El experimento de Michelson y Morley fue uno de los más importantes y famosos de la historia de la física. No sólo es un ejemplo de dedicación e ingenio, sino que demuestra cómo uno puede trabajar arduamente durante años para descubrir que todas sus ideas estaban equivocadas. En 1887, Albert Abraham Michelson y Edward Morley pusieron a punto un experimento para medir la velocidad con la que se movía la Tierra con respecto al éter, y terminaron demostrando que el éter no existía. Sus resultados se convertirían en la base experimental de la Teoría de la Relatividad Especial de Einstein.
A fines del siglo XIX, el extraordinario físico James Clerk Maxwell (1831-1879) había propuesto que la luz era una forma de onda, similar al sonido aunque de una frecuencia mucho más alta. Cualquier onda, desde una ola en el mar hasta una cuerda que vibra, necesita de un soporte más o menos elástico que sirva de medio para que ésta se propague. El sonido, por ejemplo, se propaga “empujando” y “jalando” las moléculas del aire (o del agua, o de cualquier otro material), pero es incapaz de propagarse en el vacío.
La teoría de Maxwell necesitaba de la existencia de un medio que fuese capaz de transportar las ondas luminosas incluso por el vacío del espacio, ya que era difícil no notar que la luz de las estrellas lejanas de alguna forma se las ingeniaba para llegar hasta la Tierra. En ese momento resultaba inconcebible que una onda -de cualquier clase- se propagase en el vacío sin ningún medio material que hiciera de soporte, así que se postuló la existencia de una hipotética sustancia material sobre la cual se propagaba la luz. Este material -que debía tener unas características sumamente extrañas y ocupar cada rincón del universo- recibió el nombre de éter.
Por motivos que solo un físico puede explicar correctamente, la velocidad de la luz depende de la densidad del medio que atraviesa. En efecto, la velocidad de la luz es diferente en el vacío que en el aire o el agua, siendo más lenta cuanto más denso es el medio por el que se propaga. La prueba más inmediata de esto es la “deformación” que sufre cualquier objeto que pones en un vaso de agua, como una cuchara o un cuchillo. Esto es debido a la variación de la dirección del rayo luminoso al pasar de un medio a otro ocasionado por el cambio de velocidad de la luz, y está descrito en la ley de la refracción de Snell.
Para que el éter se ajustase al comportamiento observado de la luz en el vacío, debía tener una densidad ínfima y un gran coeficiente de elasticidad, además de poder atravesar cualquier material. Esto era necesario ya que -de alguna forma- aparecía incluso dentro de un recipiente al que se le hubiese practicado el vacío en el laboratorio. Esta explicación, lejos de parecer traída de los pelos o al menos considerarse poco probable, fue avalada por el mismo Maxwell, por Lord Kelvin y Nikola Tesla, entre otras destacadas mentes de la época. Para los científicos de hace un siglo, el concepto de éter era tan aceptado como lo es hoy el de los campos electromagnéticos.
Para que todo encajara, se hacía indispensable probar la existencia de este fluido. Había que diseñar un experimento que dejase claramente establecidas las características del éter, pero estaba claro desde el principio que no sería algo fácil de llevar a cabo. El éter, para cumplir con su cometido de transportar la luz, debía ser muy (pero muy) tenue, lo que sin dudas dificultaría su detección. Albert Abraham Michelson (1852-1931) y Edward Morley (1838-1923) tuvieron una idea. Crearían un artefacto que fuese capaz de mediar la velocidad de la luz en dos direcciones perpendiculares entre sí, con lo que no sólo demostrarían la existencia de este fluido sino que encontrarían la velocidad con que la Tierra se movía con respecto a él. La experiencia de estos dos físicos se conocería luego como “El experimento de Michelson y Morley”.
El experimento
Cada año, la Tierra completa un giro alrededor del Sol, viajando a una velocidad de 30 km/s (o lo que es lo mismo, a unos 100.000 km/h). A fines del Siglo XIX se creía que la dirección del “viento del éter” con respecto a la posición del Sistema Solar debía variar cuando la Tierra se desplazase en una u otra dirección, tal como un bote recibe un empuje diferente por parte del agua de un río dependiendo de si avanza a favor, contra o transversalmente a su corriente.
