Los misterios del Universo

Volvemos con uno de los experimentos que contribuyó a la gran evolución que se dio a comienzos del siglo XX en la física: el experimento de Michelson y Morley, el que además ha sido uno de los más importantes experimentos que ha habido en la historia de la física, y uno de mis favoritos.

Antecedentes

A finales del siglo XIX se conocía que la luz era una onda electromagnética, que se propagaba a velocidad c (unos 300.000 km/s).

Esto, sin embargo, tenía un matiz que traía de cabeza a todo el mundo: hasta ese momento todas las ondas conocidas necesitaban un medio por el que propagarse: las olas de un estanque necesitaban el agua, las ondas sísmicas necesitaban la tierra, y el sonido (que ya se conocía que era otra onda) necesitaba el aire para propagarse.

Ahora, si suponemos que entre las estrellas que vemos y nosotros (el espacio vamos) no hay nada, esto entra en contradicción directa con que veamos la luz que nos llega de dichas estrellas.
Por lo que había que pensar en otra alternativa: en el espacio debería existir algo, un medio, que permite que se propage la luz: al cual se denominó éter, del cual no sabíamos en un principio absolutamente nada, ni de qué estaba “formado”.

Ahora, si existiese de verdad dicho éter, deberíamos ser capaces de observarle de alguna forma, y esto fue lo que propusieron Michelson y Morley, un experimento para medir dicho éter.

Base del experimento

No se sabía si este éter estaría en reposo o la velocidad que tendría, pero dado que la Tierra gira en torno al Sol (en un año da una vuelta), la velocidad del éter respecto al de la Tierra cambiará a lo largo del año, y esto produciría ligeros cambios en la imagen que nos da la luz.
Interferometre_Michelson.png
Para ello, se utilizó un interferómetro de Michelson, el cual divide la luz que emite un foco luminoso (un láser por ejemplo) en dos haces, los cuales rebotan en dos espejos y se vuelven a juntar. Dado que la luz es una onda, siempre que tengamos una fuente que solo emite una longitud de onda (es decir, un color muy definido), al volver a juntarse, los dos haces interferirán produciendo máximos y mínimos de intensidad.

interferencia-michelson.jpg
Que se forme uno u otro depende de la diferencia de caminos que hayan recorrido los dos haces, lo que normalmente se hace variando ligeramente la posición de uno de los espejos (las variaciones de la posición deberán de ser similares a la longitud de onda de la luz, lo cual lleva a que serán de unos cientos de nanómetros: una diez milésima de milímetro).
Sin embargo, tambien se puede lograr el mismo efecto si estas distancias permanecen fijas pero la velocidad del medio por el que viaja la luz varía en uno de los brazos.

Así que variando la orientación de los brazos se debería observar un cambio en el patrón obtenido.

Resultados

Finalmente, y usando un instrumento que tenía unos brazos de 11 metros de largo (imaginaos las dimensiones del aparatito) y colocado sobre una “piscina” de mercurio para minimizar los movimientos del aparato, ambos físicos realizaron medidas de lo que ocurría.

Los resultados obtenidos en todas ellas fueron nulos: en ningún momento hubo ningún dato que apuntase a que la velocidad de la luz hubiera variado, o lo que es lo mismo, que el éter no tenía ninguna velocidad apreciable.

Sin embargo, esto mismo fue lo que condujo a que fuera uno de los más importantes experimentos, ya que con estos resultados se comenzó a pensar que dicho éter podría no existir, y se planteó que la luz podría viajar en el vacío, sin ningún medio de por medio, lo cual derivó finalmente en la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein, donde ya se impuso la no existencia de dicho éter.

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Comentarios en: "Experimento de Michelson – Morley" (10)

  1. kilaweo dijo:

    Qué bueno que volviste. De nuevo vida normal… jeje

    A mí también me parece una pasada de experimento. Cuando nos lo explicó Emilio Santos (con todo lujo de detalles) me chifló definitivamente.

  2. El tiro por la culata matando dos pájaros de un tiro.

    A mí también me gustó, aunque como las liaba una que yo me se apoyándose en la mesa del interferómetro y descalibrando todo el asunto.

  3. y si el vacío es l eter que no hemos explicado

  4. jhonnica dijo:

    gracias de verdad, estuve leendo un poco sobre michaelson y no entendi muy bien sobre esto peri tu con esta explicacion me has borrado todas las dudas. gracias aguen y exitos

  5. J. Daniel dijo:

    gracias por aclararme dudas… esta genial espero que a todos les guste esto tanto como a mi

  6. me parece un artículo esclarecedor sobre el tema, y el autor lo hace en términos muy sencillos facilitando su metabolismo

  7. pedro ghiguly dijo:

    Con toda humildad: entiendo que la luz en un medio material se retansmite, por lo cual su velocidad en cualquier sentido depende del medio material y no del eter ( que desde ya no es creible como medio de propagacion elastica) . Sin embargo es notable que en el vacio existe el paso del tiempo y la accion de fuerzas ´a distancia ¨ como la gravitatoria o el campo electrico.

  8. El gran error fue suponer justamente un medio 3D como el aire o el agua donde se propagan ondas sonoras, pero ese éter siempre fue un medio 4D como lo indican las ecuaciones de Maxwell, pero en su forma tensorial, y para mostrar que realmente tiene componentes 3D este medio de propagación basta poner un par de placas paralelas en el vacío y aplicar un potencial por encima de los 1.3 Megavolts continuos, es muy interesante ver como de la nada entre las placas empieza a materializarse algo no estaba antes. Por lo mismo es lógico que el experimento Michelson-Morley iba fracasar pues se esaba con supuestos incorrectos para la época.

  9. Mil gracias Juan, por ahondar, mi visión!

  10. Yul Goncalves dijo:

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