Experimento de Michelson y MorleyDe Wikipedia, la enciclopedia libreSaltar a navegación, búsqueda

El experimento de Michelson y Morley fue uno de los más importantes y famosos de la historia de la física. Realizado en 1887 por Albert Abraham Michelson y Edward Morley, está considerado como la primera prueba contra la teoría del éter. El resultado del experimento constituiría posteriormente la base experimental de la teoría de la relatividad especial de Einstein.

Contenido

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1 Motivación 2 Descripción del experimento 3 Experimentos realizados hasta 1930 4 El experimento fallido más famoso de la historia 5 Argumentos en contra de la interpretación asignada

o 5.1 Hipótesis contrarias o 5.2 Fórmula matemática: ¿Única garantía de veracidad de la hipótesis?

6 El test de Fizeau del año 1851 7 Otros experimentos en busca del éter 8 Referencias 9 Véase también 10 Enlaces externos

[editar] Motivación

La teoría física del final del siglo XIX postulaba que, al igual que las olas y el sonido son ondas que necesitan un medio para transportarse (como el agua o el aire), la luz también necesitaría un medio, llamado "éter". Como la velocidad de la luz es tan grande, diseñar un experimento para detectar la presencia del éter era muy difícil.

El propósito de Michelson y Morley era medir la velocidad relativa a la que se mueve la Tierra con respecto al éter.

Cada año, la Tierra recorre una distancia enorme en su órbita alrededor del Sol, a una velocidad de 30 km/s (más de 100.000 km/h). Se creía que la dirección del "viento del éter" con respecto a la posición de nuestra estrella variaría al medirse desde la Tierra, y así podría ser detectado. Por esta razón, y para evitar los efectos que podría provocar el Sol en el "viento" al moverse por el espacio, el experimento debería llevarse a cabo en varios momentos del año.

El efecto del viento del éter sobre las ondas de luz, sería como el de la corriente de un río sobre un nadador que se mueve a favor o en contra de ella. En algunos momentos el nadador sería frenado, y en otros impulsado. Esto es lo que se creía que pasaría con la luz al llegar a la Tierra con diferentes posiciones con respecto al éter: debería llegar con diferentes velocidades. La clave es que, en viajes circulares, la diferencia de velocidades es muy pequeña, del orden de la millonésima de la millonésima de un segundo. Sin embargo, Michelson, muy experimentado con la medición de la velocidad de la luz, ideó una manera de medir esta mínima diferencia.

[editar] Descripción del experimento

Interferómetro de Michelson:A - Fuente de luz monocromáticaB - Espejo semirreflectanteC - EspejosD - Diferencia de camino.

Esquema del interferómetro de Michelson (aunque utilizando un láser).

En la base de un edificio cercano al nivel del mar, Michelson y Morley construyeron lo que se conoce como el interferómetro de Michelson. Se compone de una lente semiplateada o semiespejo, que divide la luz monocromática en dos haces de luz que viajan en un determinado ángulo el uno respecto al otro.

Con esto se lograba enviar simultáneamente dos rayos de luz (procedentes de la misma fuente) en direcciones perpendiculares, hacerles recorrer distancias iguales (o caminos ópticos iguales) y recogerlos en un punto común, en donde se crea un patrón de interferencia que depende de la velocidad de la luz en los dos brazos del interferómetro. Cualquier diferencia en esta velocidad

(provocada por la diferente dirección de movimiento de la luz con respecto al movimiento del éter) sería detectada.

Descripción, de manera esquemática, de como se desarrolló este experimento:

La distancia entre los espejos y el semiespejo tiene una longitud "L", es decir, el "Recorrido 1" es igual al "Recorrido 2".

Existe una diferencia entre los recorridos 1 y 2 observados en la Tierra y fuera de la Tierra (observador externo). Los recorridos para el observador externo (fuera del planeta), el cual está en reposo, serán:

Como:

Se tiene entonces que:

Finalmente, obtenemos después de simplificar, que el Recorrido 1 es igual a:

Para obtener el Recorrido 2 se tiene lo siguiente (Ver Figura 3):

Para hallar t1 y t2 se puede suponer que a la ida (t1) la luz va a una velocidad c-v y la distancia sigue siendo L, e igualmente para la vuelta (t2) se puede suponer que la velocidad es c+v y la distancia L. Entonces se tiene que: t1=l/(c-v) y t2=l/(c+v):

