. Εκείνη την εποχή “δημιούργησε σύγχυση ανάμεσα σ’ αυτούς που ήταν λιγότερο επιδέξιοι απ’ ό,τι εκείνος στο να βρουν τη σωστή απάντηση” (Earman & Glymour, 1980, σ. 55). Όπως σε τόσα λεπτά πειράματα, οι προελεύσεις, αν και ασαφείς εκείνο τον καιρό, κατέληξαν να φαίνονται σωστές αφού οι παρατηρήσεις είχαν “επιβεβαιωθεί” από την πρόβλεψη του Αϊνστάϊν. Η επιστήμη, στην πραγματικότητα, δεν προχωρεί με το να έχει καθαρά διατυπωμένες θεωρητικές προβλέψεις οι οποίες αργότερα ή επιβεβαιώνονται ή διαψεύδονται. Για την ακρίβεια η εγκυρότητα που δίνεται σε θεωρητικές παρεκκλίσεις ταιριάζει αρκετά με την ικανότητά μας να κάνουμε μετρήσεις. Θεωρία και μέτρηση πάνε χέρι - χέρι με έναν πιο οξυδερκή τρόπο απ’ ό,τι συνήθως ισχύει.

Αξίζει να σκεφτούμε την λεπτή συνεργασία της θεωρίας και του πειράματος. Ο Αϊνστάϊν είχε πει ότι η θεωρία του Νιούτον υπονοούσε ας πούμε μια παρέκκλιση του Ν και η δική του μια παρέκκλιση του Ε. ΄Άλλοι (όπως θα συμφωνούσαμε τώρα, είχαν καλούς λόγους γι’ αυτό) δεν ήταν σίγουροι ότι το Ν και το Ε ήταν οι σωστές επιπτώσεις των δύο θεωριών. Θα φανταζόταν κάποιος ότι θα μπορούσε μόνο να δοκιμάσει ποια από τις δύο θεωρίες ήταν σωστή, αφού ήταν βέβαιος για τα συμπεράσματα της κάθε μιας. Για να πάρουμε ένα ακραίο παράδειγμα, αν στην πραγματικότητα ήταν αντίστροφα και η θεωρία του Νιούτον υπονοούσε παρέκκλιση Ε, ενώ του Αϊνστάϊν παρέκκλιση Ν, οι μετρήσεις της μετατόπισης των αστεριών, όσο ακριβείς κι αν ήταν, θα κινδύνευαν να επιβεβαιώσουν την λάθος θεωρία. Πρέπει να διαχωρίζουμε την θεωρία από την πρόβλεψη που βγαίνει από αυτή τη θεωρία. Τελικά ο Έντιγκτον εξασφάλισε μετρήσεις οι οποίες συμφωνούσαν με την γενόμενη πρόβλεψη του Αϊνστάϊν, αλλά τα αποτελέσματα θεωρήθηκαν σαν επιβεβαίωση όχι μόνο της πρόβλεψης αλλά και της θεωρίας του Αϊνστάϊν. Μεταφράζοντας τις παρατηρήσεις με αυτό τον τρόπο, ο Έντιγκτον φάνηκε όχι μόνο να επιβεβαιώνει την πρόβλεψη του Αϊνστάϊν για την καθ’ εαυτή μετατόπιση, αλλά επίσης και την μέθοδο της προελεύσεως της πρόβλεψης από την θεωρία -κάτι που κανένα πείραμα δεν μπορεί να κάνει.

Η λογική αυτής της ιστορικής διαδικασίας θα φαινόταν εξαιρετικά σωστή κάτω από ορισμένες συνθήκες. Για παράδειγμα, αν η πρόβλεψη του Αϊνστάϊν για την παρέκκλιση ήταν πολύ ακριβής και οι παρατηρήσεις του Έντιγκτον ήταν το ίδιο ακριβείς, και είχαν ταιριάξει ακριβώς με του Αϊνστάϊν, τότε η σύμπτωση θα είχε αναγκάσει τον κόσμο να συμφωνήσει ότι ο Αϊνστάϊν πρέπει να “ετοίμαζε κάτι” ακόμη κι αν ούτε εκείνος ούτε κανένας άλλος ήταν εντελώς σίγουροι για την προέλευση της μετατόπισης. Αλλά οι παρατηρήσεις του Έντιγκτον όπως πολλές μετρήσεις στην επιστήμη, δεν ήταν έτσι. Όπως θα δούμε, ήταν πολύ ανακριβείς και μερικές έρχονταν σε διαφωνία με άλλες. Όταν διάλεξε ποιες παρατηρήσεις θα θεωρήσει ως στοιχεία (δεδομένα), και ποιες ως “θόρυβο”, δηλαδή όταν διάλεξε ποιες θα κρατήσει και ποιες θα απορρίψει, ο Έντιγκτον είχε έντονα στο μυαλό του την πρόβλεψη του Αϊνστάϊν.

