L’èter còsmic o el malmès experiment de Michelson i Morley

– La darrera vegada vam parlar del flogist (XVIII), com a cinquè element i avui parlarem de l’èter còsmic, també nomenat a vegades cinquè element. Necessari per justificar la transmissió de la llum.
– Ho farem des d’una perspectiva diferent, que és la d’explicar un famosíssim experiment que es va fer per intentar tenir una referència directa de l’èter còsmic: l’experiment de Michelson i Morley.

Albert Michelson i Edward Morley. Imatges de Wikimedia Commons.

– Realitzat el 1881 per Albert Michelson (Postdam) i repetit per Michelson i el seu ajudant Edward Morley el 1887 (Cleveland), que és el famós. Fet durant no massa temps, només en 6 hores al llarg de 5 dies.
– Es va utilitzar un interferòmetre, que era un aparell òptic molt precís, construït per Michelson (pels seus treballs en òptica de precisió va rebre el primer Nobel de ciències donat a un americà, el 1907)
– Què és un interferòmetre? Aparell que serveix per detectar interferències o combinacions d’ones. Va ser muntat sobre una llosa que surava sobre mercuri, per eliminar vibracions.

– Què té a veure tot això amb l’èter còsmic?
Dues consideracions:
***A finals del XIX, se suposava que la llum viatjava  del Sol a la Terra,p.e., a través de l’èter (ja que, com a tota ona, li calia un medi a través del qual pogués viatjar).
***La velocitat de la llum es veuria afectada per la velocitat de la Terra, p.e. de diferent manera si la llum va en la mateixa direcció i sentit que la Terra o si va en sentit perpendicular a aquest moviment. L’afectació hauria de ser molt petita donades la gran velocitat a la que va la llum (300.000.000 m/s) i la (relativament) petita velocitat de la Terra (al voltant del Sol, 30.000 m/s, deu mil vegades més petita)

– Què va fer Michelson? Va imaginar que el seu aparell podria detectar aquesta petita diferència i mostrar la interferència produïda entre dos raigs de llum que seguissin camins perpendiculars i es va disposar a mesurar-la.
– El resultat va fallar, en el sentit que esperava Michelson i fins i tot ell mateix va qualificar l’experiment de fracàs. Resultat incomprensible per la física del moment. Fins i tot l’any 1897, a Chicago va considerar l’efecte de l’altitud, però uns experiments amb un interferòmetre vertical, van donar el mateix resultat.
– L’experiment va ser repetit moltíssimes vegades fins a 1930, sempre amb el mateix resultat.

– Particularment interessant són les experiències de Dayton Miller, que primer amb Morley, entre 1902 i 1904 i després ell, entre 1921 i 1926, va intentar minimitzar totes les possibles causes d’error:
*** cargols d’ajustament amb fils molt fins, diferents materials de base: fusta, metall, formigó, aliatge d’alumini i llautó per evitar efectes magnètics del ferro
*** control de la influència de la temperatura, dels cossos dels operadors, dels corrents de convecció, de la radiació de les parets properes
*** operació a distància, mitjançant fils o similars, per evitar tocar l’aparell

– Einstein, el 1905, presenta la seva “Teoria de la relativitat”, en la que postula la invariància de la velocitat de la llum respecte el sistema de referència. Era una teoria poc creïble, basada en una hipòtesi corroborada per l’experiment de Michelson, que tampoc era creïble.

Durant força temps, l’experiment fallit de Michelson i Morley era, paradoxalment, el màxim suport de la Teoria de la Relativitat.
El 29 de maig de 1919 però, Sir Arthur Eddington, corrobora la T.R. (observació astronòmica del desplaçament d’estrelles durant un eclipsi de Sol)

Idees tretes de:
Gerard Holton, Ensayos y pensamiento científicos en la época de Einstein, Ed. Alianza (Universidad). Madrid 1982.
Biografía de la Física, George Gamow. Ed. Alianza. Madrid. 1980.
Física, P.A. Tipler, Ed. Reverté, 1978.
http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1907/
http://www.aip.org/history/einstein/emc1.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Michelson%E2%80%93Morley_experiment
http://www.orgonelab.org/miller.htm

Audio de la xerrada.

Emissió de Ràdio Banyoles, dins del programa d’Astrobanyoles “Sopa d’estrelles· del 15 de desembre de 2011.

Aquesta entrada ha esta publicada en cosmologia, física, premis nobel. Afegeix a les adreces d'interès l'enllaç permanent.

Deixa un comentari