El tiempo empleado por el barco a favor de la corriente y contra corriente, según la interpretación de Michelson y Morley, estaría dado por:

El tiempo empleado por el barco que se desplaza en ángulo recto, para Michelson y Morley es:

La diferencia en el tiempo sería:

=

La contracción de Lorentz es una consecuencia de las fórmulas matemáticas señaladas anteriormente. Contracción que está representada por la siguiente expresión:

,

donde L1 es la distancia medida por un observador en movimiento con velocida "v" siendo "c" la velocidad de la luz y L2 es la distancia medida por un observador en reposo. Y para el caso del interferómetro, en examen, la contracción correspondería a la reducción de la longitud de uno de sus brazos, lo que explicaría el motivo por el cuál ambos haces de luz llegaron simultáneamente a su destino (llegaron en fase).

La analogía usada por Michelson y Morley se refiere a dos barcos, un río y un observador.

[editar] Experimentos realizados hasta 1930

Investigad Año del Metros de Corrimien Límite Lugar Uppe Predicho Obse

orexperimen

to

cada Brazo del

Interferómetro L1 y L2

to de franja

predicho

superior del

corrimiento

observado

r Limit on

Vaether

v/sObserva

do%

r.

Michelson 1881 1.2 0.4 0.02 Potsdam 50% (A)

Michelson y Morley

1887 11.0 0.4 < 0.01Cleveland

8 km/s

25% (B)

Morley y Miller

1902–1904 32.2 1.13 0.015Cleveland

1,33%

Miller 1921 32.0 1.12 0.08Mt. Wilson

7,14%

Miller 1923–1924 32.0 1.12 0.03Cleveland

2,68%

Miller (luz solar)

1924 32.0 1.12 0.014Cleveland

1,25%

Tomascheck (luz estelar)

1924 8.6 0.3 0.02Heidelberg

6%

Miller 1925–1926 32.0 1.12 0.088Mt. Wilson

7,86%

Kennedy (Mt Wilson)

1926 2.0 0.07 0.002Pasadena y Mt. Wilson

2,85%

Illingworth 1927 2.0 0.07 0.0002 Pasadena1 km/s

0,285%

Piccard y Stahel (Rigi)

1927 2.8 0.13 0.006 Mt. Rigi 4,62%

Michelson y colaboradores

1929 25.9 0.9 0.01Mt. Wilson

1,12%

Joos 1930 21.0 0.75 0.002 Jena 0,267%

(A) En el año 1851 ya se había predicho por Fizeau, con motivo del resultado entregado por su "interferómetro" con agua como medio, un resultado que concordaba, más o menos, en un 56,5% con una de las teorías y en un 43,5% con la otra, esto es, con la teoría del éter estático no arrastrado por el agua, y con del éter arrastrado por el agua.

(B) Michelson y Morley en el año 1887, cuyo "interferometro" con aire como medio, pudieron obtener una longitud de trayectoria óptica ( L1 + L2 ) de cerca de 22 metros. En ese experimento la longitud de cada brazo del interferómetro fue de 11 metros.

De manera que ΔN = ( 2 L / λ ) si se escoge λ = 5,5 x y , entonces la ecuación es:

ΔN =

Si la diferencia de trayectoria óptica —que hay entre los haces en el Interferómetro de Michelson— varía en una distancia igual a la longitud de onda, entonces, una raya o franja habrá de trasladarse a través del retículo de la mirilla de observador. Si ΔN representa el número de franjas que pasan por el retículo, a medida que el espectro se corre, y si se utiliza luz de longitud de onda λ, de modo que el período de una vibración sea T = 1 / v = λ / c, entonces:

ΔN =

Si se varía la longitud de algunos de los caminos ópticos del interferómetro (la longitud de uno de los brazos del instrumento), las franjas de interferencia se mueven a través de la pantalla a medida que en cada punto las ondas se refuerzan y anulan sucesivamente. Por ello, el aparato estacionario no nos puede decir nada referente a diferencias de tiempo en el recorrido de los dos caminos (los brazos del interferómetro). Sin embargo, si se gira el aparato 90º, los dos caminos cambian su orientación con respecto a la hipotética corriente de éter, de tal manera que el rayo que antes necesitaba un tiempo t 1 para el recorrido total, requiere ahora un tiempo t 2 y viceversa. Si estos tiempos son diferentes, las franjas se moverán a través de la pantalla durante el giro.

