El experimento de Michelson-Morley, un sistema de referencia universal
El experimento de Michelson-Morley es
en mi opinión uno de los más relevantes que se han realizado en la historia de
la ciencia. Supuso dejar atrás una idea bien asentada: el éter.
Y fue fundamental para avanzar de una manera definitiva en la comprensión de las
leyes de la relatividad en la física. Y lo más llamativo de
todo, es que a pesar de todo esto fue un completo fracaso.
Todo es relativo
Antes de las ideas relativistas aportadas por
Albert Einstein y sus sorprendentes implicaciones, la idea de
relatividad era entendida de una manera mucho más sencilla: todo depende de como
lo mires. Esa es la idea que esconde la relatividad newtoniana:
todo depende del sistema de referencia.
Imaginad una escena para entenderlo:
vas subido en el tren, dejando atrás postes de luz mientras un descapotable
circula por una carretera adyacente. Los postes de luz parecen correr hacia
atrás, mientras que el deportivo adelanta al tren. Los dos parecen moverse, pero
¿realmente lo hacen? Depende del sistema de referencia. Para el
compañero de asiento nosotros estamos tranquilos, en reposo. Pero para los
árboles que dejamos son los postes de luz los que permanecen en su sitio, y
nosotros los que cambiamos nuestra posición. Y para el vehículo ambos nos
desplazamos.
Pero esta idea tan sencilla esconde otra más compleja. Es fácil
encontrar un sistema de referencia cuando estudiamos el movimiento de un pájaro
desde la Tierra. El mismo planeta puede servir. Pero, ¿y si queremos estudiar el
movimiento de nuestra Tierra? Tal vez el Sol podría valer como referencia. Pero
el Sol a su vez se mueve en nuestra galaxia. La pregunta era evidente: ¿existe
algún sistema de referencia absoluto que nos permita saber si
un cuerpo se mueve o está en reposo? ¿O todo el movimiento es
relativo?
Un sistema de referencia universal: el éter
Encontrar este
sistema de referencia universal permitiría medir todo lo medible. Y la
física del momento ofrecía una respuesta: el éter. La idea
surge de estudiar el movimiento de las ondas. Hasta el momento, todos los
movimientos ondulatorios implicaban la existencia de un medio material por el
que desplazarse y todo parecía indicar que la luz es una onda.
Por tanto la luz del sol necesitaba de un medio material y este es el papel que
cumpliría el éter.
El término éter proviene del griego y
significa cielo, firmamento. Para los filósofos presocráticos era uno de los
cinco elementos de la naturaleza, una sustancia brillante y ligera que
respiraban los Dioses. Un concepto muy adecuado por tanto para denominar a este
medio por el que se transimitiría la luz.
Este fluido
impregnaría todo el universo, todos los cuerpos estelares estarían embebidos en
él. Pero además debería tener unas propiedades muy peculiares: debería permitir
el movimiento sin apenas ofrecer resistencia y al mismo tiempo tener un
coeficiente elástico mayor que el acero, para permitir el movimiento de las
ondas luminosas a esas inmensas velocidades con menor densidad que el helio.
Toda una proeza.
Pero, ¿serviría este supuesto elemento como sistema de
referencia universal? Eso es lo que pretendió averguar Michelson con su célebre
experimento.
Midiendo el viento del éter
Albert A. Michelson
(1853-1931) era uno de los físicos experimentales más célebres del
momento. Había sido capaz de medir la velocidad de la luz usando un nuevo
instrumento con una precisión asombrosa: el interferómetro. El
artilugio se basaba en el diferente comportamiento observado por las ondas
cuando interfieren.
El procedimiento era el siguiente: un haz de luz
atraviesa un cuerpo semitransparente, de manera que en parte se refleja y en
parte lo atraviesa. El objetivo es que se produzcan dos haces de
luz perpendiculares entre sí, uno que se movería de manera paralela que
esta supuesta referencia (de manera paralela al éter) y otro de forma
perpendicular. En el caso de que realmente se pudiese detectar el movimiento de
la Tierra, la distancia recorrida por ambos haces de luz no sería la misma, lo
que provocaría una interferencia
detectable.
´https://www.youtube.com/watch?v=Z8K3gcHQiqk
Este experimento
se basaba en la idea de que cuando un cuerpo se moviese a través del éter,
debería notar el "viento del éter". Sería algo similar al viento que nota en la
cara un motorista al moverse a gran velocidad a través del aire.
Pero no se
detectaba ninguna diferencia. Convencido de la existencia de este fluido,
Michelson, con ayuda de Edward Morley, repitió la experiencia
en varias ocasiones, siempre con resultados negativos. Durante más de cincuenta
años pensó que su trabajo había sido infructuoso. Hasta que Albert Einstein
reinterpretó sus resultados. El resultado no era erróneo, lo que sucedía es que
no existen los sistemas de referencia absolutos. Esto afirmaba en su
revolucionaria teoría de la relatividad.
Y el experimento de Michelson-Morley de repente tuvo
sentido: no había ningún error, el éter no existía y por eso
era indetectable. No existen los sistemas de referencia absolutos. Todo,
absolutamente todo es relativo, ¿no te
parece?
Fuente: ojocientifico
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