3.18 תאוריית האתר: מן ה״ים הסטטי״ שהופרך אל ״ים האנרגיה״ המתפתח

דף הבית ／ פרק 3: היקום המקרוסקופי

I. מהי תאוריית האתר וכיצד הסבירה פעם את העולם

במאה ה־19 נתפס האור כגל המתפשט במדיום אוניברסלי הממלא את היקום – ״האתר״. עיקרי התמונה היו:

• תמונת עולם: האתר הובן כ״ים קוסמי״ אוניברסלי ונח, שבתוכו מתנענעים כל הגלים האלקטרומגנטיים.
• מסגרת ייחוס מוחלטת: מכיוון שהאתר הונח כנח, תנועה ביחס אליו אמורה ליצור ״רוח אתר״.
• טביעת אצבע מדידה: אם כדור הארץ נע בתוך האתר, מהירות האור בכיוונים שונים צריכה לסטות מעט אך מדיד, כך שקווי ההתאבכות יזוזו עם העונות או בין יום ללילה.

התמונה נראתה אז טבעית: קול זקוק לאוויר, גלי מים זקוקים לפני מים; לכן גם גלי אור ״צריכים״ מדיום.

II. מדוע האתר הופרך: ניסויי מפתח

סדרת ניסויי ציון־דרך לא מצאה את האנאיזוטרופיה הצפויה מ״רוח אתר״.

• האינטרפרומטר של מיכלסון–מורלי: השווה אורכי מסלול אופטיים בכיוונים שונים ולא מצא את הסטת הקווים החזויה.
• קנדי–ת׳ורנדייק, טראוטון–נובל ואחרים: המשיכו לחפש אנאיזוטרופיה באורכי זרוע וכיווני הצבה שונים, והתוצאה נותרה אפסית.
• מסקנה ומפנה: הממצאים הלמו את העובדה האמפירית כי מהירות האור המקומית זהה לכל הצופים. מכאן צמחה תורת היחסות הפרטית ותמונת מרחב־זמן ארבע־ממדית שאינה נזקקת לתפקידו של האתר.

בקיצור: האתר אינו קיים כ־מדיום מכני נח שניתן לגילוי דרך ״מהירות רוח״.

III. במה שונה הדבר מ״ים האנרגיה״ בתאוריית סיבי האנרגיה (EFT)

השוואה צד־לצד מבליטה את הפערים העיקריים:

1. אופי הרקע
   • אתר: מונח כסטטי ואחיד.
   • ים האנרגיה: מדיום רציף ש־אירועים מניעים אותו והוא מוחזר ומעוצב מחדש בזמן אמת; יש לו מצב, תגובה, והוא עשוי להיכתב מחדש בידי אירועים חזקים.
2. האם קיימת מנוחת־על מוחלטת
   • אתר: מרמז על ״מנוחה מוחלטת״ אוניברסלית.
   • ים האנרגיה: אין מנוחה מוחלטת. רק ה־מתח המקומי ו־שיפוע המתח קובעים את גבול ההתפשטות ואת כיוון ההכוונה המועדף.
3. התבוננות במהירות האור
   • אתר: מצפה לאנאיזוטרופיה מ״רוח אתר״.
   • ים האנרגיה: מהירות האור היא גבול ההתפשטות המקומי שקובע המתח. בתחום קטן דיו היא זהה לכל הצופים; בין סביבות שונות היא עשויה להשתנות לאט עם המתח וליצור זמני הגעה התלויים במסלול. האחידות המקומית מתיישבת עם הניסויים; שינוי אטי בין דומיינים הוא תופעה בקני מידה אסטרונומיים.
4. תכונות המדיום
   • אתר: נתפס כ״מכל סטטי״.
   • ים האנרגיה: בעל שתי תכונות דמויות־חומר – מתח (מגדיר גבול ואת ״המסלול החלק יותר״) ו־צפיפות (קובעת את היכולת לשלוף סיבים ו־לאגור אנרגיה).
5. יחס לחומר ולשדות
   • אתר: נושא גלים פסיבי.
   • ים האנרגיה: חי בכפיפה אחת עם סיבי אנרגיה. ניתן לשלוף סיבים מן הים ל־לולאות ו־קשרים היוצרים חלקיקים, ואז להשיבם; ובינתיים מפת המתח של הים מוחזרת ונכתבת מחדש תדיר בידי הסיבים והאירועים.

במשפט אחד: האתר הוא ים סטטי; ים האנרגיה הוא ים חי וניתן־לשכתוב בעל מתח ו־צפיפות.

IV. תחום התוקף של הניסויים ש״הפריכו את האתר״

התוצאות הקלאסיות מוצקות, אך הן כוונו להנחת אתר סטטי עם רוח אתר. הן אינן בוחנות ואינן שוללות מדיום דינמי בעל מתח, משום שסקלת המדידה ושאלת המחקר שונות.