En donde v es la velocidad del éter que tomaremos igual a la velocidad de rotación de la tierra en su orbita de valor 3 x 104 m/s y c es la velocidad de la luz de valor 3 x 108 m/s

Como el desplazamiento de franjas de interferencia se verifica en ambos recorridos, el desplazamiento total debería ser de 2N o sea 0,4 franjas. Un desplazamiento de esta magnitud es fácilmente observable, y en consecuencia Michelson y Morley tenían esperanza de demostrar directamente la existencia del éter.

Ante la sorpresa general, no se detectó absolutamente ningún desplazamiento de franjas de interferencia.

Los resultados del experimento ya singularizado se interpretaron de tal forma que se concluyó:

El éter carecía de propiedades inmedibles resultando, como consecuencia directa de aquello, que la hipótesis del éter era insostenible.

Se vislumbraba el nacimiento de nuevos principios para física: la contracción de la longitud; la dilatación del tiempo; y una constante universal.

[editar] El experimento fallido más famoso de la historia

Irónicamente, tras toda esta preparación, el experimento fue fallido, aunque exitoso. En vez de mostrar las propiedades del éter, no se produjo ninguna alteración de velocidad de la luz y, por tanto, ninguno de los efectos que el "viento del éter" tenía que producir. El aparato se comportó como si no hubiese "viento del éter". Este asombroso resultado no podía ser explicado por la teoría de las ondas vigente en la época. Se intentaron muchas explicaciones, como que la Tierra arrastraba de alguna forma al propio éter, pero todas ellas resultaron ser incorrectas.

Ernst Mach fue uno de los primeros físicos en considerar que el resultado del experimento era correcto y sugirió una nueva teoría. Las investigaciones iniciadas a raíz del experimento llevaron

a una teoría alternativa consistente, la contracción de Lorentz, que explicaba el resultado nulo obtenido. El desarrollo de esta teoría desembocó en la relatividad especial de Einstein.

[editar] Argumentos en contra de la interpretación asignada

Los detractores sostienen que es errónea la interpretación asignada al resultado entregado por el experimento realizado por Michelson y Morley, para lo cual, entre otras cosas, se remiten y analizan La analogía usada por Michelson y Morley

La luz se desplaza en varios medios materiales; uno de esos medios es el aire atmosférico que viaja adosado a la Tierra. En ambos brazos del interferómetro de Michelson y Morley, la luz, se desplazó a través del aire atmosférico que estaba en todas partes del instrumento; medio, que al estar adosado a la Tierra, viaja a la misma velocidad que este planeta, lo que implica que todos los eventos - en relación con el experimento realizado por Michelson y Morley - sucedieron en el mismo sistema inercial. Y sabido es, que «Ningún experimento mecánico, efectuado totalmente dentro de un sistema inercial, puede indicarle al observador cuál es el movimiento de dicho sistema con respecto a cualquier otro sistema inercial», excepto con un péndulo o con un giroscopio

En ese interferómetro se utilizaron dos haces de luz que se desplazó, no a través del vacío sino del aire, dos trayectorias ópticas distintas, determinadas por un sistema de espejos y placas que, finalmente, convergen para formar un patrón de interferencia, por causa de la diferencia de la velocidad.

Aquí no se está hablando de la Velocidad de la luz en un medio material, ni tampoco del Índice de refracción, sino de otro evento muy diferente. En efecto, se está diciendo que si el observador, como el instrumento de medición, se encuentra ubicado dentro del mismo sistema de referencia que tiene el medio en el que se desplaza la luz (Por ejemplo: el aire atmosférico), acontecerá que, ese observador, no se percatará de la velocidad de desplazamiento del medio.

Por lo tanto, si los haces de luz viajaron por el aire, resulta incorrecto utilizar la velocidad de la luz en el vacío c, ya que, en tal caso se debe usar la velocidad de la luz en el aire v. En donde, para el observador terrestre:

1. = velocidad de la luz en el aire.2. = velocidad del planeta Tierra.3. = velocidad del instrumento.