Οπότε ο Έντιγκτον μπορούσε μόνο να υποστηρίξει ότι είχε επιβεβαιώσει τον Αϊνστάϊν, επειδή χρησιμοποίησε τα συμπεράσματα του Αϊνστάϊν στο να αποφασίσει τι πραγματικά ήταν οι παρατηρήσεις του, ενώ τα συμπεράσματα του Αϊνστάϊν έγιναν αποδεκτά μόνο επειδή φαινόταν ότι οι παρατηρήσεις του Έντιγκτον τα επιβεβαίωναν. Η παρατήρηση και η πρόβλεψη ήταν ενωμένες σε έναν κύκλο αμοιβαίας επιβεβαίωσης παρά ανεξάρτητες η μία από την άλλη, όπως θα περιμέναμε σύμφωνα με τη συμβατική ιδέα μιας πειραματικής δοκιμής. Η σωστή περιγραφή τότε είναι ότι υπήρχε “συμφωνία να συμφωνήσουν”, παρά ότι υπήρχε μια θεωρία, μετά μια δοκιμή, μετά μια επιβεβαίωση. Όταν περιγράφουμε τις παρατηρήσεις του Έντιγκτον θα δούμε πόσο πολύ χρειαζόταν τη θεωρία του Αϊνστάϊν για να γνωρίζει τι ήταν οι παρατηρήσεις του.

Η φύση του πειράματος

Αυτό που πρέπει να γίνει είναι να συγκριθεί η θέση των αστεριών στον ανοιχτό ουρανό με την φαινομενική τους θέση, όταν το φως τους περνάει “ξυστά” από την άκρη του ήλιου. Τα αστέρια δεν μπορούν φυσιολογικά να φανούν όταν είναι κοντά στον ήλιο ή ακόμα και όταν ο ήλιος είναι στον ουρανό, επειδή ο ήλιος είναι τόσο λαμπερός. Τα αστέρια μπορούν να φανούν κοντά στον ήλιο μόνο κατά την διάρκεια μιας έκλειψης. Το μέγεθος της μετατόπισης -κατά τον Νιούτον ή τον Αϊνστάϊν- είναι τόσο μικρό που η μοναδική ευκαιρία για να μετρηθεί, είναι να συγκριθούν φωτογραφίες μιας περιοχής του ουρανού με και χωρίς τον ήλιο παρών. Για τις κρίσιμες παρατηρήσεις, πρέπει κάποιος να περιμένει μια ολική έκλειψη αλλά οι συγκρινόμενες φωτογραφίες πρέπει να ληφθούν αρκετούς μήνες πριν ή μετά, όταν ο ήλιος είναι απών από αυτή την περιοχή του ουρανού. Ξεκάθαρα, οι φωτογραφίες της έκλειψης πρέπει να ληφθούν κατά την διάρκεια της ημέρας, αλλά οι συγκριτικές φωτογραφίες τη νύχτα, τη μοναδική περίοδο (εκτός της έκλειψης) που τα αστέρια είναι εμφανή.

Σε ένα τόσο λεπτό πείραμα, είναι σημαντικό να κρατηθούν όσο πιο πολλά γίνεται ενιαία μεταξύ των παρατηρήσεων και του φόντου συγκρίσεων. Το πρόβλημα είναι ότι οι φωτογραφίες παρατήρησης και οι συγκριτικές πλάκες (φωτογραφίας) πρέπει να ληφθούν σε διαφορετικές εποχές του χρόνου. Αυτό σημαίνει ότι πολλά άλλα πράγματα έχουν καιρό να αλλάξουν. Επί πλέον, για παρατηρητικές πλάκες (φωτογραφίας) που τραβιούνται την ημέρα, θα χρησιμοποιηθεί θερμό τηλεσκόπιο, ενώ τη νύχτα η κάμερα “κοιτάει” δια μέσου ενός ψυχρού τηλεσκοπίου. Η διαφορά στο εστιακό μήκος μεταξύ ενός θερμού και ενός ψυχρού τηλεσκοπίου, θα διαταράξει την φαινομενική θέση των αστεριών σε ένα βαθμό ανάλογο με την επίδραση που πρέπει να μετρηθεί. Υπάρχουν κι άλλες πολλές αλλαγές, μερικές υπολογίσιμες, άλλες υποθετικές, άλλες άγνωστες, μεταξύ παρατήρησης και σύγκρισης λόγω διαφόρων πηγών μηχανικής έντασης στο τηλεσκόπιο η οποία στιγμιαία θα αλλάξει το εστιακό μήκος και τη σχέση της φωτογραφικής πλάκας ως προς τον άξονα του τηλεσκοπίου.

