Etern i populärversion

Nu trodde den store naturforskaren Newton att [...] solstrålarna utgjordes av mycket små partiklar, som utkastades af solen och som underhöllo ett ständigt bombardemang mot våra ögon. Det är lätt att förstå, att detta skulle låta oss se ljus och känna värme, på samma sätt som ett slag på ögat kommer oss att se stjernor eller ett slag på kroppen kommer oss att känna värme; och under ganska lång tid antogs denna förklaring vara riktig. Men nu vet man, att det gifves många företeelser, hvilka icke låta förklara sig med denna teori, ehuru vi icke här kunna redogöra för dem.

- A. Buckley*, Vetenskapens sagoland (1886), kap 2; originalet The Fairy-Land of Science (1879)

Några företeelser som tydligen icke låter förklara sig med partikel-ljus, även om Newton naturligtvis försökte, är diffraktion (att ljus som går genom en öppning sprids), brytning (i linser t.ex.) och effekter som har med polariserat ljus att göra. De förklaras desto bättre med våg-ljus. Man kan till och med använda dem för att ta reda på våglängden hos ljus.

Vid ungefär samma tidpunkt, då Newton skref, uppträdde en holländare vid namn Huyghens med det antagandet, att ljuset kommer från solen som små vågor, hvilka färdas genom mellanrummet nästan på samma sätt som krusningarna på en vattenyta fortskaffa sig tvärs öfver denna. Den enda svårigheten var att förklara, i hvilket ämne dessa vågor kunde finnas: i vatten kunde det icke vara, ty vi veta, att det icke gifves något vatten i verldsrymden; i luften icke heller, ty luftkretsen slutar på ett jemförelsevis litet afstånd från vår jord. Det måste derför finnas ett ämne, som fyller tomrummet mellan oss och solen och som är tunnare än så väl vatten som luft.

Huygens var inte den ende som föreslog att ljus är en våg. Newton hade å sin sida idéer om ett "eteriskt medium" som förmedlade värme, som han tänkte sig som en annan sorts strålning än ljus. Men frågan var inte helt enkel att greppa, ens med de allt mer sofistikerade och kluriga experiment som utfördes för att utforska ljusets natur. Partikelförklaringen hade länge övertaget, Newtons auktoritet spelade säkert in en hel del, men framåt 1800-talet slogs det fast att ljus och annan elektromagnetisk strålning är vågor. Och vågor behöver något att vara vågor i: "den ljusbärande etern"** blev fastslagen.

Och nu vill jag bedja dig taga hela din inbillningskraft till hjelp: jag kommer nämligen att fordra af dig, att du skall med inbillningen se någonting som är fullkomligt lika osynligt som kejsarens nya kläder i Andersens saga; skillnaden är bara den, att det här osynliga något är i hög grad lifaktigt; och ehuru vi hvarken kunna se eller röra vid det, känna vi det genom dess verkningar. Föreställ dig således ett tunnt ämne, som fyller allt rummet mellan oss och stjernorna! Ett ämne så fint, att det icke blott är osynligt, utan kan genomtränga fasta kroppar sådana som glas, is, ja, äfven trä eller tegelstensmurar. Detta ämne kalla vi eter. Jag kan icke här redogöra för skälen, hvarför vi måste antaga, att ett sådant ämne finns utbredt i allt rum. Du måste tills vidare antaga det på utsago af sådana män som Sir John Herschel eller professor Clerk-Maxwell, tills du kan studera fråga på egen hand.

Etern medförde förvisso en mängd problem. Hur kunde, för att bara ta ett exempel, ett ämne vara så massivt att det snabbt och förlustfritt förmedlade de mycket snabba ljusvågorna, samtidigt som det var så "eteriskt" att hela planeter utan vidare kunde röra sig tvärs genom det? Men sådana problem är inte mycket att orda om i sig; jämför med de bisarra anomalier som kvantfysiken ger upphov till. Då var det ett betydligt större problem att en lång rad experiment som utfördes för att utforska etern inte gav några resultat. Det var som om ... Den inte var där.

Samma år som Buckleys fina bok om naturvetenskap för barn gavs ut föddes Albert Einstein. Han var 26 år när han gav ut det arbete som inte bara gav världen E = mc² utan även utgjorde eterns gravsten. Ljuset var partiklar (som inte behöver något medium) och vågor, samtidigt; hur detta gick ihop återstod att utforska, men att så var fallet var klarlagt.

Detta var förvisso ett nytt paradigm, men togs inte alls emot med så stort motstånd bland fysiker som folk gärna inbillar sig. Vid det laget var eter-teorin mogen att kasseras. Den hade haft sin tid som nödvändig förklaring; även om den visade sig vara felaktig så var den ingalunda dålig vetenskap.


* Arabella Buckley (1840-1929) var sekreterare för ingen mindre än Charles Lyell, geologins fader. När han dog 1875 började hon att hålla populärvetenskapliga föreläsningar och ge ut dem i bokform. Det blev en rad fina böcker varav några översattes till flera språk.

** Själva ordet kommer från klassisk grekiska och avser den "högre" atmosfären, till skillnad från den lägre. Det fick också ge namn åt det hypotetiska element man tänkte sig fyllde världsrymden.