En tales condiciones, la velocidad de la luz, en el medio “aire”, siempre será la misma, cualquiera que sea la dirección y sentido en el que, los haces de luz, se desplacen en cada brazo del interferómetro, lo que impide detectar la supuesta “variación de velocidad” que Michelson y Morley equivocadamente supusieron podrían medir con su instrumento. En dicho experimento,

la luz, viajó por el aire adosado a la Tierra, y no por el Éter, que a aquellos investigadores les permitiría visualizar la adición de velocidades, o la diferencia de velocidad que la luz tendría en cada brazo del interferómetro.

Los detractores de Michelson y Morley, sostienen que por causa del aire presente en el instrumento, el tiempo empleado por ambos haces de luz siempre será el mismo, aún cuando uno se desplace ida y vuelta con un ángulo igual de 90º, y en donde el otro, en la ida viaje con un ángulo de 0º y luego vuelva con un ángulo de 180º), considerando - según aquellos opositores a la interpretación de los resultados provenientes de La analogía usada por Michelson y Morley (se refiere a dos barcos, un río y un observador)- se debiera aplicar la siguiente fórmula matemática, porque ella reflejaría con mayor precisión la realidad:

Tanto para t' como para t =

Entonces, para dichos detractores, las franjas de interferencia estaría dado por la siguiente fórmula:

ΔN =

Fig. 1 - Notaciones habituales en un triángulo cualquiera.

Y agregan, que de ser correcta la interpretación entregada al resultado del experimento realizado por los diferentes investigadores, acontecerá que para cualquier ángulo que adopte un brazo (L1 ) del interferómetro con respecto del otro (L2 ) - por aplicación de la teorema del coseno - la fórmula más adecuada y concordante con tal interpretación, será:

.

t' + t = +

(En donde el valor del ángulo beta (Δβ) es diferente para cada fracción)

En cuanto a la contracción de Lorentz sostienen que de ser efectiva ella debiera estar en función del ángulo en los cuales se sitúe un brazo con respecto del otro, que puede ser

cualquiera de la gama angular de 0º a 360 º, pasando por el ángulo de 90º con el cual se efectuó el experimento.

Fórmula válida, exclusivamente para 90º grados, en la contracción de Lorentz:

Fórmula aplicable para cualquier ángulo, en la contracción de Lorentz:

[editar] Hipótesis contrarias

Las hipótesis propuestas por los detractores son:

¿Es errónea la interpretación que se asignó al resultado entregado por el interferómetro de Michelson y Morley.?

¿A menor densidad del medio material en que se propaga la luz, menor es el porcentaje de Fizeau?

¿A mayor densidad del medio material en que se propaga la luz, menor cantidad de "materia oscura fría" presente en los espacios inter molecular de ese medio?

[editar] Fórmula matemática: ¿Única garantía de veracidad de la hipótesis?

Una novela de ficción por absurda que sea puede cumplir a plenitud con todas las reglas gramaticales, así también podría darse el caso que una correcta fórmula matemática se utilice para fundamentar una falacia, una impostura o una errónea interpretación. En efecto, el acatamiento gramatical en un texto no es garantía de que, lo que se asevera en una novela, sea verdad; como tampoco es una prueba absoluta que, la existencia de una fórmula matemática, sea una garantía irrefutable de que la teoría sea correcta; y por lo mismo ella represente la realidad. En palabras de Mario Bunge: «A un mismo esqueleto matemático pueden asignársele una pluralidad de significados; y algunas de las estructuras matemáticas interpretadas serán verdaderas mientras que otras resultarán falsas.»

La mayor parte de las hipótesis científicas están revestidas de una correcta forma matemática, no obstante, algunas de esas hipótesis pueden resultar ser falsas.

[editar] El test de Fizeau del año 1851

El test de Fizeau efectuado con el Interferómetro de Fizeau, realizado en el año 1851, tuvo por el objetivo diferenciar entre la teoría del éter estático y la del éter arrastrado por el medio en que viaja la luz. Si el agua en movimiento no arrastraba al éter en absoluto no debería haber diferencia entre la velocidad de la luz en el agua en reposo. Si el agua arrastraba totalmente al éter la velocidad medida debería ser mayor. El resultado que obtuvo Fizeau - mediante su interferometría - fue sorprendente. El instrumento entregó un resultado que se interpretó que concordaba, más o menos, en un 56,5% con una de las teorías y en un 43,5% con la otra. Ver más detalles del experimento

[editar] Otros experimentos en busca del éter

El experimento Trouton-Noble fue otro famoso experimento llevado a cabo en 1901-1903 en el que se intentaba medir la velocidad de desplazamiento de la Tierra con respecto al éter por medio de efectos electrostáticos en condensadores. Sus resultados fueron también negativos confirmando los resultados de Michelson y Morley.