Αυτό που κάνει πιο δύσκολες τις καταστάσεις είναι ότι οι εκλείψεις μπορούν συνήθως να ειδωθούν μόνο από απομονωμένες περιοχές του πλανήτη. Δεν είναι δυνατό να πάρεις τεράστια τηλεσκόπια με όλους τους μηχανισμούς χειρισμού σε τέτοιες τοποθεσίες. Οπότε τα τηλεσκόπια θα ήταν συγκριτικά μικρά, με συγκριτικά χαμηλή δύναμη συγκέντρωσης φωτός. Αυτό σημαίνει ότι οι εκθέσεις στο φως (πόζες) έπρεπε να είναι μεγάλης διάρκειας -σε αυτή την περίπτωση ήταν της τάξης των 5 - 30 δευτερολέπτων- έτσι ώστε να μαζεύουν αρκετό αστρικό φως για να παράγουν ευπροσδιόριστες εικόνες. Μεγάλης διάρκειας εκθέσεις στο φως φέρουν και άλλα προβλήματα. Όχι μόνο το τηλεσκόπιο πρέπει να κρατιέται σταθερό αλλά πρέπει να κινείται για να ληφθεί υπόψη η περιστροφή της γης. Μεγάλα αστρονομικά τηλεσκόπια έχουν κατασκευαστεί με πολύπλοκες και λεπτοφτιαγμένες βάσεις για να περιστρέφουν το τηλεσκόπιο ομαλά ως προς τη γη, έτσι ώστε να έχει πάντα την ίδια κατεύθυνση προς τους ουρανούς. Βάσεις σαν κι αυτές δεν μπορούσαν να σταλούν και να στηθούν στις απομονωμένες τοποθεσίες όπου θα γίνονταν οι παρατηρήσεις. Άντ’ αυτού, οι εικόνες κρατήθηκαν σταθερές μέσω των “κολεοστατών”, μηχανισμών βασισμένων σε έναν κινούμενο καθρέπτη ελεγχόμενο από ένα πτωτικό βάρος το οποίο αντανακλά φως μέσα στο τηλεσκόπιο. Οι κολεοστατικοί καθρέπτες ήταν μια παραπάνω πηγή παραμόρφωσης καθώς ήταν οι μηχανισμοί ελέγχου.

Επί πλέον σε όλα αυτά τα προβλήματα υπάρχει φυσικά το ενδεχόμενο του καιρού. Αν σύννεφα καλύπτουν τον ουρανό, τότε όλες οι προετοιμασίες πάνε χαμένες. Προηγούμενες αποστολές είχαν ματαιωθεί λόγω καιρού (άλλες από το ξέσπασμα του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου) και σε αυτή την περίπτωση σύννεφα περιόρισαν την αξία τουλάχιστον ενός από τα τηλεσκόπια του Έντιγκτον αν και δεν το εμπόδισαν εντελώς.

Ευτυχώς οι επιστήμονες δεν ήταν εντελώς αβοήθητοι σε αυτές τις δυσκολίες. Οι φωτογραφίες του πεδίου των αστεριών περιείχαν μερικά αστέρια που ήταν κοντά στον ήλιο και άλλα που ήταν μακριά. Σύμφωνα με τη θεωρία, τα μακρινά αστέρια δεν θα δέχονταν κανένα εκτόπισμα. Η επίδραση στο τηλεσκόπιο του αλλαγμένου εστιακού μήκους και ούτω καθ’ εξής έπρεπε να εμφανιστεί σαν μια φαινομενική μετατόπιση των “μη μετατοπισμένων” αστεριών. Έτσι έπρεπε να είναι δυνατό να μετρηθούν αυτά τα άχρηστα αποτελέσματα και να αποζημιώσουν γι’ αυτά στους υπολογισμούς για τα “πραγματικά μετατοπισμένα” αστέρια. Φαίνεται ότι για να ελεγχθούν όλα τα γνωστά πλαστά αποτελέσματα πρέπει να υπάρχουν τουλάχιστον έξι “μη μετατοπισμένα” αστέρια στο κάδρο. Αλλά ακόμη κι αυτό το κομμάτι του πειράματος είναι αντικείμενο για λάθος. Ο υπολογισμός των πλαστών αποτελεσμάτων εξαρτάται από υποθέσεις για τη στατιστική διανομή λαθών πάνω στις πλάκες. Κάποιος μπορεί τώρα να καταλάβει ότι οι παρατηρήσεις του Έντιγκτον δεν ήταν απλώς ένα θέμα του να κοιτάξεις από ένα τηλεσκόπιο και να δεις μια μετατόπιση. Στηρίζονταν σε πολύπλοκα θεμέλια υποθέσεων, υπολογισμών και παρεμβολών από δύο σύνολα φωτογραφιών. Και αυτή είναι η πραγματικότητα ακόμη κι αν οι φωτογραφίες είναι καθαρές και ακριβείς -οι οποίες δεν ήταν.

Οι αποστολές και οι παρατηρήσεις τους

Οι παρατηρήσεις του Έντιγκτον έγιναν από δύο διαφορετικές ομάδες, η μία με δύο τηλεσκόπια και η άλλη με ένα. Οι δύο ομάδες πήγαν σε δύο διαφορετικές τοποθεσίες. Το Μάρτιο του 1918 ο Α. Κρόμελιν και ο Κ. Ντέϊβιντσον ξεκίνησαν για το Σόμπραλ στη Βραζιλία, ενώ ο Έντιγκτον και ο βοηθός του Ε. Κότινγκχαμ πήγαν σ’ ένα νησί κοντά στην ακτή της Δυτικής Αφρικής ονομαζόμενο Πρίνσιπ. Η ομάδα του Σόμπραλ πήρε ένα “αστρογραφικό τηλεσκόπιο” και ένα 4-ιντσο τηλεσκόπιο. Αυτή η ομάδα εξασφάλισε 19 πλάκες από το αστρογραφικό τηλεσκόπιο και 8 από το 4-ιντσο τηλεσκόπιο κατά την διάρκεια της έκλειψης, παρ’ όλο που η μία από τις 4-ιντσες πλάκες ήταν σκοτεινή από σύννεφα.

