Doświadczenie Michelsona-Morleya to jeden z najbardziej znanych eksperymentów, który miał na celu udowodnić istnienie eteru i zweryfikować wiadomości o prędkości światła. Dwaj naukowcy mieli nadzieję, że dokonają przełomowego odkrycia. Ku ich rozczarowaniu okazało się, prędkość światła nie jest zależna od prędkości Ziemi w przestrzeni.

Ustalenia Michelsona

Już 1881 roku amerykański fizyk, Albert Michelson był znanym autorytetem w sprawie pomiaru prędkości światła i konstruktorem słynnego interferometru (urządzenia, które dzieli jedną wiązkę światła na dwie, a następnie łączy dwie części w jedną, aby można było wyznaczyć nawet niewielkie różnice w prędkości rozchodzenia się światła).

Michelson-Morley.jpg
Michelson, Morley i interferometr (źródło: internet)

Wtedy też został poproszony przez Newcomba o wyznaczenie prędkości różnych barw światła w powietrzu, wodzie i dwutlenku węgla.

Korzystając z pieniędzy pochodzących z Narodowej Akademii Nauk, Michelson wykonał pomiary wzdłuż linii kolejowej łączącej Nowy Jork, Cleveland i St. Luois.

Użył wirującego z częstotliwością 128 obrotów na sekundę zwierciadła, a pomiar odbył się na odległości około 610 m.

Końcową serię 23 pomiarów przeprowadził między połową października a początkiem listopada 1883 r.

Wyniki swoich pomiarów przedstawił w 1884 roku na 54. konferencji British Association for The Advancement of Science.

Z pomiarów wynikało, że prędkość światła w próżni miała wartość 299 853 km/s, a błąd Michelson oszacował na 60 km/s.

Wartość to była uważana za standardową przez 45 lat, aż do jego kolejnego pomiaru prędkości światła w 1926 r.

Wspólne doświadczenie

W kwietniu 1887 roku Albert Michelson nawiązał współpracę z amerykańskim fizykiem i chemikiem Edwardem Morleyem.

Wspólnie chcieli wykazać, że eter istnieje, ponieważ cała przestrzeń międzyplanetarna i międzygwiazdowa nie jest pusta, lecz wypełnia ją substancja materialna lub nieznane dotąd ciało.

Naukowcy pragnęli pokazać światu wpływ tego właśnie eteru na wartość prędkości światła.

wiatr-eteru.jpg
Wiatr eteru (źródło: internet)

Opracowali i skonstruowali aparaturę, w której zwiększyli dziesięciokrotnie długość drogi światła, aby w ten sposób zwiększyć również dokładność pomiaru.

Całą aparaturę wraz ze słynnym interferometrem, umieścili na kamiennym bloku pływającym w korycie wypełnionym rtęcią, co miało zapobiec drganiom.

Michelson i Morley przeprowadzili tysiące obserwacji.

Dokonywali ich dzień po dniu, w południe i o szóstej wieczorem dla szesnastu różnych kierunków.

Tymczasem Ziemia stale zmieniała swoje położenie, a naukowcy nie zdołali zaobserwować żadnego wpływu na wartość prędkości światła.

Doświadczenie powtarzano jeszcze wielokrotnie na początku XX wieku, dokonywano go w różnych warunkach i zawsze przynosiło taki sam skutek.

Nie ma eteru, jest stała prędkość

Doświadczenie Michelsona-Morleya doprowadziło naukowców do wniosku, że wykrywana prędkość światła względem Ziemi jest niezależna od tego, czy jest skierowana zgodnie, czy przeciwnie względem prędkości naszej planety.

Co za tym idzie, prędkość światła dla każdego układu odniesienia ma dokładnie tę samą wartość (w przybliżeniu 300 tys. km/s).

Wychodzi na to, że nie możemy „zbliżyć się” do światła, bo ono i tak będzie zawsze oddalało się od nas z tą samą prędkością, nawet jeżeli będziemy przyspieszać i próbować za wszelką cenę się do niego zbliżyć.

prędkość-światła.jpg
Prędkość światła
foto.123rf.com

Doświadczenie to pokazało dodatkowo, że nie istnieje coś takiego jak eter, ponieważ światło nie rozchodzi w substancji lub w czymś innym, co wypełnia przestrzeń międzyplanetarną i międzygwiazdową.

Ostatecznie zrezygnowano z wyjaśnień doświadczenia Michelsona-Morleya na gruncie koncepcji eteru.

Sam eksperyment jest jednak zgodny ze szczególną teorią względności Einsteina z 1905 roku, która zakłada, że prędkość światła w próżni jest jednakowa we wszystkich inercjalnych układach odniesienia wprost z definicji.

WSPARCIE NIEZALEŻNYCH PORTALI

Zapisz się do subskrypcji
otrzymuj powiadomienia o nowych artykułach