1. מטרות שונות
   ניסויי האתר חיפשו אנאיזוטרופיה יציבה: מהירות אור מקומית התלויה בכיוון כי הארץ ״נשבת״ בתוך האתר. תמונת ים האנרגיה מדגישה איזוטרופיה מקומית (ברוח עקרון השקילות) ו־שינוי פרמטרים אטי בין סביבות. מקומית, המהירות זהה; לכן אין לצפות לאות של ״רוח״.
2. מדוע לא נמדדה מהירות אור תלויה־כיוון?
   • אין חיזוי להבדל כיווני באותה נקודה: בשפת ים האנרגיה ה־מתח (הגבול) הוא סקלר; תחושת ״כוח/הטיית מסלול״ נובעת מ־שיפועי מתח. במישורים אופקיים סמוך לפני הארץ ערך המתח כמעט אחיד בכל הכיוונים האופקיים (השונות בעיקר אנכית). לכן הגבול המקומי זהה בכל כיוון אופקי – וזה כשלעצמו מסביר את תוצאת האפס של מיכלסון–מורלי.
   • מדידות הלוך־ושוב מסירות ״סקיילינג אחיד״: גם אם קיימים אפקטים סביבתיים זעירים, ה־סָרגל וה־שָׁעוֹן באותו מכשיר ״נאפו מאותו בצק״: המתח מסקֵל בו־זמנית את גבול ההתפשטות ואת תקני החומר (אורך הזרוע, מקדם שבירה, מצבי חלל תהודה). אינטרפרומטר משווה פאזה בהלוך־ושוב; באותו גובה ובאותו מכשיר הסקיילינג האחיד נגרע בסדר ראשון, ונשארים רק שרידי סדר שני זעירים. הגבולות ההיסטוריים – ואף בדיקות חללים אופטיים מודרניות – כובלים אנאיזוטרופיה לרמות נמוכות מאוד, בהלימה לתמונה של ״איזוטרופיה מקומית + גרדיאנט אנכי״.
   • אין רוח אתר: בתמונה זו ים האנרגיה נסחף יחד עם התפלגות המסה המקומית, ולא מהווה מדיום נח עם ״כיוון רוח״ קבוע. לפיכך סיבוב המכשיר אינו מניב היסט כיווני יציב.

לכן הניסויים הקלאסיים מוציאים מכלל אפשרות ״אתר סטטי עם רוח״, אך הם תואמים ים אנרגיה שהוא איזוטרופי מקומית ומשתנה לאט בין דומיינים. לומר ש״האתר הופרך״ זה נכון; להשתמש באותן בדיקות כדי לדחות מדיום דינמי בעל מתח חורג מטווח יישומן.

V. המורשת ההיסטורית של תאוריית האתר

אף שהופרכה, התאוריה הותירה שלושה נכסים חיוביים:

• מדרגה מושגית: היא הציבה במרכז את השאלה ״האם האור זקוק למדיום?״, המריצה ניסויי אופטיקה מדויקים מאוד ופתחה ישירות את הדרך ליחסות.
• מהפכה ניסויית ומטרולוגית: העיסוק באתר דחק את הדיוק האינטרפרומטרי לקצה, והיה לאבי־טיפוס של תקני זמן־תדר מדויקים בני־זמננו ואף של גילוי גלי כבידה.
• השראה מושגית: האינטואיציה של ״ים״ להבנת התפשטות ואינטראקציות נותרה עמידה. ים האנרגיה בתאוריית סיבי האנרגיה אינו מחייה את האתר; הוא בונה על אותה אינטואיציה, מוסיף מתח דינמי ו־תכונות דמויות־חומר, ומעלה את ה״ים״ למדיום בר־מדידה ו־בר־שכתוב המסביר תופעות בכמה קני מידה.

לסיכום

תאוריית האתר מסגרה את התפשטות האור באינטואיציה של ״ים״ – צעד שהיה פעם נחוץ – אך הגרסה של ״ים סטטי עם רוח״ נדחתה ניסויית. תאוריית סיבי האנרגיה שומרת על האינטואיציה ומ־שדרגת אותה לים אנרגיה דינמי, בר־קונפיגורציה־מחדש, בעל מתח ו־צפיפות. תמונה זו עולה בקנה אחד עם תוצאות האפס המקומיות ומנצלת מפת מתח מתפתחת כדי להסביר זמני הגעה תלויי־מסלול ו־הסחה לאדום שיטתית בין דומיינים. אין זה חזרה לאתר הישן, אלא צעד קדימה אל ״ים חדש״ ש־חי וניתן לשכתוב.