Η ομάδα του Πρίνσιπ είχε ένα αστρογραφικό όργανο μαζί της. Η ημέρα της έκλειψης αποδείχτηκε νεφελώδης, αλλά παίρνοντας τις φωτογραφίες τους έτσι κι αλλιώς εξασφάλισαν 16 πλάκες. Μόνο δύο από αυτές, η κάθε μία παρουσίαζε μόνο πέντε αστέρια, ήταν χρήσιμες. Και οι δύο ομάδες πήραν συγκριτικές φωτογραφίες μερικούς μήνες αργότερα, στην ίδια τοποθεσία στην περίπτωση της ομάδας του Σόμπραλ και πίσω στην Οξφόρδη στην περίπτωση της ομάδας του Έντιγκτον.

Οι καλύτερες φωτογραφίες, παρ’ όλο που δεν ήταν εντελώς εστιασμένες, ήταν αυτές του 4-ιντσου τηλεσκοπίου της ομάδας του Σόμπραλ. Από αυτές τις πλάκες και τις συγκριτικές τους, ο Κρόμελιν και ο Ντέϊβιντσον υπολόγισαν ότι η παρέκκλιση του αστρικού φωτός στην άκρη του ήλιου θα ήταν μεταξύ 1,86 και 2,1 δεύτερα του τόξου (το εύρος βρέθηκε από υπολογισμό του “πιθανού λάθους”) σε σύγκριση με την πρόβλεψη του Αϊνστάϊν για 1,7 δεύτερα. Παρ’ όλο που οι αστρογραφικές πλάκες ήταν λιγότερο ικανοποιητικές, η ομάδα του Σόμπραλ μπορούσε να κάνει υπολογισμούς βασιζόμενη σε 18 από αυτές και έβγαλε μια μέση εκτίμηση των 0,86 δεύτερων, συγκρινόμενη με την τιμή του Νιούτον των 0,84 (πιθανά λάθη δεν αναφέρθηκαν γι’ αυτό το όργανο). Οπότε, σε πολύ γενικές γραμμές ένα από τα όργανα του Σόμπραλ υποστήριξε τη θεωρία του Νιούτον ενώ το άλλο έκλινε προς την πρόβλεψη του Αϊνστάϊν για τη δική του θεωρία. Η υποστήριξη για το τελευταίο όμως αμαυρώθηκε από το γεγονός ότι το 4-ιντσο τηλεσκόπιο έδειξε ένα αποτέλεσμα σαφώς πολύ υψηλό και η υποστήριξη για τον Νιούτον ήταν προβληματική επειδή οι φωτογραφίες από το αστρογραφικό τηλεσκόπιο ήταν κακής ποιότητας.

Οι δύο πλάκες από την αποστολή στο Πρίνσιπ ήταν οι χειρότερες απ’ όλες. Παρ’ όλα αυτά ο Έντιγκτον έβγαλε ένα αποτέλεσμα από αυτές χρησιμοποιώντας μια πολύπλοκη τεχνική η οποία υπέθετε μια τιμή για την βαρυτική επίδραση. Στην αρχή χρησιμοποίησε μια τιμή ανάμεσα σ’ αυτή του Αϊνστάϊν και του Νιούτον και μετά επανέλαβε τη διαδικασία χρησιμοποιώντας τους αριθμούς του Αϊνστάϊν. Δεν ήταν ξεκάθαρο τι διαφορά αυτές οι υποθέσεις έκαναν, αν και αξίζει να σημειωθεί ότι στη μέθοδο του Έντιγκτον η πηγή προέλευσης του Αϊνστάϊν έπαιξε ένα ρόλο ακόμα και στον αρχικό υπολογισμό της φαινομενικής μετατόπισης. Για τις δύο κακής ποιότητας πλάκες του, ο Έντιγκτον υπολόγισε ότι η μετατόπιση στην άκρη του ήλιου θα ήταν μεταξύ 1,31 και 1,91 δεύτερα.

Μπορούμε να μετατρέψουμε τους υπολογισμούς “πιθανού λάθους” των δύο συνόλων στη σύγχρονη γλώσσα των “σταθερών παρεκκλίσεων” και να παρεμβάλουμε μια σταθερή παρέκκλιση για τον αστρογράφο του Σόμπραλ. Για τις παρατηρήσεις του Σόμπραλ, οι σταθερές παρεκκλίσεις είναι 0,178 για τις καλής ποιότητας πλάκες και 0,48 για τον αστρογράφο, ενώ στην περίπτωση των πλακών του Έντιγκτον, η σταθερή παρέκκλιση είναι 0,444. (Αυτοί είναι οι υπολογισμοί του Τζων Έαρμαν και του Κλαρκ Γκλίμορ). Μια σύγχρονη μεταχείριση θα πρότεινε ότι υποθέτοντας ότι τα λάθη μέτρησης είχαν διανεμηθεί τυχαία, υπάρχει μια πιθανότητα 10% η πραγματική απάντηση να βρίσκεται πέρα από τη μέση μέτρηση απ’ ό,τι 1,5 σταθερές παρεκκλίσεις από κάθε πλευρά. Με αυτό στο μυαλό, ας συνοψίσουμε τι έχουμε μέχρι τώρα, δεδομένων των 1,5 σταθερής παρέκκλισης διαστημάτων:

10% Διάστημα εγκυρότητας για τις παρατηρήσεις στο Σόμπραλ και Πρίνσιπ

Χαμηλό Όριο
Μέσος Όρος
Υψηλό Όριο

Σόμπραλ

8 “καλές” πλάκες
1,713
1,98
2,248

18 “κακές” πλάκες
0,140
0,86
1,580

Πρίνσιπ


2 “κακές” πλάκες
0,944
1,62
2,276

Εάν ξεχάσουμε τη θεωρία και την πηγή προέλευσης και προσποιηθούμε ότι κάνουμε μετρήσεις αγνοώντας την υπόθεση -που είναι τελικά αυτό που κάνουμε όταν “διπλοτεστάρουμε στα τυφλά” για την αποτελεσματικότητα των φαρμάκων ή ο,τιδήποτε άλλου- σε τι θα καταλήγαμε; Μπορεί να διαφωνούσαμε στο ότι τα δύο σύνολα των “κακών” φωτογραφιών ακυρώνουν το ένα το άλλο και ότι τα εναπομείναντα στοιχεία παρουσιάζουν ότι η μετατόπιση ήταν μεγαλύτερη από 1,7. Ή θα μπορούσαμε να πούμε ότι οι 8 “καλές” πλάκες από τον Σόμπραλ ήταν συμβατές με μια μετατόπιση μόλις πάνω από 1,7 δεύτερα και μόλις κάτω από 2,3 ενώ οι “κακές” πλάκες από τον Σόμπραλ ήταν συμβατές με μετατοπίσεις κοντά του μηδενός και μόλις κάτω από 1,6. Σε οποιαδήποτε περίπτωση θα ήταν δύσκολο να δοθεί μια ξεκάθαρη απάντηση. Παρ’ όλα αυτά, στις 6 Νοεμβρίου του 1919 ο βασιλικός αστρονόμος ανακοίνωσε ότι οι παρατηρήσεις είχαν επιβεβαιώσει τη θεωρία του Αϊνστάϊν.

Ερμηνεία των αποτελεσμάτων

Ακόμη κι αν είχαμε τα αποτελέσματα να επιβεβαιώνουν την ερώτηση πρέπει να αποδείξουμε ότι υπάρχουν μόνο τρία άλογα στην κούρσα: καμιά παρέκκλιση, η παρέκκλιση του Νιούτον, η παρέκκλιση του Αϊνστάϊν. Εάν άλλες πιθανές μετατοπίσεις ήταν παρούσες στον “υποθετικό χώρο” τότε τα στοιχεία θα ήταν πιθανότερο να δώσουν μεγαλύτερη επιβεβαίωση σε μια ή περισσότερες από αυτές. Για παράδειγμα, αν η μετατόπιση υποθετικά ήταν γύρω στα δύο δεύτερα τότε οι καλύτερες μετρήσεις -το 4-ιντσο του Σόμπραλ- μπορεί να ειπωθεί ότι θα επιβεβαίωνε το αποτέλεσμα. Υπήρχαν κι άλλοι υποψήφιοι εκείνο τον καιρό, αλλά η ρητορική διαμάχη τους απέκλεισε και παρουσίασε το τεστ να πρέπει να υπολογιστεί μεταξύ μόνο τριών δυνατοτήτων: 0,0 - 0,8 και 1,7.

Αφήστε όλα τα άλλα άλογα στην κούρσα να “ξύνονται”.Είναι τα αποτελέσματα με το μέρος του Αϊνστάϊν με έναν μη διφορούμενο τρόπο; Η απάντηση είναι ότι δεν είναι. Για να κάνουν τα αποτελέσματα των παρατηρήσεων να είναι με το μέρος του Αϊνστάϊν, ο Έντιγκτον και οι άλλοι πήραν τα αποτελέσματα του 4-ιντσου του Σόμπραλ σαν το κύριο εύρημα και χρησιμοποίησαν τις δύο πλάκες του Πρίνσιπ ως στοιχεία υποστήριξης ενώ αγνόησαν τις 18 πλάκες που είχαν ληφθεί από τον αστρογράφο του Σόμπραλ. Στη συζήτηση που ακολούθησε την ανακοίνωση του βασιλικού αστρονόμου, φαίνεται ότι ζητήματα εξουσίας (κύρους) ήταν αρκετά πρωτεύοντα. Στις 6 Νοεμβρίου του 1919 ο Σερ Τζόζεφ Τόμσον, ο Πρόεδρος της Βασιλικής Εταιρείας, προέδρευσε μιας συνάντησης στην οποία σχολίασε: Είναι δύσκολο για το ακροατήριο να ζυγίσει τη σημασία των αριθμών που τέθηκαν μπροστά μας, αλλά ο βασιλικός αστρονόμος και ο καθηγητής Έντιγκτον μελέτησαν το υλικό προσεκτικά, και θεωρούν τα στοιχεία ως αποφασιστικά υπέρ της μεγαλύτερης τιμής για τη μετατόπιση (αναφερόμενα στο Earman and Glymour, 1980, σ. 77).

Παρ’ όλα αυτά το 1923, ένας Αμερικάνος σχολιαστής, ο Γ. Κάμπελ, έγραφε: “Ο καθηγητής Έντιγκτον ήταν ανατεθειμένος να αναθέσει αρκετό βάρος στον αφρικάνικο προσδιορισμό αλλά καθώς οι λίγες εικόνες στο μικρό του αριθμό αστρογραφικών πλακών δεν ήταν τόσο καλές σαν αυτές στις αστρογραφικές πλάκες εξασφαλισμένες στη Βραζιλία, και το γεγονός ότι στα αποτελέσματα από τις τελευταίες δόθηκε σχεδόν αμελητέο βάρος, κάνουν τη λογική της κατάστασης να μην φαίνεται εντελώς καθαρή” (αναφερόμενο στο Earman and Glymour, 1980, σ. 78).