2.a.1. El experimento de Michelson-Morley

Conviene señalar que aquí no se discute o niega la validez de este gran experimento en sus aspectos técnicos. Otro tema son sus premisas y sus interpretaciones físicas.

En esta página se describe el experimento físico en su conjunto; es decir, premisas, supuestos y conclusiones. Por una parte, se comentan tanto el supuesto de reposo respecto al éter como el de movimiento relativo y, por otra, tanto la interpretación ortodoxa de los resultados de uno de los grandes experimentos de la Física Moderna como la alternativa ofrecida por la Teoría de la Equivalencia Global.

La importancia de este experimento es crucial, pues junto a las predicciones de la Relatividad General es considerado la base o apoyo más importante de la Teoría de la Relatividad de Einstein.

El experimento de Michelson-Morley en 1887 intentaba comprobar el modelo clásico del éter.

Dicho modelo asumía las siguientes premisas:

La luz necesitaba al éter para desplazarse. El éter se encontraría en reposo absoluto. La velocidad de la luz es independiente de la de su fuente. La velocidad de la luz era constante en el vacío.

Michelson y Morley idearon un instrumento que fuera capaz de detectar la velocidad de la Tierra respecto al etéreo reposo y, de esta forma, obtener un sistema de referencia en quietud absoluta.

Las figuras siguientes muestran el hipotético recorrido de la luz en su experimento físico. La idea consiste en comparar las dos posibles situaciones de movimiento relativo del interferómetro respecto al supuesto éter:

1. Interferómetro de Michelson y Morley en reposo respecto al éter.

La luz se emite desde una linterna hacia un espejo semitransparente transversal de forma que unos rayos lo atraviesan (momento t1) y continúan su recta trayectoria hasta llegar un espejo no transparente (momento t2); mientras que otros rayos de luz son desviados hacia arriba hasta llegar a otro espejo no transparente (momento t2)

Como las distancias "a" y "b" entre el espejo semitransparente y lo espejos normales (horizontal superior y vertical derecho) son iguales, la luz alcanzará dichos espejos simultáneamente (momento t2) y volverá en ambos casos hacia el espejo semitransparente.

Por diseño de la investigación, los distintos haces de luz del aparato llegan al mismo tiempo de vuelta al espejo semitransparente (momento t3) y ambos serán desviados hacia abajo para acabar en una placa (momento t4)

 Experimento Michelson-MorleyReposo con el éter 

 

En la placa inferior se podrán observar las interferencias entre los dos haces de luz. Lo significativo de este experimento de física no sería el patrón de interferencias, sino que éstas fuesen fijas al girar el aparato conjunto del interferómetro; puesto que las distancias recorridas son igualmente fijas y la velocidad de la luz se ha supuesto constante e independiente de su fuente.

2. Interferómetro de Michelson y Morley en movimiento relativo al éter.

La intención era medir la diferencia de tiempo empleado por la luz en recorrer espacios iguales entre diversos espejos pero que, al estar unos alineados con la dirección de la Tierra y otros perpendiculares a la misma, serían diferentes por el efecto de la velocidad de la Tierra.

La segunda figura nos muestra el recorrido de la luz cuando los espejos son solidarios con la Tierra y se desplazan con ella en movimiento relativo respecto al supuesto éter. En dicha figura se ha exagerado la velocidad de los espejos respecto a la velocidad de la luz para poder visualizar las variaciones en las distancias provocadas por el movimiento de los espejos, pero el razonamiento permanece idéntico.

Para no hacer demasiado larga y engorrosa la explicación veamos el siguiente caso a título de ejemplo. El momento t1 será el mismo que el de la primera figura pero el momento t2 será posterior a su correspondiente en dicha figura porque el espacio "b" habrá aumentado en una cantidad "c" con el desplazamiento del espejo no transparente (espejo vertical) en la dirección de la Tierra. Este espacio "c" es debido al transcurso de tiempo que tarda la luz en hacer el recorrido "b" más el que tarda en alcanzar el espejo vertical.

