Специальная теория относительности (СТО) была разработана Альбертом Эйнштейном в 1905 г. Её основой являются постулаты (постулат это утверждение, которое принимается без доказательства), один из которых (так называемый второй постулат) гласит, что скорость сета является инвариантом, т.е. не зависит от системы наблюдения. Это означает, что ни при каких обстоятельствах скорость света не может превысить её стандартного значения С, которое в вакууме равно 299 792 458 ± 1,2 м/с (округлённо 300000 км/с). Второй постулат СТО противоречит здравому смыслу, поскольку скорость есть величина относительная. Тот же снаряд, выпущенный из пушки, по отношению к ней имеет одну скорость, а по отношению к самолёту, который улетает от пушки, имеет другую скорость. Пассажир, едущий в вагоне поезда, по отношению к вагону неподвижен, по отношению же к станционным постройкам движется со скоростью поезда. В СТО всё это не так. Если внутри вагона луч света движется со скоростью С, то и по отношению к станционным постройкам он движется с той же скоростью.
С момента создания СТО были проведены многочисленные эксперименты, в которых экспериментаторы пытались доказать ошибочность второго постулата. Для этого они использовали источники излучения, которые двигались по отношению к системе наблюдения с заданной скоростью, но все их попытки оказались не удачными. Полученные в таких экспериментах значения скорости света в системе наблюдения оказывались равными стандартному значению скорости света С [1-9].
Такие эксперименты в различных вариантах проводил и выдающийся учёный Майкельсон, при помощи изобретённого им интерферометра, но и эти эксперименты также закончились неудачей.
Интерферометр Майкельсона был изобретён американским физиком Альбертом Абрахамом Майкельсоном в начале прошлого века. При помощи этого интерферометра был решен ряд важных научных и прикладных задач, в частности была с высокой точностью измерена скорость света. Однако в экспериментах, проводимых Майкельсоном, касающихся проверки второго постулата СТО, были существенные ошибки. Эти ошибки он совершил, когда пытался доказать, что скорость электромагнитной (ЭМ) волны складывается со скоростью её источника, что противоречило второму постулату. До конца своей жизни Майкельсон считал, что существует упругая среда, в которой и распространяются ЭМ волны. Поэтому результаты экспериментов, которые он провёл вместе с Морли [10] по обнаружению такой среды, были для него большой неожиданностью. Пытаясь усовершенствовать эксперимент, он попытался в качестве источника излучения использовать свет звезды, но здесь его ждало ещё большая неудача. Исследования показали, что измеренная скорость света, не зависит от скорости звезды и равна ранее измеренному им же значению, что соответствовало специальной теории относительности, которую до конца жизни он так и не признал.
Чтобы понять, в чём заключалась ошибка Майкельсона, рассмотрим принцип работы его интерферометра, схема которого приведена на рис. 1
Рис. 1. Схема интерферометра Майкельсона
Электромагнитная (ЭМ) волна, пришедшая от звезды и отраженный от делительного зеркала А попадает на отражающее зеркало В и, будучи отраженным от него, попадает на фотодетектор. Особенностью такого процесса является то, что зеркало В находится в той же инерциальной системе отсчёта (ИСО), в которой находится и сам интерферометр. Это означает, что, какая бы не была скорость ЭМ волны, пришедшей от звезды, её скорость, после отражения от зеркала В, будет равна скорости света в ИСО интерферометра.
Вторая часть ЭМ волны, пришедшей от звезды, проходя через делительное зеркало А, также попадает на отражательное зеркало С. После отражения от этого зеркала волна также будет иметь скорость равную скорости света в системе интерферометра. Но вопрос заключается в том, какую скорость будет иметь указанная электромагнитная волна после прохождения делительного зеркала. Отражающее покрытие, при помощи которого происходит деление луча, нанесено на прозрачную стеклянную пластинку.
Рассмотрим схему движения луча через делительное зеркало, учитывая то, что отражающий слой на нём нанесён на прозрачное стекло определённой толщины. Поскольку стекло является диэлектриком, обладающим диэлектрической проницаемостью, отличной от воздуха, то траектория движения луча будет зависеть от показателя преломления стекла. Эта траектория показана на рис. 2.
Рис. 2. Распространение луча света через стеклянную пластинку
