A Michelson-Morley kísérlet kísérlet volt a a Föld mozgása keresztül a világító éteren. Noha ezt a kifejezést gyakran Michelson-Morley kísérletnek hívják, a kifejezés valójában egy kísérlet sorozatára utal, amelyet a Albert Michelson 1881-ben, majd (jobb felszereléssel) 1887-ben a Case Western Egyetemen Edward vegyész mellett Morley. Bár a végső eredmény negatív volt, a kísérlet kulcsa abban rejlik, hogy alternatív magyarázatot adott a fény furcsa hullámszerű viselkedésének.
Hogyan kellett volna működni?
Az 1800-as évek végére a fény működésének domináns elmélete az volt, hogy az elektromágneses energia hulláma, olyan kísérletek miatt, mint például Young kettős résű kísérlete.
A probléma az, hogy egy hullámnak át kellett mennie valamilyen közegen. Valaminek ott kell lennie a hullámzáshoz. A fényről ismert volt, hogy átjut a világűrben (amely tudósok szerint vákuum volt), és létrehozhat egy vákuumkamrát és ragyog át rajta egy fény, tehát az összes bizonyíték világossá tette, hogy a fény egy régióban áthaladhat levegő vagy más anyag nélkül.
A probléma kiküszöbölésére a fizikusok feltételezték, hogy létezik olyan anyag, amely az egész univerzumot kitölti. Ezt az anyagot világító éternek (vagy néha fényes éternek) hívták, bár úgy tűnik, hogy ez csak egyfajta dobás az igényesen hangzó szótagokban és magánhangzókban.
Michelson és Morley (valószínűleg többnyire Michelson) arra az ötletre jutottak, hogy Önnek képesnek kell lennie arra, hogy megmérje a Föld mozgását az éteren keresztül. Az étert általában úgy gondolták, hogy mozdulatlan és statikus (kivéve természetesen a rezgést), de a Föld gyorsan mozog.
Gondoljon arra, amikor a kezét az autó ablakon lógja egy meghajtóra. Még ha nem is szeles, akkor a saját mozgásod teszi meg látszik szeles. Ugyanez vonatkozik az éterre. Még akkor is, ha állva állt, mivel a Föld mozog, akkor az egyik irányba haladó fénynek gyorsabban kell mozognia az éterrel együtt, mint az ellenkező irányba menő fénynek. Akárhogy is, amíg valamilyen mozgás volt az éter és a Föld között, akkor egy hatékony "éterszélnek" kellett volna létrejönnie, amelynek a fényhullám mozgását tolta vagy akadályozta, hasonlóan ahhoz, hogy az úszó gyorsabban vagy lassabban mozog, attól függően, hogy a jelenlegi.
Ennek a hipotézisnek a tesztelésére Michelson és Morley (ismét elsősorban Michelson) egy olyan készüléket terveztek, amely megosztja a gerendát a fényt, és visszapattant a tükrökről úgy, hogy különböző irányba mozdult, és végül ugyanazt a csapást találta meg cél. A munka során az az elv volt, hogy ha két sugarat azonos távolságot haladnak az éteren át a különböző utakon, akkor különböző sebességgel kell mozogniuk és ezért amikor eljutnak a végső cél képernyőhöz, ezek a fénysugarak kissé eltérnek egymástól, ami a felismerhető interferencia minta. Ez az eszköz tehát Michelson interferométer néven ismert (az oldal tetején látható ábra).
Az eredmények
Az eredmény csalódást okozott, mivel egyáltalán nem találtak bizonyítékot a keresett relatív mozgási torzításra. Nem számít, melyik utat tette a sugara, úgy tűnt, hogy a fény pontosan ugyanolyan sebességgel mozog. Ezeket az eredményeket 1887-ben tették közzé. Az eredmények értelmezésének egy másik módja az akkori feltételezés, hogy az éter valamilyen módon kapcsolódik a Föld mozgására, de valójában senki sem tudott olyan modellt felállítani, amely lehetővé tette ezt érzék.
Valójában 1900-ban a brit fizikus Lord Kelvin híresen jelezte, hogy ez az eredmény a két "felhő" egyike ez az univerzum egyébként teljes megértését vonta maga után, azzal az általános elvárással, hogy viszonylag rövid sorrendben oldódjon meg.
Közel 20 évre lenne szüksége (és a Albert Einstein), hogy valóban átjuthassanak az étermodell teljes lemondásához és a jelenlegi modellnek az átvételéhez szükséges akadályoktól, amelyben a fény hullám-részecske kettősség.
Forrás
Keresse meg az 1887 - es kiadásban megjelent cikkük teljes szövegét American Journal of Science, online archiválva a AIP webhely.