El coeficiente de arrastre de Fresnel

Cuando estás interesado en la física debes leer “Unbelievable“!

Bradley observó la aberración estelar de la estrella  y-Draconis en 1727. Demostramos en los capítulos anteriores que la conclusión de la ciencia de que no podía existir éter arrastrado fue prematura. La presunción de la ciencia de que el éter arrastrado no podía existir tuvo consecuencias; la aberración estelar observada ocurre, por lo que había que ofrecer otra explicación.

La luz de una estrella en un telescopio se curva hasta el punto focal. La ciencia asumió,  para poder explicar la aberración estelar, que la luz de la estrella continuaba moviéndose lateralmente dentro del telescopio. Cuando los haces de luz de la estrella golpean la lente del telescopio en ángulo recto, la imagen de la estrella quedaría desplazada lateralmente del punto central debido al supuesto movimiento lateral continuo de la luz en el telescopio.

La manera en que los científicos aparentemente asumieron cómo se produce la aberración estelar en el telescopio es comparable a una bala dirigida al corazón. La víctima se desplaza lo más rápido posible hacia un lado para evitar la bala. La bala impacta el corazón lejos del punto al que apuntó el tirador porque la víctima se movió lateralmente. Por eso la ciencia argumentó que si el telescopio se llena de agua la aberración observada tendría que aumentar. La luz viaja más despacio en el agua que en el vacío o en el aire.

Debido a la disminución de la velocidad de la luz en el agua se asumió que la luz en el telescopio, cuando está lleno de agua, tendría más tiempo para moverse lateralmente y, por tanto, la aberración aumentaría. La velocidad de la luz en el agua es  c  dividida por el índice  n del agua. El índice del agua es≈  n=1,33. La luz de la estrella permanecerá más tiempo en el telescopio cuando esté lleno de agua. El haz de luz tendrá más tiempo para mover‑se lateralmente y, por ello, la ciencia esperaba un aumento de la aberración estelar con un factor de 1,33.

Para retomar nuestra analogía con la víctima, la víctima ahora es alcanzada por una flecha. La flecha vuelve a apuntar precisamente al corazón. La víctima corre lateralmente con la mayor fuerza posible y, como la flecha tarda más en alcanzar el corazón, el punto donde penetra el corazón debe quedar más desplazado lateralmente. La víctima tiene más tiempo para moverse lateralmente antes de que la flecha atraviese su corazón.

En 1871 Sir Geofry Air realizó este experimento. Sin embargo, no midió ningún aumento en la aberración. ¡La aberración de la estrella era la misma con o sin el telescopio lleno de agua! Esto no fue una gran sorpresa, porque en 1818 Fresnel había postulado que existiría un “factor de arrastre”.

Fresnel llegó a esta conclusión después de que Arago observó que la tierra siempre parece estar “en reposo” en el éter. Pero la ciencia había concluido antes que el éter arrastrado no existía. Se tuvo que introducir un factor de arrastre para “explicar” la contradicción entre “siempre en reposo en el éter” (Arago) y la supuesta “no existencia” del éter arrastrado.

Ahora la ciencia debería haberse preguntado si eso era correcto. Aparentemente la ciencia estaba tan fija en la búsqueda del éter absoluto que ignoró esta señal evidente. Así que, para explicar la falta de aumento en la aberración estelar cuando el telescopio se llenó de agua, ¡se tuvo que introducir un factor de arrastre!

Lo anterior es una breve reseña histórica de los intentos de los científicos por explicar la aberración estelar. Encontrar lógica en ello es difícil. Se propusieron conceptos extraños para explicar el fenómeno, porque la única explicación lógica fue negada.

El factor de arrastre de Fresnel es:

f    es el factor de arrastre de Fresnel y n  el índice de refracción.

En general se puede afirmar que en el siglo 19^⟩  los físicos estaban firmemente convencidos de que existía un éter absoluto en el que la luz se desplazaba en todas direcciones a la misma velocidad c. ⟩ ⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩⟩

En los experimentos se observó que la velocidad de la luz era siempre c en todas las direcciones. Se negó el ether arrastrado y, por lo tanto, la única forma posible de ether que quedaba era el ether absoluto. Como la Tierra, en su trayectoria alrededor del Sol, no puede estar siempre en reposo con el ether absoluto, debe existir un proceso físico que explique por qué la Tierra parece estar en reposo con el ether absoluto. El factor de arrastre de Fresnel era una posible explicación.

Siguiente capítulo:  El experimento de Fizeau