Миллер, Дейтон Кларенс

Биография

Родился 13 марта 1866 г. в Стронгсвилле (англ. Strongsville), штат Огайо, США. Родители — Чарльз Уэбстер Дьюи (англ. Charles Webster Dewey) и Виенна Померой Миллер (англ. Vienna Pomeroy Miller).

Закончил университет Болдуин (англ. Baldwin University) в 1886 г. Получил степень доктора в Принстоне в 1890 г., и стал профессором математики и физики в Кейсовской школе прикладных наук (англ. Case School of Applied Science). В 1895—1936 гг. возглавлял там кафедру физики.

Женился на Эдит Истон (англ. Edith Easton) в 1893 г.

Умер в Кливленде, Огайо (англ. Cleveland, Ohio) 22 февраля 1941 г.

Исследования в области рентгеноскопии

После открытия в 1895 г. В. К. Рентгеном X-лучей, Миллер построил рентгеновский аппарат с трубкой Крукса и двенадцатью батареями на жидком электролите. В 1896 г. сделал полный рентгеновский снимок человеческого тела по частям. Аппарат был использован в медицинских целях, в частности, для выявления неправильно сросшегося перелома руки у пациента доктора Крайла (Crile).

Исследования в области акустики

Разработал аппарат phonodeik — предшественник осциллографа. Работал над акустикой зданий, включая Severance Hall в Кливленде. Исполнял и сочинял музыкальные произведения, построил орган, сделал золотую флейту, собрал коллекцию из 1500 флейт, которые остались в Библиотеке Конгресса США. Консультировал компанию Aeolian Co. при разработке фортепиано Веббера.

Исследования теории эфирного ветра

Гипотетическая среда для распространения световых волн, названная «эфиром», послужила объектом исследования физиков. В 1881 г. экспериментальными попытками обнаружить движение Земли относительно неподвижного эфира («эфирный ветер») занялся А. А. Майкельсон. В 1887 г. к Майкельсону присоединился Э.Морли. В ноябре 1887 г. эти исследователи опубликовали заключение:

«… если учитывать только движение Земли по ее орбите…, то наблюдение показывает, что относительное движение Земли и эфира, вероятно, меньше одной шестой орбитальной скорости Земли и наверное меньше одной четверти её».

Результат этого опыта породил сомнения физиков в существовании эфира. После физического конгресса 1900 г. в Париже, где лорд Кельвин заявил о «нулевом» результате эфирного опыта, а Морли и Миллер при этом присутствовали, было принято решение продолжить эксперименты с более чувствительным оборудованием. Полностью обновив оптические части, и оставив из старой установки только резервуар со ртутью и деревянный поплавок, Морли и Миллер производили опыты в подвальном помещении школы прикладных знаний в Кливеленде. Получив в 1905 г. результат эфирного ветра меньше 3,5 км/с, экспериментаторы в начале 1905 г. опубликовали утверждение в журнале в Philosophical Magazine, что «эфир вблизи аппарата не двигается вместе с ним».

Предпринятое в 1905 г. А.Эйнтшейном истолкование «нулевого» результата эфирного опыта в рамках теории относительности, было «было неприемлемо» для Миллера, в связи с чем опыты были продолжены. Чтобы исключить возможность экранирования эфирного ветра слоем земли и стенами подвального помещения, экспериментаторы решили перенести опыт на открытую вершину горы. Установка была перемещена на Евклидовы высоты близ Кливленда, на высоту приблизительно 300 футов над озером Эри. В 1905 и 1906 гг. они произвели пять серий наблюдений, которые дали, по утверждению Миллера,

«определенный положительный эффект, составляющий приблизительно 1/10 ожидаемого ветра».

Возобновить опыты после летних отпусков учёным, однако, не удалось: в их отсутствие земля, на которой находилась установка, была продана, а Морли устранился в 1906 г. от продолжения этих опытов. В 1919 г., в связи с ростом интереса к теории относительности после наблюдений солнечного затмения А.Эддингтоном, Миллер получил финансовую и организационную поддержку своих наблюдений со стороны президента Института Карпети в Вашингтоне Мерриама, а также директоров обсерватории Гэля и Адамса, переместив установку в обсерваторию Маунт Вилсон близ Пасадины в Калифорнии, на высоте 6000 футов.

Аппарат Миллера, использованный в этих опытах, повторял в целом оборудование Морли и Миллера, использованное в опытах 1904, 1905 и 1906 гг. Произведя на Маунт Вилсон около 5000 отдельных измерений эфирного ветра в различные часы дня и ночи, а также времена года, Миллер свёл их в 204 серии. Наблюдения производились в четыре различных времени года: в апреле 1921 г. (117 серий наблюдений), в декабре 1921 г. (42 серии), в сентябре 1924 г. (10 серий) и в апреле 1925 г. (35 серий). По утверждению Миллера,

Самые первые наблюдения, проделанные в марте 1921 г., дали положительный эффект, соответствующий реальному эфирному ветру, как если бы он был обусловлен относительным движением Земли и эфира со скоростью около 10 км/с.

В течение 1922 и 1923 гг. Миллер вернул прибор обратно в Кливленд, чтобы подвергнуть его различным испытаниям. Миллер исследовал различные влияния на прибор: температурные или магнитные воздействия, различные источники света. При этом он утверждал, что «замена солнечным светом лабораторных источников нисколько не влияет на результат».

В августе 1924 г. Миллер выбрал новое место для своих опытов на слегка закругленном холме, удалённом от каньонов. Помещение было возведено с ориентировкой на 90° по отношению к 1921 г. 4-, 5- и 6 сентября 1924 г. Миллер произвёл 275 измерений смещения полос в 10 сериях наблюдений. Миллер утверждал:

Результаты наблюдений обнаружили определенное смещение, в противоположность незначительным результатам, полученным в Кливленде. Соответствующий этому смещению эфирный ветер по скорости и направлению вполне соответствовал впервые наблюдаемому на Маунт Вилсон.

Наблюдения на Маунт Вилсон были возобновлены 27 марта — 9 апреля 1925 г. и дали, по словам Миллера, совершенно тождественный результат. Посредством математической обработки данных с участием профессора Нассау и доктора Штремберга, а также графического анализа исходных данных, выяснено направление и азимут ветра, а также его синхронизация с сидерическим (звёздным) временем наблюдения.