एथर सिद्धांत

भौतिकी में, आकाशवादी सिद्धांत (एथर 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 किया 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। इन भिन्न सिद्धांतों में माध्यम और पदार्थ की विभिन्न धारणाएं होती हैं।

चमकदार एथर
आइजैक न्यूटन ने ऑप्टिक्स की तीसरी किताब में एथर की अस्तित्व की सलाह दी है, (प्रथम संस्करण 1704; दूसरा संस्करण 1718): "क्या यह आधुनिक तत्व जल, काँच, हीरा और अन्य सघन तंतुओं से खाली 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 खाली 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 खाली भागों की ओर जाने का प्रयास करता है?"

19वीं शताब्दी में, चमकदार एथर (या एथर), जिसका अर्थ है प्रकाश-असर वाला एथर, यह प्रकाश के प्रसार के लिए एक सैद्धांतिक माध्यम था। जेम्स क्लर्क मैक्सवेल ने एथर का उपयोग करके विद्युत और चुंबकीय घटनाओं की व्याख्या करने के लिए एक प्रारूप विकसित किया, एक प्रारूप जिसके कारण अब मैक्सवेल के समीकरण कहलाते हैं, और यह समझ कि प्रकाश एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है। यद्यपि की, 1800 के दशक के अंत में तीव्रता से जटिल प्रयोगों की एक श्रृंखला को एथर के माध्यम से पृथ्वी की गति का पता लगाने के प्रयास में मिशेलसन-मॉर्ले प्रयोग की तरह किया गया था, और ऐसा करने में विफल रहा था। प्रस्तावित एथर ड्रैग परिकल्पना की एक श्रृंखला एथर-ड्रैगिंग सिद्धांत अशक्त परिणाम की व्याख्या कर सकते हैं, परन्तु ये अधिक जटिल थे, और मनमाने दिखने वाले गुणांक और भौतिक मान्यताओं का उपयोग करने के लिए प्रवृत्त थे। जोसेफ लारमोर ने इलेक्ट्रॉनों के त्वरण के कारण गतिमान चुंबकीय क्षेत्र के संदर्भ में एथर पर चर्चा की।

हेंड्रिक लारेंटेज़ और जॉर्ज फ्रांसिस फिट्ज़गेराल्ड ने लारेंटेज़ एथर सिद्धांत के ढांचे के अन्दर इस बात की व्याख्या की, कि कैसे मिशेलसन-मॉर्ले प्रयोग एथर के माध्यम से गति का पता लगाने में विफल हो सकता था। यद्यपि, प्रारंभिक लारेंटेज़ सिद्धांत ने भविष्यवाणी की थी कि, एथर के माध्यम से गति एक द्विअर्थी प्रभाव पैदा करेगी, जिसे जॉन विलियम स्ट्रट, तीसरे बैरन रेले और डेविट ब्रिस्टल ब्रेस ने परीक्षण किया और खोजने में असफल रहे (रेले और ब्रेस के प्रयोग)। उन सभी परिणामों के लिए 1904 में लारेंटेज़ और जोसेफ लामोर द्वारा लारेंटेज़ परिवर्तन के पूर्ण अनुप्रयोग की आवश्यकता थी।   मिशेलसन, रेले और अन्य के परिणामों का सारांश देते हुए, हरमन वेइल ने बाद में लिखा था कि भौतिक विज्ञानी की जिज्ञासु खोज से बचने के अंतिम प्रयास में एथर ने खुद को रंगों की भूमि पर छोड़ दिया था। अधिक वैचारिक स्पष्टता रखने के अलावा, अल्बर्ट आइंस्टीन का 1905 का सापेक्षता का विशेष सिद्धांत एथर का संदर्भ दिए बिना सभी प्रायोगिक परिणामों की व्याख्या कर सकता है। 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 एक एथर का उपयोग करके प्रतिरूपित किया गया था। सबसे प्रसिद्ध सूत्रीकरण ले सेज का गुरुत्वाकर्षण का सिद्धांत है, यद्यपि आइजैक न्यूटन, बर्नहार्ड रीमैन और लॉर्ड केल्विन द्वारा इस विचार पर भिन्नता का मनोरंजन किया गया था। 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।

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।

कितना खाली
क्वांटम यांत्रिकी का उपयोग अंतरिक्ष-समय का वर्णन करने के लिए किया जा सकता है, जो अत्यधिक छोटे पैमाने पर गैर-रिक्त होता है, जोड़ी उत्पादन में उतार-चढ़ाव और उत्पन्न होता है जो अविश्वसनीय रूप से प्रकट होता है और गायब हो जाता है। पॉल डिराक जैसे कुछ लोगों ने इसका सुझाव दिया है कि यह निर्वात अवस्था आधुनिक भौतिकी में कणीय विकिरण एथर के समतुल्य हो सकती है। यद्यपि, डिराक की एथर परिकल्पना क्वांटम विद्युत् गतिकी के प्रति उनके असंतोष से प्रेरित थी, और इसे कभी भी मुख्यधारा के वैज्ञानिक समुदाय से 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 तस्वीर बनाने पर निर्भर करता है जबकि उनका मूल प्रतिज्ञान [विशेष सापेक्षता में] यह था कि ऐसा कोई माध्यम मौजूद 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 खालीता 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।"

पायलट तरंगें
लुइस डी ब्रोगली ने कहा, कि किसी भी कण, कभी अलग-थलग, को एक छिपे हुए माध्यम के साथ निरंतर ऊर्जावान संपर्क के रूप में कल्पना करनी होगी। यद्यपि, जैसा कि डी ब्रोगली ने बताया, यह माध्यम एक 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

 * 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.
 * 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.
 * 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.
 * Epple, M. (1998) "Topology, Matter, and Space, I: Topological Notions in 19th-Century Natural Philosophy", Archive for History of Exact Sciences 52: 297–392.