Michelson y Morley supusieron que la Tierra era el bote y que el río era el éter. Para tener éxito, el experimento debería llevarse a cabo en varios momentos del año. De esta forma, la luz, al llegar a la Tierra con diferentes posiciones con respecto al éter, lo haría con diferentes velocidades. El problema era que la velocidad de la luz es de 300 mil km/s, y la de la Tierra “solo” 30 km/s, por lo que la diferencia de velocidades a medir era muy pequeña. Sin embargo, Michelson, que estaba muy entrenado en la medición de la velocidad de la luz, ideó una manera de medir esta mínima diferencia.
En un edificio ubicado casi al nivel del mar, Michelson y Morley construyeron lo que hoy se conoce como un “interferómetro de Michelson”. El dispositivo, relativamente sencillo, utiliza una lente semiplateada (o semiespejo) para dividir la luz monocromática en dos haces de luz que viajan en ángulo recto uno respecto del otro. Esto permite enviar simultáneamente dos rayos de luz idénticos -ya que proceden de la misma fuente- en direcciones perpendiculares, hacerles recorrer distancias iguales y recibirlos en un punto en el que se crea un “patrón de interferencia”. El “dibujo” de este patrón depende de la velocidad de la luz en cada uno de los brazos del interferómetro.
En efecto, tras varios meses de preparación y otros tantos de pruebas, el experimento se declaró fallido. O exitoso, si lo analizamos desde el punto de vista correcto. En todas las ocasiones el interferómetro se comportó como si no hubiese “viento del éter” y, aunque se intentaron muchas explicaciones, como que la Tierra arrastraba de alguna forma al propio éter, ninguna resultó ser correcta. Michelson y Morley, en lugar de demostrar las propiedades del éter, demostraron su inexistencia.
Extrañamente, algunos trabajos teóricos elaborados por HongSheng Zhao, de la Universidad de St. Andrews, que intentan incorporar en un mismo marco teórico la materia oscura y la energía oscura, postulan la existencia de “algo” similar al éter que les quitó el sueño a Michelson y Morley un siglo antes.
Esta idea eliminaría la necesidad de la existencia de las Partícula Masiva de Débil Interactuación (WIMP), afectando entre otras cosas la velocidad a la que pueden rotar las galaxias. El trabajo de Zhao encaja perfectamente en con los datos experimentales obtenidos hasta la fecha. Quién sabe, quizás en este momento, en algún lugar del mundo, un equipo de científicos estén poniendo a punto la “versión 2.0” del experimento que hizo famoso a estos dos físicos muchos años atrás.
El éter simplemente sería un compuesto de nitrógeno y oxígeno, no por eso quiere decir que no exista, es el fluido que nos sustenta como el agua para los peces. De nombres puede tener muchos pero no deja de estar formado por los compuestos de nuestra atmosfera.
Mi humilde opinión vamos. Neosaludossss ;)
Cuando leía no podía dejar de relacionarlo con la materia oscura y su nemesis (eo) y al final parece que los conceptos no están tan alejados, solo espero que la materia oscura realmente exista y no sufra el mismo destino que el éter, eso echaría abajo gran parte del concepto que tenemos del universo y habría que empezar desde cero.
Hmm.... yo tenia entendido que lo que le dio el puntillazo a la teoría del éter era que se habían encontrado ondas transversales, por lo que una sustancia prácticamente neutra como lo que se suponía que era el éter resultaba ser mas dura que el acero.
Nada, que nunca entendí esa contradicción, a mi la teoría del éter no me parece mas descabellada que la teoría de los campos (que simplemente ignora el mecanismo de transmisión) y el argumento de las ondas transversales se puede contrarrestar con un universo "duro" donde la materia no son mas que burbujas de vacío.
Después de todo cuando uno bombardea con suficiente energía un punto "vacío" del espacio se genera una partícula y una antipartícula de la "nada".
Fabuloso.... me dio algo de pena pero fabuloso.
Puestos a especular...
El espacio/tiempo, tal como lo entendemos ahora, no es prácticamente más que un concepto matemático. Sin embargo no tiene mucho sentido que el espacio/tiempo solo sea eso cuando vemos claramente que todo lo que experimentamos interactúa con ellos de una manera física, tangible y real. Deduzco de ello que el espacio/tiempo, de hecho, es realmente "algo".
Suponemos por ejemplo que un campo gravitatorio solo interrelaciona con las partículas que tienen "masa", y a esto añadimos la salvedad de "y con el espacio también puesto que lo deforma". ¿Será que el espacio es efectivamente y de alguna manera masivo? Suponiendo, y entiendo que es mucho suponer, que lo que sea que componga el espacio/tiempo es mínimamente masivo, y dado que estamos "homogeneamente rodeados" a nuestra escala, por espacio, sería prácticamente imposible de forma experimental, en la tierra, detectar su presencia... o no.
