Sidelights on Relativity Section section-0011

As to the part which the new ether is to play in the physics of the future we are not yet clear. We know that it determines the metrical relations in the space-time continuum, e.g. the configurative possibilities of solid bodies as well as the gravitational fields; but we do not know whether it has an essential share in the structure of the electrical elementary particles constituting matter. Nor do we know whether it is only in the proximity of ponderable masses that its structure differs essentially from that of the Lorentzian ether; whether the geometry of spaces of cosmic extent is approximately Euclidean. But we can assert by reason of the relativistic equations of gravitation that there must be a departure from Euclidean relations, with spaces of cosmic order of magnitude, if there exists a positive mean density, no matter how small, of the matter in the universe. In this case the universe must of necessity be spatially unbounded and of finite magnitude, its magnitude being determined by the value of that mean density. If we consider the gravitational field and the electromagnetic field from the stand-point of the ether hypothesis, we find a remarkable difference between the two. There can be no space nor any part of space without gravitational potentials; for these confer upon space its metrical qualities, without which it cannot be imagined at all. The existence of the gravitational field is inseparably bound up with the existence of space. On the other hand a part of space may very well be imagined without an electromagnetic field; thus in contrast with the gravitational field, the electromagnetic field seems to be only secondarily linked to the ether, the formal nature of the electromagnetic field being as yet in no way determined by that of gravitational ether. From the present state of theory it looks as if the electromagnetic field, as opposed to the gravitational field, rests upon an entirely new formal motif , as though nature might just as well have endowed the gravitational ether with fields of quite another type, for example, with fields of a scalar potential, instead of fields of the electromagnetic type.

Quant au rôle que le nouvel éther doit jouer dans la physique de l’avenir, nous ne le discernons pas encore clairement. Nous savons qu’il détermine les relations métriques dans le continuum espace-temps, par exemple les possibilités de configuration des corps solides aussi bien que les champs gravitationnels ; mais nous ne savons pas s’il prend une part essentielle à la structure des particules électriques élémentaires qui constituent la matière. Nous ne savons pas davantage si sa structure ne diffère essentiellement de celle de l’éther lorentzien qu’au voisinage des masses pondérables ; ni si la géométrie des espaces d’étendue cosmique est approximativement euclidienne. Mais nous pouvons affirmer, en vertu des équations relativistes de la gravitation, que les relations euclidiennes doivent subir une déviation dans les espaces d’ordre de grandeur cosmique, s’il existe dans l’univers une densité moyenne positive de matière, aussi faible soit-elle. Dans ce cas, l’univers doit nécessairement être spatialement illimité et de grandeur finie, sa grandeur étant déterminée par la valeur de cette densité moyenne. Si nous considérons le champ gravitationnel et le champ électromagnétique du point de vue de l’hypothèse de l’éther, nous découvrons entre eux une différence remarquable. Il ne peut exister aucun espace ni aucune partie de l’espace sans potentiels gravitationnels ; car ceux-ci confèrent à l’espace ses qualités métriques, sans lesquelles on ne saurait même le concevoir. L’existence du champ gravitationnel est inséparablement liée à celle de l’espace. En revanche, on peut fort bien concevoir une partie de l’espace dépourvue de champ électromagnétique ; ainsi, contrairement au champ gravitationnel, le champ électromagnétique ne semble lié à l’éther que de manière secondaire, la nature formelle du champ électromagnétique n’étant encore aucunement déterminée par celle de l’éther gravitationnel. Dans l’état actuel de la théorie, il semble que le champ électromagnétique, par opposition au champ gravitationnel, repose sur un motif formel entièrement nouveau, comme si la nature avait tout aussi bien pu doter l’éther gravitationnel de champs d’un tout autre type, par exemple de champs de potentiel scalaire, au lieu de champs de type électromagnétique.