III. EL EXPERIMENTO DE MICHELSON-MORLEY

A mediados del siglo XIX los científicos idearon un material hipotético donde las ondas electromagnéticas podían propagarse por todo el espacio. Este material debía ser tan flexible que los planetas podían desplazarse a través de el sin influir significativamente en su movimiento y lo suficientemente robusto para que las ondas transversales de la luz se propagaran por medio de él. Este material fue denominado por éter, además se había demostrado experimentalmente que la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas era finita alrededor de losy que no dependía de la frecuencia ni su longitud de onda.

Se consideró dos grandes pero no únicas posibilidades del comportamiento del éter con respecto a otros materiales:

1.    El planeta tierra o cualquier cuerpo es capaz de arrastrar el éter, por lo que la velocidad de la luz en dicho planeta o cuerpo es igual en cualquier dirección (Acorde con los experimentos), pero a su vez debe ser diferente a la velocidad de un rayo de luz que se encontrara en un éter en reposo relativo (La velocidad de la luz era igual en los dos sistemas). Esto contradice seriamente las transformadas de Galileo que para la época era una premisa que fundamentaba la física de esa época.

2.    El planeta tierra y cualquier cuerpo es capaz de desplazarse por el éter sin necesidad de arrastrarlo con él, esto implica que la velocidad de propagación de la luz medida por un observador en movimiento es menor si va en dirección del movimiento y mayor si va en contra del movimiento

Para el año de 1887 Albert Michelson y Edward Morley quisieron detectar los pequeños cambios en la velocidad de la luz producidos con el movimiento de un observador a través del éter, querían demostrar que se cumplía la segunda posibilidad. Para ello desarrollaron un interferómetro donde uno de sus brazos era colineal al movimiento del planeta tierra, esto implicaba que el éter se movía a través del brazo con una velocidad relativa a la tierra, el cual si el observador mide este haz de luz obtendrá una velocidad detal como lo predice las transformadas de Galileo, pero si un espejo perpendicular a su propagación desvía el haz de luz este debe retornar a una velocidad de.

El experimento debía concluir con los siguientes resultados:

Tiempo de ida y vuelta del haz de luz paralelo al movimiento de la tierra

Tiempo de ida y vuelta del haz de luz perpendicular al movimiento de la tierra

Los dos haces de luz se reencuentran bajo una diferencia de tiempo que de ser diferente de cero.

Se puede aplicar la desigualdad de Bernoulli debido a que  la desigualdad se convierte en una aproximación

Obteniendo  que

Es así como Michelson y Morley deben encontrar en su interferómetro un patrón de interferencia que varía al rotar el instrumento con respecto al movimiento del planeta. Tales resultados nunca se apreciaron por más que se repitiera y se perfeccionara el experimento

Este experimento tuvo como consecuencia descartar el concepto de éter porque no es posible detectar el movimiento de la tierra con respecto al éter. Dio paso a el origen de un nuevo tipo de onda que no necesita un medio para propagarse, y lo  más relevante es que las transformaciones de Galileo no se cumplen bajo sistemas inerciales con movimiento cercano a la velocidad de la luz