Veo tantas similitudes entre el comportamiento del espacio vacío y de la materia en presencia de un campo gravitatorio ( refracción y arrastre, por ejemplo ), que no puedo evitar sospechar que en el fondo son lo mismo.
Y sigamos especulando...
Yo no diría tanto que el espacio es materia, sino que la materia es espacio "hiperdensificado". Y que el propio espacio se densifica en presencia de campos gravitatorios que superan determinado humbral, provocados a fin de cuentas por él mismo. Supuestamente un 90% del universo es materia oscura... ¿y qué sobra en el universo? espacio, espacio vacío. De este modo la energía oscura sería la consecuencia de la interacción de esas bastas cantidades de "materia" que forman el espaco/tiempo tratando de tender al equilibrio y a un espacio homogéneo, ahora roto por la presencia de estas concentraciones ultradensas que llamamos materia. Este desequilibrio actual es el motor del universo, generador de lo que nosotros entendemos y experimentamos por tiempo. Se puede pensar que no tiene sentido que el espacio entendido como materia sea el vehículo o medio de lo que entendemos como materia, si son lo mismo. Sospecho que lo que entendemos como materia en movimiento no es más que una onda densa de materia-espacio desplazándose por sí misma, de modo que al mover un brazo, por ejemplo, dejamos en nuestro recorrido el elemento básico del espacio-materia que nos pertenecía hace un instante mientras recogemos nueva materia de espacio en nuestro avance, similar a como lo hace una ola al avanzar en el mar. Lo que entendemos como materia serían ondas de espacio densificado. De este modo el tiempo solo tiene sentido si existe movimiento. Y puesto que la materia sería onda densa de espacio y por tanto movimiento, solo en ella se experimentaría el tiempo. En una situación ideal donde no hubiera ningún tipo de movimiento, sencillamente lo que llamamos velocidad del tiempo, sería cero, y por tanto ningún cambio sería sería posible ya que se habría alcanzado el equilibrio absoluto. El tiempo es generado por el caos, al universo no el gusta el caos y su tendencia por restaurar la homogeneidad y el equilibrio sería lo que llamamos energía oscura.
Lo mejor de esta idea es que si entendemos el espacio como algo real, tangible y matérico, entonces quizás podamos llegar a "cortarlo", crear una burbuja de espacio y quizás usarla para desplazarnos más rápido que la velocidad de la luz, ya que no estaríamos viajando a través del espacio que conocemos, cuyas limitaciones ya todo sabemos, sino que a través de un nuevo concepto, que sería lo que sea que contenga el espacio-materia... llamémoslo... por ejemplo... ¿hiperespacio? sobre cuyas propiedades llegado el caso, habría que volver a experimentar y especular jejeje
Y no me rallo mas.
Un saludo
y los físicos intentando encontrar el gravitón, no tienen ni idea, esto solo nos demuestra que los físicos actuales son más arrogantes y están más equivocados que en el siglo pasado, pues se han vuelto más intransigentes y estrechos de miras.
energía oscura, materia oscura y como no también está la inteligencia oscura que no puede verse, apreciarse o manifestarse a través de los académicos actuales...
¡Qué manera de comentar tonteras! Los felicito...
¡Oh, grandes físicos! Pero que hacen en esas vidas que llevan, siendo que deberían estar en las mejores universidades planteando todas esas ideas mal entendidas de los documentales de la BBC de Londrés.
Arruinaron la genial lectura de esta entrada que hice minutos antes de leerlos.
"El universo viaja a la velocidad de la luz" jajajaja
Un post algo viejo pero vale agregar que este experimento en la actualidad es utilizado por los Terraplanistas para asegurar que la tierra no se mueve.
Tienen toda la razón. el experimento fue un fracaso eso dijeron Aparte de este tema digo que el espacio no es curvo. Estoy seguro de ello. Gracias por su atención. Saludos.
El experimento demuestra que; no existe un éter estático, pero no invalida la existencia de un éter dinámico. Así es posible la existencia de un éter formado por partículas neutras; por miles de millones muy pequeñas y muy rápidas, que interactuan con la materia por igual en todas las direcciones del espacio. El éter siempre se encuentra en reposo con la materia (no desplazándose como pasaría en un éter estático). Lo apuntado, el experimento invalida la existencia del éter estático pero no la posible existencia de un éter dinámico.
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