Experiment Michelson-Morley byl pokusem změřit pohyb Země přes světelný ether. Ačkoli často volal Michelson-Morley experiment, věta ve skutečnosti odkazuje na sérii experimentů prováděných Albert Michelson v roce 1881 a poté znovu (s lepším vybavením) na Case Western University v roce 1887 spolu s chemikem Edwardem Morley. Ačkoli byl konečný výsledek negativní, klíč experimentu v tom, že otevřel dveře pro alternativní vysvětlení podivného vlnového chování světla.
Jak to mělo fungovat
Na konci 19. století byla hlavní teorií toho, jak světlo fungovalo, že to byla vlna elektromagnetické energie, kvůli experimentům, jako je Youngův dvojitý štěrbinový experiment.
Problém je v tom, že vlna se musela pohybovat nějakým druhem média. Něco tam musí být, aby udělal mávání. Světlo bylo známo, že cestuje vesmírem (což vědci věřili, že je vakuum), a mohli byste dokonce vytvořit vakuovou komoru a Svítí skrz to světlo, takže ze všech důkazů bylo jasné, že se světlo může pohybovat oblastí bez vzduchu nebo jiných látek.
Aby se tento problém obešel, fyzikové předpokládali, že existuje látka, která zaplňuje celý vesmír. Nazývali tuto látku světelným etherem (nebo někdy světelným éterem, i když se zdá, že se jedná pouze o házení do slabik a samohlásek znějících na zvuk).
Michelson a Morley (pravděpodobně většinou Michelson) přišli s myšlenkou, že byste měli být schopni měřit pohyb Země etherem. Ether byl obvykle považován za nepohyblivý a statický (s výjimkou samozřejmě vibrací), ale Země se pohybovala rychle.
Přemýšlejte o tom, když vyhodíte ruku z okna auta na jednotce. I když to není větrné, váš vlastní pohyb to dělá zdát se větrný. Totéž by mělo platit pro éter. I když to stálo v klidu, protože se Země pohybuje, pak by světlo, které jde jedním směrem, mělo postupovat rychleji spolu s éterem, než světlo, které jde opačným směrem. V každém případě, pokud by existoval nějaký pohyb mezi éterem a Zemí, měl by vytvořit účinný „éterový vítr“, který by měl buď tlačil nebo bránil pohybu světelné vlny, podobně jako se plavec pohybuje rychleji nebo pomaleji v závislosti na tom, zda se pohybuje spolu s nebo proti proud.
Pro testování této hypotézy navrhli Michelson a Morley (opět většinou Michelson) zařízení, které dělí paprsek světla a odrazil ho od zrcadel, takže se pohyboval různými směry a nakonec dopadl na to samé cílová. Princip práce spočíval v tom, že pokud dva paprsky procestovaly stejnou vzdálenost podél různých cest etherem, měly by se pohybovat různými rychlostmi a proto, když dopadnou na konečnou cílovou obrazovku, budou tyto světelné paprsky mezi sebou mírně mimo fázi, což by vytvořilo rozeznatelné rušení vzor. Toto zařízení se proto stalo známým jako Michelsonův interferometr (zobrazený na obrázku v horní části této stránky).
Výsledky
Výsledek byl zklamáním, protože nenašli absolutně žádný důkaz o relativní zaujatosti pohybu, kterou hledali. Zdálo se, že bez ohledu na to, jakou cestou se paprsek vydal, se světlo pohybovalo přesně stejnou rychlostí. Tyto výsledky byly zveřejněny v roce 1887. Dalším způsobem, jak interpretovat výsledky v té době, bylo předpokládat, že ether byl nějak propojen k pohybu Země, ale nikdo opravdu nemohl přijít s modelem, který by to umožnil smysl.
Ve skutečnosti v roce 1900 britský fyzik Lord Kelvin skvěle naznačil, že tento výsledek byl jedním ze dvou „mraků“ to kazilo jinak úplné porozumění vesmíru s obecným očekáváním, že bude vyřešeno v relativně krátkém pořadí.
Trvalo by to téměř 20 let (a práce Albert Einstein) opravdu překonat koncepční překážky potřebné k úplnému opuštění éterového modelu a přijetí současného modelu, ve kterém se projevuje světlo dualita vlnových částic.
Zdroj
Najděte plné znění jejich příspěvku zveřejněného v 1887 vydání American Journal of Science, archivováno online na internetu Web AIP.