Ο Έντιγκτον δικαιολογήθηκε για το ότι αγνόησε τα αποτελέσματα του αστρογράφου του Σόμπραλ, υποστηρίζοντας ότι είχαν “συστηματικό λάθος” -δηλαδή κάποιο πρόβλημα, που σήμαινε ότι τα λάθη δεν ήταν τυχαία γύρω από τον μέσο όρο αλλά ότι κάθε παρατήρηση κατέβαινε συστηματικά σε μια χαμηλότερη τιμή. Αν αυτό ήταν αλήθεια για τον αστρογράφο του Σόμπραλ, και όχι για τις άλλες δύο ομάδες παρατηρήσεων, τότε ο Έντιγκτον θα ήταν αρκετά δικαιολογημένος στον τρόπο που χειρίστηκε τα αποτελέσματα. Φαίνεται όμως ότι τότε ήταν ανίκανος να εξάγει κάποια πειστικά στοιχεία για να δείξει ότι έτσι ήταν η περίπτωση.

Στο τέλος ο Έντιγκτον βγήκε νικητής με το να γράψει τις πρότυπες εργασίες οι οποίες περιέγραφαν τις αποστολές και τη σημασία τους. Σ’ αυτές αγνόησε τις 18 πλάκες από τον αστρογράφο του Σόμπραλ και απλώς περιέγραψε το αποτέλεσμα του 1,98 από το 4-ιντσο και το 1,671 αποτέλεσμα από τις δύο δικές του πλάκες. Όταν κάποιος έχει μόνο αυτά τα δύο νούμερα για να συγκρίνει με την πρόβλεψη του Νιούτον γύρω στο 0,8 και την πρόβλεψη του Αϊνστάϊν γύρω στο 1,7 το αποτέλεσμα είναι αναπόφευκτο. Αλλά δεν υπήρχε τίποτα αναπόφευκτο για τις παρατηρήσεις αυτές καθ’ εαυτές μέχρι που ο Έντιγκτον, ο βασιλικός αστρονόμος και οι υπόλοιποι της επιστημονικής κοινότητας είχαν τελειώσει με τις μετά -τα γεγονότα αποφάσεις τους για το τι θα ήταν οι παρατηρήσεις που θα γινόντουσαν. Απλούστατα, έπρεπε να αποφασίσουν ποιες παρατηρήσεις να κρατήσουν, και ποιες να “πετάξουν”...

Άλλες δέκα παρατηρήσεις εκλείψεων έγιναν μεταξύ του 1922 και του 1952. Μόνο μία, το 1929, κατάφερε να παρατηρήσει ένα αστέρι που ήταν πιο κοντά από δύο ηλιακά radii από την άκρη του ήλιου και αυτό υποδήλωνε ότι η μετατόπιση στην άκρη θα ήταν 2,24 δεύτερα του τόξου. Τα περισσότερα από τα άλλα εννέα αποτελέσματα ήταν επίσης υψηλά. Παρ’ όλο που υπήρχαν άλλοι λόγοι για να πιστέψουμε την τιμή του Αϊνστάϊν, τα στοιχεία για την κάμψη του ορατού αστρικού φωτός, τουλάχιστον μέχρι το 1952, ή δεν είχαν αποφασιστεί ή υποδείκνυαν μια πολύ υψηλή τιμή για να συμφωνεί με τη θεωρία. Παρ’ όλα αυτά, το 1919 παραμένει μια ημερομηνία κλειδί στην ιστορία της σχετικότητας. Είναι επειδή η επιστήμη χρειάζεται αποφασιστικές στιγμές απόδειξης για να διατηρήσει την ηρωική της εικόνας

ΕΠΙΛΟΓΟΣ ΣΤΟ 1ο ΚΑΙ 2ο ΜΕΡΟΣ

Τίποτα από αυτά δεν είναι για να πούμε ότι ο Αϊνστάϊν έκανε λάθος ή ότι τα πειράματα έκλειψης δεν ήταν ένα συναρπαστικό και εντυπωσιακό στοιχείο στην μεγάλη αλλαγή την οποία δέχτηκε η κατανόησή μας για τη φύση στον εικοστό αιώνα. Αλλά θα έπρεπε απλώς να ξέρουμε πώς ήταν τα πειράματα. Η εικόνα μιας σχεδόν λογικής συναγωγής συμπεράσματος μιας πρόβλεψης, που ακολουθείται από ένα ευθύ παρατηρητικό τεστ, είναι απλώς λάθος. Αυτό που είδαμε είναι οι θεωρητικές και πειραματικές συνεισφορές σε μια πολιτισμική αλλαγή, μια αλλαγή η οποία ήταν τόσο μια άδεια για να παρατηρήσουμε τον κόσμο με έναν συγκεκριμένο τρόπο, όσο και μια συνέπεια αυτών των παρατηρήσεων.

