Michelson-Morley-experimentet var ett försök att mäta jordens rörelse genom den lysande etern. Även om det ofta kallas Michelson-Morley-experimentet, avser frasen faktiskt en serie experiment som utförs av Albert Michelson 1881 och sedan igen (med bättre utrustning) vid Case Western University 1887 tillsammans med kemisten Edward Morley. Även om det slutliga resultatet var negativt, var experimentnyckeln genom att den öppnade dörren för en alternativ förklaring till det konstiga vågliknande beteendet hos ljus.
Hur det ansågs fungera
I slutet av 1800-talet var den dominerande teorin om hur ljus fungerade att det var en våg av elektromagnetisk energi på grund av experiment som t.ex. Youngs dubbelslitsexperiment.
Problemet är att en våg var tvungen att röra sig genom ett slags medium. Något måste vara där för att vinka. Ljus var känt för att resa genom det yttre rymden (som forskarna trodde var ett vakuum) och du kunde till och med skapa en vakuumkammare och lysa ett ljus genom det, så alla bevis gjorde det klart att ljus kunde röra sig genom ett område utan luft eller annan materia.
För att komma runt detta problem hypotes fysiker att det fanns ett ämne som fyllde hela universumet. De kallade detta ämne den lysande etern (eller ibland självlysande eter, även om det verkar som om det här bara är att slänga in pretentiös-klingande stavelser och vokaler).
Michelson och Morley (förmodligen mest Michelson) kom på idén att du skulle kunna mäta jordens rörelse genom etern. Etern antogs vanligtvis vara rörlig och statisk (utom naturligtvis för vibrationerna), men jorden rörde sig snabbt.
Tänk på när du hänger handen ur bilfönstret på en enhet. Även om det inte är blåsigt, gör din egen rörelse det verka blåsigt. Detsamma bör vara sant för etern. Även om den stod still, eftersom jorden rör sig, bör ljus som går i en riktning röra sig snabbare tillsammans med etern än ljus som går i motsatt riktning. Hursomhelst, så länge det fanns någon form av rörelse mellan etern och jorden, borde det ha skapat en effektiv "etervind" som skulle ha tryckte eller hindrade ljusvågens rörelse, liknande hur en simmare rör sig snabbare eller långsammare beroende på om han rör sig med eller mot nuvarande.
För att testa denna hypotes designade Michelson och Morley (igen, mestadels Michelson) en enhet som delade en balk av ljus och studsade av speglar så att det rörde sig i olika riktningar och slutligen träffade samma mål. Principen vid arbetet var att om två balkar färdade samma avstånd längs olika banor genom etern, skulle de röra sig med olika hastigheter och därför när de träffar den slutliga målskärmen skulle dessa ljusstrålar vara lite ur fas med varandra, vilket skulle skapa en igenkännlig interferens mönster. Den här enheten blev därför känd som Michelson-interferometer (visas på bilden högst upp på denna sida).
Resultaten
Resultatet var en besvikelse eftersom de absolut inte hittade några bevis på den relativa rörelseförskjutningen de letade efter. Oavsett vilken väg strålen tog, tycktes ljuset röra sig med exakt samma hastighet. Dessa resultat publicerades 1887. Ett annat sätt att tolka resultaten vid den tiden var att anta att etern på något sätt var ansluten till jordens rörelse, men ingen kunde verkligen komma med en modell som tillät detta som gjorde känsla.
Faktum är att den brittiska fysikern 1900 Lord Kelvin indikerade berömt att detta resultat var en av de två "molnen" som skada en annars fullständig förståelse av universum med en allmän förväntan på att det skulle lösas i relativt kort ordning.
Det skulle ta nästan 20 år (och arbetet med Albert Einstein) för att verkligen komma över de konceptuella hinder som behövs för att överge etermodellen helt och anta den nuvarande modellen, där ljuset visar våg-partikel dualitet.
Källa
Hitta den fullständiga texten på deras papper som publicerades i 1887-utgåvan av American Journal of Science, arkiverades online på AIP-webbplats.