 Experimento Michelson-MorleyMovimiento 

 

Asimismo, el espacio hasta el espejo de arriba aumentará, pero dicha espacio será la media geométrica de "a" y "c", según el teorema de Pitágoras. En otras palabras el incremento del espacio dependerá del ángulo de la dirección inicial de la velocidad de la luz y de la nueva dirección hasta el espejo de arriba.

Como se puede observar las dos distancias recorridas por los rayos de luz dejarán de ser iguales, lo mismo ocurrirá con las distancias en el camino de vuelta al espejo semitransparente y ello deberá provocar que las interferencias producidas entre los dos haces de luz sean diferentes.

En consecuencia, sucesivos cambios en el ángulo de la disposición de los interferómetro respecto a la dirección de la Tierra debería reflejarse en variaciones asociadas en las franjas de interferencias de los haces de luz en la placa al final de su recorrido.

El cálculo de las distancias y sus variaciones en función del ángulo y las interferencias no ofrece excesivo problema y debería haber permitido deducir la velocidad de la luz respecto al éter.

Sin embargo, la conclusión de este experimento empírico es que no se producía ninguna variación en las franjas de interferencia en la placa final con los cambios en el ángulo del interferómetro. Es decir, la luz se comportaba en los supuestos de las dos figuras de manera idéntica.

3. Resultado e interpretación.

Física Moderna ortodoxa.

Ahora bien, el experimento fue diseñado bajo la suposición de que el instrumento no estaría en reposo respecto al éter, al estar situado en la Tierra y ésta tener una velocidad aproximada de 30 km/s en su órbita respecto al Sol.

El resultado de este experimento científico fue totalmente inesperado. Las franjas de interferencia no variaban nada al girar el interferómetro, era el resultado previsto en el punto 1 anterior donde la Tierra se suponía en reposo respecto al éter. En lugar de resolver el problema de la velocidad de la luz lo acentuó.

En consecuencia el efímero éter se perdió indefinidamente al ser la condición principal del experimento de Michelson Morley y admitirse la bondad técnica del experimento.

Comenzaba la búsqueda de una explicación a tan particular comportamiento de la luz. ¡Ya se sabe, a grandes males, grandes remedios! ¡La Teoría de la Relatividad de Einstein!

Teoría de la Equivalencia Global.

La interpretación de la Física Moderna en general, y de la Teoría de la Relatividad de Einstein en particular, es errónea por cuanto contiene una generalización implícita al realizarse en función de las premisas teóricas con que se diseño la investigación inicial. Si esas premisas son incorrectas o parciales también lo serán las deducciones basadas en ellas. En otras palabras, que no exista un éter fijo o absoluto no significa ni demuestra que la luz no pueda tener un soporte que, a su vez, sea móvil y no homogéneo; como por ejemplo el aire o el agua para el sonido.

Lo curioso es que los resultados con un soporte móvil sólo serían coherentes con los reales si fuese solidario con la Tierra o, lo que es lo mismo, el interferómetro estuviese en reposo respecto al soporte móvil (equivalente a lo previstos en el supuesto 1 anterior); lo cual suena bastante al sistema de referencia tolemaico, aunque sean cosas diferentes.

Por ello, y por generalizar indebidamente la independencia de la fuente de la velocidad de la luz, me imagino que no se aceptó una de las posibles explicaciones alternativas consistente en que algo parecido al éter se desplazara con la Tierra. La propuesta de la Teoría de la Equivalencia Global es una estructura reticular de la materia, elástica e irrompible, que soporta tanto el campo de gravedad como la luz.

Hay que llamar la atención respecto a que la idea de un éter diferente al clásico no es exclusiva de la Teoría de la Equivalencia Global, pues también la conocida Teoría de Cuerdas propugna algo así como un éter de pequeñas cuerdas vibrantes. Igualmente la tan demostrada Mecánica Cuántica utiliza el vocablo de espuma cuántica o vacío cuántico para reconocer que el vacío clásico no está vacío y no mencionar la palabra éter con distintas características. La nueva Teoría del Todo que configuran la Teoría de la Equivalencia Global y la Mecánica Global lo denomina globina o estructura reticular de

la materia y el vació global no contendría nada de nada, para distinguirlo del vacío clásico.

A mayor abundamiento, las propias ecuaciones de Maxwell incluyen una constante dieléctrica del vacío distinta de cero, luego algo habrá que provoca el significado físico de la existencia de dicha constante dieléctrica. Otra cosa es que se quiera entender o no el significado físico de la constante en los materiales en el vacío y no meramente matemático; y si no se sabe, al menos, reconocer que debe tenerlo.