Ο τρόπος με τον οποίο οι παρατηρήσεις του 1919 ταιριάζουν με το πείραμα των Μίκελσον - Μόρλεϋ, πρέπει να είναι ξεκάθαρος. Ήταν αμοιβαία ενισχυόμενοι. Η σχετικότητα κέρδισε έδαφος με την εξήγηση της ανωμαλίας Μίκελσον - Μόρλεϋ. Επειδή η σχετικότητα ήταν δυνατή, φαινόταν το φυσικό υποστήριγμα μέσα από το οποίο θα μεταφράζονταν οι παρατηρήσεις του 1919. Επειδή αυτές οι παρατηρήσεις υποστήριζαν τη σχετικότητα παραπάνω, η υποστήριξη ήταν ακόμα πιο βεβιασμένη όταν χρειάστηκε να πραγματευτεί με τις παρατηρήσεις του Μίλερ το 1925.

Καθώς συνέβαιναν όλα αυτά, υπήρχαν κι άλλα τεστ σχετικότητας τα οποία είχαν την ίδια σχέση αμοιβαίας ενίσχυσης με αυτά τα τεστ όπως είχαν και μεταξύ τους. Για παράδειγμα, υπήρχαν παρατηρήσεις της “κόκκινης παρέκκλισης”. Επακόλουθο της θεωρίας του Αϊνστάϊν ήταν το ότι το ηλιακό φως θα πρέπει να επηρεάζεται από το ηλιακό βαρυτικό πεδίο, έτσι ώστε όλα τα μήκη κύματος θα μετατοπίζονταν ελαφρά προς το κόκκινο άκρο του φάσματος. Τα αποτελέσματα των ποσοτικών προβλέψεων δέχτηκαν επιθέσεις με ακόμα πιο πολλές δυσκολίες από τους υπολογισμούς των κάμψεων των ακτίνων φωτός. Οι πειραματικές παρατηρήσεις που έγιναν πριν και μετά το 1919, ήταν ακόμα πιο ανεπαρκείς. Όμως μετά την ερμηνεία της έκλειψης, οι παρατηρήσεις είχαν πάρει σταθερά το μέρος του Αϊνστάϊν, οι επιστήμονες ξαφνικά άρχισαν να βλέπουν επιβεβαίωση στην κόκκινη παρέκκλιση, όταν πριν είχαν δει μόνο σύγχυση. Ακριβώς όπως στο παράδειγμα βαρυτικής ραδιενέργειας στο κεφάλαιο 5, η δήλωση ενός σταθερού συμπεράσματος προκάλεσε σταθερό έδαφος για να επιτευχθεί αυτό το συμπέρασμα. Από τη στιγμή που ο σπόρος κρυστάλλου προσφέρθηκε, η αποκρυστάλλωση του καινούριου επιστημονικού πολιτισμού γίνεται με πολύ μεγάλη ταχύτητα. Η αμφιβολία για την κόκκινη παρέκκλιση άλλαξε σε βεβαιότητα. Ο Τζων Ίαρμαν και ο Κλακ Γκίμουρ, από τους οποίους δανειστήκαμε πολλά από τις παρατηρήσεις του Έντιγκτον για εμάς, το θέτουν έτσι:

Πάντα υπήρχαν μερικές φασματώδεις γραμμές που μπορούσαν να θεωρηθούν τόσο μετατοπισμένες όσο ο Αϊνστάϊν χρειαζόταν - όλα αυτά που χρειάζονταν για να θεμελιώσουν την πρόβλεψη της κόκκινης παρέκκλισης, ήταν η προθυμία να απαλλαγούν από τα περισσότερα στοιχεία και την ευφυία να επινοήσει επιχειρήματα τα οποία θα δικαιολογούσαν αυτή την πράξη. Τα αποτελέσματα της έκλειψης έδωσαν στους φασματοσκόπους τη θέληση. Πριν το 1919 κανένας δεν υποστήριξε ότι έχει επιτύχει φασματικές παρεκκλίσεις του ζητούμενου μεγέθους. Αλλά μέσα σε ένα χρόνο από την ανακοίνωση των αποτελεσμάτων της έκλειψης, αρκετοί ερευνητές ανέφεραν ότι βρήκαν την επίδραση του Αϊνστάϊν. Η κόκκινη παρέκκλιση επιβεβαιώθηκε επειδή φημισμένοι άνθρωποι συμφώνησαν να απαλλαχθούν από ένα μεγάλο μέρος των παρατηρήσεων. Το έκαναν αυτό εν μέρει επειδή πίστευαν τη θεωρία. Και πίστευαν τη θεωρία και πάλι τουλάχιστον εν μέρει, επειδή πίστευαν τις βρετανικές αποστολές της έκλειψης που το είχαν επιβεβαιώσει. Οι βρετανικές αποστολές της έκλειψης επιβεβαίωσαν τη θεωρία μόνο όταν μέρος των παρατηρήσεων “πεταγόταν” και οι διαφορές στις εναπομείνασες αγνοήθηκαν. (Earman and Glymour, 1980, σ. 85).

