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Historia del experimento Michelson-Morley

Michelson-Morley experiment sign in Ohio

El experimento de Michelson-Morley fue un intento de medir el movimiento de la Tierra a través del éter luminoso. Aunque a menudo se llama el experimento Michelson-Morley, la frase en realidad se refiere a una serie de experimentos realizados por Albert Michelson en 1881 y luego nuevamente (con mejor equipo) en la Universidad Case Western en 1887 junto con el químico Edward Morley. Aunque el resultado final fue negativo, la clave del experimento en el sentido de que abrió la puerta para una explicación alternativa del extraño comportamiento de la luz similar a una onda.

Cómo se suponía que funcionaría

A fines de la década de 1800, la teoría dominante de cómo funcionaba la luz era que era una ola de energía electromagnética, debido a experimentos como el experimento de doble rendija de Young & amp; apos;.

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El problema es que una ola tuvo que moverse a través de algún tipo de medio. Algo tiene que estar allí para saludar. Se sabía que la luz viajaba por el espacio exterior (que los científicos creían que era un vacío) e incluso podría crear una cámara de vacío y arrojar una luz a través de ella, así que toda la evidencia dejó en claro que la luz podría moverse a través de una región sin aire u otro asunto.

Para solucionar este problema, los físicos plantearon la hipótesis de que había una sustancia que llenaba todo el universo. Llamaron a esta sustancia el éter luminoso (o a veces el éter luminífero, aunque parece que esto es solo una especie de arrojar sílabas y vocales que suenan pretenciosas).

A Michelson y Morley (probablemente principalmente Michelson) se les ocurrió la idea de que deberían poder medir el movimiento de la Tierra a través del éter. Por lo general, se creía que el éter era inmóvil y estático (excepto, por supuesto, para la vibración), pero la Tierra se movía rápidamente.

Piensa en cuando cuelgas la mano por la ventana del auto en un camino. Incluso si & amp; apos; s no hace viento, su propio movimiento lo hace parece ventoso. Lo mismo debería ser cierto para el éter. Incluso si se detuvo, ya que la Tierra se mueve, entonces la luz que va en una dirección debería moverse más rápido junto con el éter que la luz que va en la dirección opuesta. De cualquier manera, siempre que haya algún tipo de movimiento entre el éter y la Tierra, debería haber creado un efectivo & amp;quot;éter viento y amp;quot; eso habría empujado u obstaculizado el movimiento de la onda de luz, similar a cómo un nadador se mueve más rápido o más lento dependiendo de si se está moviendo con o contra la corriente.

Para probar esta hipótesis, Michelson y Morley (nuevamente, en su mayoría Michelson) diseñaron un dispositivo que dividió un haz de luz y lo rebotó en los espejos para que se moviera en diferentes direcciones y finalmente alcanzara el mismo objetivo. El principio en el trabajo era que si dos haces viajaban la misma distancia a lo largo de diferentes caminos a través del éter, deben moverse a diferentes velocidades y, por lo tanto, cuando golpean la pantalla de destino final, esos haces de luz estarían ligeramente fuera de fase entre sí, lo que crearía un patrón de interferencia reconocible. Este dispositivo, por lo tanto, se conoció como el interferómetro Michelson (que se muestra en el gráfico en la parte superior de esta página).

Los resultados

El resultado fue decepcionante porque no encontraron absolutamente ninguna evidencia del sesgo de movimiento relativo que estaban buscando. No importa qué camino tomó la viga, la luz parecía moverse exactamente a la misma velocidad. Estos resultados fueron publicados en 1887. Otra forma de interpretar los resultados en ese momento era asumir que el éter estaba de alguna manera conectado con el movimiento de la Tierra, pero nadie realmente podía idear un modelo que permitiera esto que tuviera sentido.

De hecho, en 1900 el físico británico Lord Kelvin indicó que este resultado era uno de los dos & amp; quot; clouds & amp; quot; que estropeaba una comprensión completa del universo, con una expectativa general de que se resolvería en un orden relativamente corto.

Tomaría casi 20 años (y el trabajo de Albert Einstein) superar realmente los obstáculos conceptuales necesarios para abandonar por completo el modelo de éter y adoptar el modelo actual, en el que la luz exhibe la dualidad onda-partícula.

Fuente

Encuentre el texto completo de su artículo publicado en la edición de 1887 del American Journal of Science , archivado en línea en el sitio web de AIP.

& amp; # x203A; Ciencias

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