Pidato "Awan" Kelvin

Pada hari Jumat, 27 April 1900, fisikawan Inggris Lord Kelvin memberikan pidato berjudul "Awan Abad Kesembilan Belas atas Teori Dinamik Panas dan Cahaya," yang dimulai:

Keindahan dan kejelasan teori dinamik, yang menyatakan panas dan cahaya sebagai mode gerak, saat ini dikaburkan oleh dua awan.

Kelvin melanjutkan untuk menjelaskan bahwa "awan" adalah dua fenomena yang tidak dapat dijelaskan, yang ia gambarkan sebagai pasangan lubang terakhir yang perlu diisi sebelum memiliki pemahaman lengkap tentang sifat termodinamika dan energi dari alam semesta, dijelaskan dalam istilah klasik gerak partikel

Pidato ini, bersama dengan komentar lain yang dikaitkan dengan Kelvin, seperti oleh fisikawan Albert Michelson dalam pidato 1894, menunjukkan bahwa ia sangat percaya peran utama fisika pada hari itu adalah hanya mengukur jumlah yang diketahui hingga tingkat ketelitian yang tinggi, ke banyak tempat desimal ketepatan.

"Awan" yang dimaksud Kelvin adalah:

1. Ketidakmampuan untuk mendeteksi eter bercahaya, khususnya kegagalan Percobaan Michelson-Morley
instagram viewer
2. Itu radiasi benda hitam efek — dikenal sebagai bencana ultraviolet

Referensi untuk pidato ini telah menjadi agak populer karena satu alasan yang sangat sederhana: Lord Kelvin hampir sama salahnya dengan dirinya. Alih-alih detail kecil yang harus dikerjakan, dua "awan" Kelvin sebaliknya mewakili batas mendasar untuk pendekatan klasik untuk memahami alam semesta. Resolusi mereka memperkenalkan seluruh bidang fisika yang baru dan tak terduga, yang secara kolektif dikenal sebagai "fisika modern."

Faktanya, Max Planck memecahkan masalah radiasi benda hitam pada tahun 1900, mungkin, setelah Kelvin memberikannya speech) Dalam melakukan hal itu, ia harus menerapkan konsep pembatasan pada energi yang diizinkan dipancarkan cahaya. Konsep "kuanta cahaya" ini dipandang sebagai trik matematika sederhana pada saat itu, yang diperlukan untuk menyelesaikan masalah, tetapi berhasil. Pendekatan Planck secara tepat menjelaskan bukti eksperimental yang dihasilkan dari benda yang dipanaskan dalam masalah radiasi benda hitam.

Namun, pada tahun 1905, Einstein mengambil ide lebih jauh dan menggunakan konsep itu untuk menjelaskannya efek fotoelektrik. Di antara dua solusi ini, menjadi jelas bahwa cahaya tampak ada sebagai paket kecil, atau kuanta, dari energi—foton, karena mereka kemudian akan dipanggil.

Setelah menjadi jelas bahwa cahaya ada dalam paket, fisikawan mulai menemukan bahwa semua jenis materi dan energi ada dalam paket ini, dan usia fisika kuantum dimulai.

"Awan" lain yang disebutkan Kelvin adalah kegagalan percobaan Michelson-Morley untuk membahas eter bercahaya. Ini adalah substansi teoretis yang diyakini oleh para fisikawan saat itu meresap ke alam semesta, sehingga cahaya dapat bergerak sebagai gelombang. Eksperimen Michelson-Morley adalah serangkaian eksperimen yang agak cerdik, berdasarkan gagasan itu cahaya akan bergerak dengan kecepatan yang berbeda melalui eter tergantung pada bagaimana Bumi bergerak melewatinya. Mereka membangun metode untuk mengukur perbedaan ini... tapi itu tidak berhasil. Tampaknya arah gerakan cahaya tidak memiliki pengaruh pada kecepatan, yang tidak sesuai dengan gagasan bahwa benda itu bergerak melalui zat seperti eter.

Namun, sekali lagi, pada tahun 1905 Einstein datang dan membuat bola bergulir untuk yang satu ini. Dia meletakkan premis dari relativitas khusus, mengajukan dalil bahwa cahaya selalu bergerak dengan kecepatan konstan. Ketika ia mengembangkan teori relativitas, menjadi jelas bahwa konsep eter bercahaya tidak lagi sangat membantu, jadi para ilmuwan membuangnya.

Buku-buku fisika populer telah sering merujuk peristiwa ini karena itu membuatnya sangat jelas fisikawan yang berpengetahuan luas dapat diatasi dengan terlalu percaya diri pada bidangnya penerapan.

Dalam bukunya Masalah dengan Fisika, fisikawan teoretis Lee Smolin mengatakan yang berikut tentang pidato:

William Thomson (Lord Kelvin), seorang ahli fisika Inggris yang berpengaruh, dengan terkenal menyatakan bahwa fisika telah usai, kecuali dua awan kecil di cakrawala. "Awan" ini ternyata adalah petunjuk yang menuntun kita pada teori kuantum dan teori relativitas.

Fisikawan Brian Greene juga referensi pidato Kelvin di Kain Kosmos:

Pada tahun 1900, Kelvin sendiri mencatat bahwa "dua awan" sedang melayang di cakrawala, satu berkaitan dengan sifat-sifat gerak cahaya dan yang lainnya dengan aspek benda radiasi memancarkan ketika dipanaskan, tetapi ada perasaan umum bahwa ini hanyalah detail, yang, tidak diragukan lagi, akan segera ditangani.

Dalam satu dekade, semuanya berubah. Seperti yang sudah diantisipasi, kedua masalah yang diajukan Kelvin segera ditangani, tetapi mereka terbukti tidak berarti. Masing-masing memicu revolusi, dan masing-masing membutuhkan penulisan ulang mendasar dari hukum-hukum alam.