Έτσι ο Έντιγκτον και ο βασιλικός αστρονόμος έκαναν τις δικές τους απαλλαγές και αγνόησαν τις διαφορές οι οποίες με τη σειρά τους οδήγησαν σε άλλη ομάδα από άγνοια και απαλλαγές των διαφορών, οι οποίες κατέληξαν σε συμπεράσματα γύρω από την κόκκινη παρέκκλιση που δικαιολογούσαν την πρώτη ομάδα των απαλλαγών ακόμα παραπάνω. Αυτό που εφαρμόζεται στη σχέση δύο από αυτές τις ομάδες παρατηρήσεων, εφαρμόζεται a fortiori σε όλα τα τεστ της σχετικότητας που γίνονταν περίπου εκείνη την εποχή. Κανένα τεστ ειδωμένο από μόνο του δεν ήταν αποφασιστικό ή ξεκάθαρο, αλλά όλα μαζί ενεργούσαν σαν ένα υπερβάλλον κίνημα. Έτσι άλλαξε η κουλτούρα των επιστημών σε αυτό που τώρα πιστεύουμε σαν την αλήθεια για το χώρο, το χρόνο και τη βαρύτητα. Συγκρίνετε αυτή την διαδικασία με ας πούμε πολιτική κατεύθυνση της επιστημονικής συμφωνίας γνώμης από το κέντρο -το οποίο είναι κοντά σε αυτό που συνέβη κάποτε στην Σοβιετική Ένωση- και είναι αξιοθαύμαστα “επιστημονικό” για τους επιστήμονες να έχουν ελεύθερη συμφωνία γνώμης, αφήνοντας μόνο μια μικρή μειοψηφία αυτών που δεν θα συμφωνήσουν. Συγκρίνετέ το όμως με την εξιδανικευμένη αντίληψη της επιστημονικής “μεθόδου” στην οποία τα τυφλά τεστ προλαμβάνουν τις προκαταλήψεις των παρατηρητών που εισάγονται στις παρατηρήσεις και είναι περισσότερο σαν την πολιτική.

Δεν έχουμε κανένα λόγο να πιστεύουμε ότι η σχετικότητα δεν είναι τίποτα άλλο από την αλήθεια -και είναι μια πολύ όμορφη, απολαυστική και εκθαμβωτική αλήθεια- αλλά είναι μια αλήθεια που προέκυψε σαν αποτέλεσμα αποφάσεων για το πώς θα πρέπει να ζούμε τις επιστημονικές μας ζωές, και πώς θα πρέπει να οδηγήσουμε τις επιστημονικές μας παρατηρήσεις. Ήταν μια αλήθεια που προήλθε από συμφωνία για νέα πράγματα. Δεν ήταν μια αλήθεια βεβιασμένη από την αδυσώπητη λογική μιας ομάδας κρίσιμων πειραμάτων.

Παράρτημα στο κεφάλαιο 2

Στην ιστορία, όπως στην επιστήμη, τα γεγονότα δεν μιλάνε από μόνα τους -τουλάχιστον όχι ακριβώς. Η ερμηνεία που οι καθηγητές Ίαρμαν και Γκλίμουρ θα έδιναν στα στοιχεία τους, μπορεί να μην ταίριαζε εντελώς με τον επίλογο αυτού του βιβλίου. Είναι επειδή ο Ίαρμαν και ο Γκλίμουρ κολλούν σε σχετικά διαφορετικές απόψεις για την φύση της επιστήμης, απ’ ό,τι εμείς που ήμασταν ιδιαίτερα προσεκτικοί στο να μείνουμε κοντά στις απόψεις τους. Έχουμε εκλαϊκεύσει και απλουστεύσει όπου μπορούσαμε αλλά βάλαμε τα δυνατά μας να αποφύγουμε κάθε πιθανότητα να φανεί ότι διαστρέφουμε το υλικό τους.

Το μέρος αυτού του κεφαλαίου που είναι πολύ κοντινό στο αυθεντικό των Ίαρμαν και Γκλίμουρ, αρχίζει από την επικεφαλίδα “Η φύση του πειράματος” και τελειώνει περίπου στην σελίδα 51 στην παράγραφο που καταλήγει με την πρόταση “φαίνεται όμως ότι τότε ήταν ανίκανος να εξάγει κάποια πειστικά στοιχεία για να δείξει ότι έτσι ήταν η περίπτωση”. Σε άλλα σημεία, άλλες πηγές και περισσότερο η δική μας ερμηνεία, εισβάλλουν.

Είναι μάλλον δίκαιο για τους Ίαρμαν και Γκλίμουρ να αντιγράψουμε το δικό τους επίλογο:

Αυτή η περίεργη ακολουθία από αιτίες μπορεί να είναι ένας αρκετός λόγος για απόγνωση από τη μεριά αυτών που βλέπουν στις επιστήμες ένα μοντέλο αντικειμενικότητας και λογικής. Αυτή η διάθεση θα έπρεπε να φωτιστεί από την αντανάκλαση ότι η θεωρία στην οποία ο Έντιγκτον τοποθέτησε την πίστη του επειδή την θεωρούσε όμορφη και βαθιά -και πιθανά επειδή θεωρούσε ότι θα ήταν το καλύτερο για τον κόσμο αν ήταν αλήθεια- αυτή η θεωρία όσο ξέρουμε ακόμα κρατά την αλήθεια για το χώρο, το χρόνο και τη βαρύτητα (σ. 85).

Κατάλληλα εννοημένο -εμείς δεν βρίσκουμε λόγο να διαφωνήσουμε μ’ αυτό.