História do Experimento Michelson-Morley

O experimento Michelson-Morley foi uma tentativa de medir a movimento da terra através do éter luminoso. Embora freqüentemente chamada de experimento Michelson-Morley, a frase realmente se refere a uma série de experimentos realizados por Albert Michelson em 1881 e novamente (com melhores equipamentos) na Case Western University em 1887, juntamente com o químico Edward Morley. Embora o resultado final tenha sido negativo, a chave do experimento foi abrir uma porta para uma explicação alternativa para o estranho comportamento ondulatório da luz.

No final de 1800, a teoria dominante de como a luz funcionava era a de que era uma onda de energia eletromagnética, devido a experimentos como Experiência de dupla fenda de Young.

O problema é que uma onda teve que passar por algum tipo de meio. Algo tem que estar lá para acenar. Sabe-se que a luz viaja pelo espaço sideral (que os cientistas acreditavam ser um vácuo) e você pode até criar uma câmara de vácuo e brilhar uma luz através dela, para que todas as evidências deixassem claro que a luz poderia se mover através de uma região sem ar ou outro assunto.

Para contornar esse problema, os físicos levantaram a hipótese de que havia uma substância que enchia o universo inteiro. Eles chamaram essa substância de éter luminoso (ou, às vezes, éter luminífero, embora pareça que isso é apenas uma espécie de jogo em sílabas e vogais pretensiosas).

Michelson e Morley (provavelmente principalmente Michelson) tiveram a ideia de que você deveria medir o movimento da Terra através do éter. Acreditava-se que o éter era imóvel e estático (exceto, é claro, pela vibração), mas a Terra estava se movendo rapidamente.

Pense em quando você coloca a mão na janela do carro em uma unidade. Mesmo que não esteja ventando, seu próprio movimento torna parecer ventoso. O mesmo deve ser verdade para o éter. Mesmo estando parado, desde que a Terra se move, a luz que segue em uma direção deve se mover mais rapidamente junto com o éter do que a luz que segue na direção oposta. De qualquer maneira, desde que houvesse algum tipo de movimento entre o éter e a Terra, ele deveria ter criado um "vento etéreo" eficaz que teria empurrou ou impediu o movimento da onda de luz, semelhante à maneira como um nadador se move mais rápido ou mais devagar, dependendo se ele está se movendo junto ou contra o atual.

Para testar essa hipótese, Michelson e Morley (mais uma vez, principalmente Michelson) projetaram um dispositivo que dividia um feixe de luz e ricocheteou nos espelhos para que se movesse em direções diferentes e finalmente atingisse o mesmo alvo. O princípio em funcionamento era que, se dois feixes percorressem a mesma distância por caminhos diferentes através do éter, eles deveriam se mover em velocidades diferentes portanto, quando atingissem a tela de destino final, esses feixes de luz ficariam ligeiramente fora de fase um com o outro, o que criaria um reconhecível interferência padronizar. Este dispositivo, portanto, passou a ser conhecido como interferômetro Michelson (mostrado no gráfico no topo desta página).

O resultado foi decepcionante, porque eles não encontraram absolutamente nenhuma evidência do viés de movimento relativo que estavam procurando. Independentemente do caminho que o raio seguisse, a luz parecia se mover exatamente na mesma velocidade. Estes resultados foram publicados em 1887. Uma outra maneira de interpretar os resultados na época era assumir que o éter estava de alguma forma conectado ao movimento da Terra, mas ninguém poderia realmente propor um modelo que permitisse isso que tornasse sentido.

De fato, em 1900, o físico britânico Lord Kelvin indicou que este resultado foi uma das duas "nuvens" isso estragou uma compreensão completa do universo, com uma expectativa geral de que ele seria resolvido em uma ordem relativamente curta.

Levaria quase 20 anos (e o trabalho de Albert Einstein) para realmente superar os obstáculos conceituais necessários para abandonar completamente o modelo éter e adotar o modelo atual, no qual a luz exibe dualidade onda-partícula.

Encontre o texto completo do trabalho publicado na edição de 1887 da American Journal of Science, arquivado online no Site da AIP.