5. Experimento de Michelson y Morley

Imagen de IsabelleVP en Wikimedia Commons. GNU

Las ecuaciones de Maxwell confirmaron que la luz tenía un carácter ondulatorio, así que los físicos del siglo XIX le atribuyeron todas las características conocidas a otros tipos de ondas, por ejemplo, la necesidad de un medio para propagarse.

Esto planteaba una cuestión interesante: ¿Sobre qué medio se propagaba la luz? Recuerda que la luz es capaz de viajar desde las estrellas a nosotros, donde no hay ningún medio material conocido.

De esta forma, como el medio de propagación era desconocido, sólo se podía conjeturar sobre cómo debía ser. A este medio, que impregnaba todo el espacio, que además debía ser muy elástico y no tener masa, se le llamó éter.

Fíjate que la situación que se generó era bastante absurda. Por un lado, la existencia del éter era necesaria como soporte para la propagación de la luz; por otro, el éter no era en modo alguno perceptible, todas las tentativas de llegar a saber algo sobre su densidad o presión no condujeron absolutamente a nada. 

A pesar de ello, muchos científicos se lanzaron a la búsqueda del éter, conscientes de que, de haberse confirmado su existencia, este representaría el estado de reposo absoluto, a partir del cual podríamos medir el resto de velocidades.

Así que, como siempre ocurre en ciencia, la experiencia es la que debe decidir la existencia o no del éter.

 

¿Hay alguna manera de comprobar experimentalmente si el éter existe o no?. En 1887 Albert Michelson (Premio Nobel de Física, 1907) y Edward Morley diseñaron un experimento que está considerado uno de los más importantes de la historia de la física.

Michelson y Morley pensaron que, como un objeto que viaja contra la corriente es más lento que uno que se desliza a favor de ella, la velocidad de la luz debería ser distinta según la dirección en que se desplaza el éter. Así que diseñaron un aparato como el de la figura, en el que dividían un haz de luz y la obligaban a recorrer dos caminos distintos, para juntarse de nuevo en un detector. Si la velocidad de la luz es diferente según la dirección, uno de los haces de luz divididos llegaría al detector con un cierto tiempo de retraso respecto del otro, y esto se observaría en forma de interferencia.

Las imágenes siguientes muestran un interferómetro como el utilizado por Michelson-Morley y un esquema de la trayectoria de los haces de luz.

Imagen en Wikimedia Commons de Cantons-de-l'Est. CC	Imagen en Wikimedia Commons de Nahuel.necochea. CC0

El resultado fue desconcertante: la velocidad de la luz es exactamente igual en todas las direcciones lo cual significa que, si existía el éter, debía estar en reposo en todas las direcciones. Puesto que la Tierra se mueve, que el eter estuviera en reposo debería ser imposible. En consecuencia el éter no debía existir.

La siguiente simulación te permite controlar la "velocidad del éter (aether)" y la orientación del interferómetro (botones +/-).  Al hacer clic en "play" podrás seguir la trayectoria de los haces de luz.