En este tema vuelve a aparecer un paralelismo con lo que ocurre con el método científico y la Teoría de Darwin, si dices algo diferente a la ortodoxia imperante, todos piensan en la religión, es como si sólo hubiese dos colores en el universo: blanco y negro.

Dado que el interferómetro de Michelson y Morley es uno de los grandes experimentos de física por sus implicaciones en la aparición de la Teoría de la Relatividad de Einstein se le dedican tres páginas junto a otros experimentos científicos y fenómenos naturales relacionados con la materia.

En la página siguiente sobre Física y experimentos con la gravedad se expone una interpretación alternativa dentro de una geometría euclidiana, basada en la Teoría de la Equivalencia Global, la cual propone realizar el mismo experimento de interferometría en el espacio, lejos de la órbita de la Tierra, para confirmar una interpretación u otra.

Explicación detallada sobre el diseño y objetivos del nuevo experimento científico en encuentra en la página Lejano Michelson-Morley (LMM). En el año 2010, la NASA con el proyecto LISA (Laser Interferometer Space Antenna) va a realizar un experimento en el espacio idéntico al citado Lejano Michelson-Morley (LMM) aunque con el objetivo de demostrar una vez más la Relatividad General; tiene gracia, porque yo creo que el resultado les va a ser más inesperado que el de principios del siglo XX.

Es más, quizás le pase a la Física lo que le pasó a la Alquimia, tantos errores y tan grandes con el vació filosofal que se acabó por cambiar de nombre. Es un aspecto de la ciencia experimental parecido a los ciclos a largo plazo de la economía.

 

M&M (Michelson y Morley)La teoría del electromagnetismo de Maxwell presenta un problema grave para la física newtoniana: viola el principio de relatividad. A partir de las ecuaciones de Maxwell es posible predecir la existencia de ondas electromagnéticas que viajan a una velocidad definida, la velocidad de la luz. Si la teoría fuese válida en dos sistemas de referencia que se mueven con velocidad constante uno con respecto al otro, llegaríamos a la conclusión de que la misma onda, vista desde cualquiera de los dos sistemas, ¡tiene la misma velocidad! Esto contradice la ley de suma de velocidades de Galileo y Newton. En consecuencia, si esta última es correcta, nuestra

hipótesis de validez del electromagnetismo en los dos sistemas de referencia no puede ser cierta, violándose el principio de relatividad. Notar la diferencia con las ondas mecánicas (ondas sonoras por ejemplo), en las que existe un sistema privilegiado donde el medio está en reposo.

En el marco clásico, una solución natural a este problema sería asumir que efectivamente hay un sistema de referencia privilegiado (el que está en reposo respecto del espacio absoluto de Newton), y que sólo en ese sistema son válidas las ecuaciones del electromagnetismo. Más aún, en una visión mecanicista, las ondas electromagnéticas necesitan un medio en el cual propagarse, y este sistema privilegiado sería el sistema en el cual dicho medio, que se denominó éter, está en reposo. El éter podría estar fijo al Sol o a las estrellas lejanas. El único inconveniente conceptual sería la asimetría entre las leyes de la mecánica y las del electromagnetismo: para las primeras sería válido el principio de relatividad, mientras que para las segundas no.

Toda ley física debe tener sustento en experiencias que la confirmen. Sin duda la ley de adición de velocidades ha sido confirmada en innumerables oportunidades, pero, hasta el año 1887, sólo en situaciones donde las velocidades involucradas eran mucho menores que la de la luz. Es lógicamente admisible que a altas velocidades no sea correcta, y también que a bajas velocidades sufra modificaciones ínfimas que no se puedan observar por los errores experimentales.

En 1887, Michelson y Morley midieron la velocidad de la luz aprovechando el movimiento de la Tierra alrededor del Sol (a una velocidad promedio de unos 30 km/seg.).

Su experimento, basado en un instrumento llamado interferómetro, debía ser capaz de detectar muy pequeñas variaciones en la velocidad de la luz debidas al “viento de éter” en la Tierra producido por su movimiento. Los resultados fueron negativos: la velocidad de la luz no depende del sistema de referencia. Ahora sí la física clásica estaba en serios problemas.