L'esperimento Michelson-Morley fu un tentativo di misurare il moto della terra attraverso l'etere luminoso. Sebbene spesso chiamato l'esperimento Michelson-Morley, la frase in realtà si riferisce a una serie di esperimenti condotti da Albert Michelson nel 1881 e poi di nuovo (con attrezzature migliori) alla Case Western University nel 1887 insieme al chimico Edward Morley. Sebbene il risultato finale sia stato negativo, la chiave dell'esperimento in quanto ha aperto la porta a una spiegazione alternativa per lo strano comportamento ondulato della luce.
Come doveva funzionare
Alla fine del 1800, la teoria dominante di come funzionava la luce era che si trattava di un'onda di energia elettromagnetica, a causa di esperimenti come Esperimento di doppia fenditura di Young.
Il problema è che un'onda ha dovuto muoversi attraverso una sorta di mezzo. Qualcosa deve essere lì per sventolare. La luce era nota per viaggiare attraverso lo spazio (che gli scienziati credevano fosse un vuoto) e si poteva persino creare una camera da vuoto e illuminare una luce attraverso di essa, quindi tutte le prove hanno chiarito che la luce potrebbe muoversi attraverso una regione senza aria o altra materia.
Per aggirare questo problema, i fisici hanno ipotizzato che esistesse una sostanza che riempiva l'intero universo. Hanno chiamato questa sostanza l'etere luminoso (o talvolta etere luminifero, anche se sembra che questo sia solo un modo di gettare sillabe e vocali dal suono pretenzioso).
Michelson e Morley (probabilmente per lo più Michelson) hanno avuto l'idea che dovresti essere in grado di misurare il movimento della Terra attraverso l'etere. L'etere era in genere ritenuto immobile e statico (tranne, ovviamente, per la vibrazione), ma la Terra si stava muovendo rapidamente.
Pensa quando appendi la mano fuori dal finestrino della macchina su un disco. Anche se non c'è vento, il tuo movimento lo rende sembrare ventoso. Lo stesso dovrebbe essere vero per l'etere. Anche se si fermasse, poiché la Terra si muove, allora la luce che va in una direzione dovrebbe muoversi più velocemente insieme all'etere della luce che va nella direzione opposta. Ad ogni modo, fintanto che c'era una sorta di movimento tra l'etere e la Terra, avrebbe dovuto creare un efficace "vento etereo" che avrebbe ha spinto o ostacolato il movimento dell'onda luminosa, in modo simile a come un nuotatore si muove più velocemente o più lentamente a seconda che si stia muovendo insieme o contro attuale.
Per testare questa ipotesi, Michelson e Morley (di nuovo, principalmente Michelson) hanno progettato un dispositivo che ha diviso un raggio di luce e lo rimbalzò dagli specchi in modo che si muovesse in direzioni diverse e alla fine colpisse lo stesso bersaglio. Il principio al lavoro era che se due raggi avessero viaggiato alla stessa distanza lungo percorsi diversi attraverso l'etere, avrebbero dovuto muoversi a velocità diverse e quindi quando colpiscono lo schermo finale del bersaglio quei raggi di luce sarebbero leggermente sfasati tra loro, il che creerebbe un riconoscibile interferenza modello. Questo dispositivo, pertanto, è diventato noto come interferometro di Michelson (mostrato nella grafica nella parte superiore di questa pagina).
I risultati
Il risultato è stato deludente perché non hanno trovato alcuna prova del bias relativo al movimento che stavano cercando. Indipendentemente dal percorso seguito dal raggio, la luce sembrava muoversi esattamente alla stessa velocità. Questi risultati furono pubblicati nel 1887. Un altro modo per interpretare i risultati in quel momento era quello di supporre che l'etere fosse in qualche modo collegato al movimento della Terra, ma nessuno poteva davvero escogitare un modello che lo permettesse senso.
In effetti, nel 1900 il fisico britannico Lord Kelvin indicò notoriamente che questo risultato era una delle due "nuvole" ciò ha guastato una comprensione altrimenti completa dell'universo, con l'aspettativa generale che sarebbe stata risolta in un ordine relativamente breve.
Ci sarebbero voluti quasi 20 anni (e il lavoro di Albert Einstein) per superare davvero gli ostacoli concettuali necessari per abbandonare del tutto il modello etereo e adottare il modello attuale, in cui la luce mostra dualità onda-particella.
fonte
Trova il testo completo del loro documento pubblicato nell'edizione del 1887 del American Journal of Science, archiviato online presso il Sito web AIP.