Experimentul Michelson-Morley a fost o încercare de măsurare mișcarea Pământului prin eterul luminos. Deși adesea numit experiment Michelson-Morley, fraza se referă de fapt la o serie de experimente efectuate de Albert Michelson în 1881 și apoi din nou (cu echipamente mai bune) la Universitatea Case Western în 1887 împreună cu chimistul Edward Morley. Deși rezultatul final a fost negativ, experimentul a fost cheia că a deschis ușa pentru o explicație alternativă pentru comportamentul ciudat de undă de lumină.
Cum a fost presupus să funcționeze
Până la sfârșitul anilor 1800, teoria dominantă a modului în care a funcționat lumina era că era o undă de energie electromagnetică, din cauza unor experimente precum Experimentul cu fante duble de Young.
Problema este că un val a trebuit să se deplaseze printr-un fel de mediu. Ceva trebuie să fie acolo pentru a face valul. Lumina știa că călătorește prin spațiul exterior (ceea ce oamenii de știință credeau că este un vid) și chiar puteți crea o cameră de vid și strălucește o lumină prin ea, așa că toate dovezile au lăsat să se înțeleagă că lumina se poate deplasa printr-o regiune fără aer sau altă materie.
Pentru a rezolva această problemă, fizicienii au emis ipoteza că există o substanță care a umplut întregul univers. Ei au numit această substanță eter luminos (sau uneori eter luminifere, deși se pare că aceasta este doar un fel de aruncare în silabe și vocale care sună pretențios).
Michelson și Morley (probabil mai ales Michelson) au venit cu ideea că ar trebui să fii capabil să măsoare mișcarea Pământului prin eter. Eterul se credea, de regulă, neliniștit și static (cu excepția, desigur, pentru vibrații), dar Pământul se mișca rapid.
Gândește-te când stai cu mâna pe fereastra mașinii de pe o mașină. Chiar dacă nu e vânt, mișcarea ta o face părea vânt. Același lucru ar trebui să fie valabil și pentru eter. Chiar dacă a rămas nemișcat, de când Pământul se mișcă, atunci lumina care merge într-o direcție ar trebui să se miște mai repede împreună cu eterul decât lumina care merge în direcția opusă. În orice caz, atât timp cât a existat un fel de mișcare între eter și Pământ, ar fi trebuit să creeze un „vânt eter” eficient, care să aibă a împins sau a împiedicat mișcarea undei de lumină, similar cu modul în care un înotător se mișcă mai repede sau mai lent, în funcție de dacă se mișcă împreună cu sau împotriva actual.
Pentru a testa această ipoteză, Michelson și Morley (din nou, mai ales Michelson) au proiectat un dispozitiv care împărțea un fascicul de lumină și a aruncat-o din oglinzi, astfel încât s-a mișcat în direcții diferite și a lovit în final la fel ţintă. Principiul de lucru era că, dacă două fascicule parcurgeau aceeași distanță pe căi diferite prin eter, acestea ar trebui să se deplaseze cu viteze diferite și, prin urmare, atunci când vor atinge ecranul țintă final, acele fascicule de lumină ar fi ușor în afara fazelor unele cu altele, ceea ce ar crea o recunoscut amestec model. Prin urmare, acest dispozitiv a devenit cunoscut sub numele de interferometrul Michelson (prezentat în graficul din partea de sus a acestei pagini).
Rezultatele
Rezultatul a fost dezamăgitor deoarece nu au găsit absolut nicio dovadă a prejudecății relative a mișcării pe care o căutau. Indiferent de calea pe care a făcut-o fasciculul, lumina părea să se miște cu exact aceeași viteză. Aceste rezultate au fost publicate în 1887. O altă modalitate de a interpreta rezultatele la acea vreme a fost să presupunem că eterul era legat cumva la mișcarea Pământului, dar nimeni nu a putut veni cu un model care să permită acest lucru sens.
De fapt, în 1900 fizicianul britanic Lordul Kelvin a indicat faimos că acest rezultat a fost unul dintre cei doi „nori” asta înfrunta o înțelegere completă a universului, cu o așteptare generală că va fi rezolvată într-o ordine relativ scurtă.
Ar fi nevoie de aproape 20 de ani (și activitatea lui Albert Einstein) să depășească cu adevărat obstacolele conceptuale necesare pentru a abandona complet modelul eterului și a adopta modelul actual, în care lumina expune dualitatea undă-particule.
Sursă
Găsiți textul complet al lucrării lor publicat în ediția din 1887 American Journal of Science, arhivat online la sediul Site-ul AIP.