Michelson-Morley-eksperimentet var et forsøg på at måle jordens bevægelse gennem den lysende ether. Selvom ofte kaldes Michelson-Morley-eksperimentet, henviser udtrykket faktisk til en række eksperimenter udført af Albert Michelson i 1881 og derefter igen (med bedre udstyr) ved Case Western University i 1887 sammen med kemiker Edward Morley. Selvom det endelige resultat var negativt, forsøgte eksperimentets nøgle, idet det åbnede døren til en alternativ forklaring på den underlige bølgelignende opførsel af lys.
Sådan antages det at arbejde
Ved udgangen af 1800-tallet var den dominerende teori om, hvordan lys fungerede, at det var en bølge af elektromagnetisk energi på grund af eksperimenter som f.eks. Youngs dobbeltslidseksperiment.
Problemet er, at en bølge måtte bevæge sig gennem et slags medium. Noget skal være der for at vifte med. Lys var kendt for at rejse gennem det ydre rum (som forskerne mente var et vakuum), og du kunne endda oprette et vakuumkammer og skinne et lys gennem det, så alle beviserne gjorde det klart, at lys kunne bevæge sig gennem et område uden luft eller anden sag.
For at omgå dette problem antagede fysikere, at der var et stof, der fyldte hele universet. De kaldte dette stof den lysende æter (eller sommetider selvlysende ether, selvom det ser ud til, at dette bare er en slags smid i prætentiøst-klangende stavelser og vokaler).
Michelson og Morley (sandsynligvis for det meste Michelson) kom med tanken om, at du skulle være i stand til at måle Jordens bevægelse gennem eteren. Etheren blev typisk antaget at være bevægelig og statisk (undtagen naturligvis for vibrationen), men Jorden bevægede sig hurtigt.
Tænk på, når du hænger hånden ud af bilvinduet på et drev. Selv hvis det ikke er blæsende, gør din egen bevægelse det synes blæsende. Det samme skulle gælde for ether. Selv hvis den stod stille, da jorden bevæger sig, skal lys, der går i en retning, bevæge sig hurtigere sammen med etheren end lyset, der går i den modsatte retning. Uanset hvad, så længe der var en slags bevægelse mellem ether og Jorden, burde det have skabt en effektiv "ethervind", der ville have enten skubbet eller hindret lysbølgens bevægelse, svarende til hvordan en svømmer bevæger sig hurtigere eller langsommere, afhængigt af om han bevæger sig med eller imod nuværende.
For at teste denne hypotese designet Michelson og Morley (igen, for det meste Michelson) en enhed, der opdeler en bjælke af lys og sprang det ud af spejle, så det bevægede sig i forskellige retninger og til sidst ramte det samme mål. Princippet på arbejdet var, at hvis to bjælker rejste den samme afstand langs forskellige stier gennem eteren, skulle de bevæge sig i forskellige hastigheder og derfor, når de rammer den sidste målskærm, ville disse lysstråler være lidt ude af fase med hinanden, hvilket ville skabe en genkendelige interferens mønster. Denne enhed blev derfor kendt som Michelson-interferometer (vist på grafikken øverst på denne side).
Resultaterne
Resultatet var skuffende, fordi de absolut ikke fandt noget bevis for den relative bevægelsesfordeling, de ledte efter. Uanset hvilken vej strålen tog, så det ud til, at lyset bevægede sig med nøjagtigt den samme hastighed. Disse resultater blev offentliggjort i 1887. En anden måde at fortolke resultaterne på det tidspunkt var at antage, at etheren på en eller anden måde var forbundet til Jordens bevægelse, men ingen kunne virkelig komme med en model, der gjorde det muligt følelse.
Faktisk i 1900 den britiske fysiker Lord Kelvin berømte berømt, at dette resultat var en af de to "skyer" der ødelagde en ellers fuldstændig forståelse af universet med en generel forventning om, at det ville blive løst i relativt kort orden.
Det ville tage næsten 20 år (og arbejdet med Albert Einstein) for virkelig at komme over de konceptuelle hindringer, der er nødvendige for at opgive ethermodellen helt og vedtage den nuværende model, hvor lys udstiller bølge-partikel dualitet.
Kilde
Find den fulde tekst på deres papir, der blev offentliggjort i 1887-udgaven af American Journal of Science, arkiveret online på AIP-websted.