experimentul morley-michelson - 1887

14
Jurn. Am. St. – Seria a treia, Vol. XXXIV, Nr. 203. NOI., 1887

Upload: sadang

Post on 04-Jul-2015

392 views

Category:

Documents


11 download

DESCRIPTION

Experimentul efectuat de Michelson si Morley in anul 1887 si rezultatele obtinute.

TRANSCRIPT

Page 1: Experimentul Morley-Michelson - 1887

Jurn. Am. St. – Seria a treia, Vol. XXXIV, Nr. 203. NOI., 1887

Page 2: Experimentul Morley-Michelson - 1887

Pământul şi Eterul Luminiscent 333

Jurn. Am. St. – Seria a treia, Vol. XXXIV, Nr. 203. NOI., 1887 Tradus de SaDAng

JURNALUL AMERICAN DE ŞTIINŢĂ

[SERIA A TREIA]

------=#=------

ART.XXXVI - Despre mişcarea relativa a Pământului şi a Eterului; de ALBERT A. MICHELSON şi EDWARD W. MORLEY.*

Descoperirea aberaţiei luminii a fost curând urmată de o explicaţie conformă cu teoria emisivă. Efectul a fost atribuit unei simple compuneri a vitezei luminii şi a vitezei Pământului pe orbita sa. Dificultăţile în această aparent suficientă explicaţie au fost trecute cu vederea până când a fost propusă o explicaţie a teoriei ondulatorii a luminii. Această nouă explicaţie a fost prima dată la fel de simplă ca cea anterioară. Dar nu a reuşit să ţină seama de faptul dovedit de experiment că aberaţia a rămas neschimbată când observaţiile au fost făcute printr-un telescop umplut cu apă. Pentru cazul în care tangenta unghiului aberaţiei este raportul între viteza Pământului şi viteza luminii, atunci, deoarece viteza acesteia din urmă în apă este de trei pătrimi din viteza în vid, aberaţia observată cu un telescop cu apă ar trebui să fie patru treimi din valoarea reală a acesteia. **

*Această cercetare a fost efectuată cu ajutorul Bach Fund. ** Se poate observa că cei mai mulţi scriitori admit suficienţa explicaţiei confor teoriei emisive a luminii; în timp ce dificultatea este chiar mai mare conform teoriei ondulatorii. În cazul teoriei emisive viteza luminii trebuie să fie mai mare în telescopul cu apă, şi prin urmare unghiul aberaţiei trebuie să fie mai mic; deci, pentru a o reduce la valoarea ei reală, trebuie să emitem ipoteza absurdă că mişcarea apei în telescop transportă raza de lumină în direcţie opusă!

Page 3: Experimentul Morley-Michelson - 1887

334 Michelson şi Morley – Mişcarea Pământului, etc

Jurn. Am. St. – Seria a treia, Vol. XXXIV, Nr. 203. NOI., 1887 Tradus de SaDAng

În teoria ondulatorie, conform lui Fresnel, primul, eterul s-a presupus a fi nemişcat, cu excepţia interiorului mediilor transparente, în care al doilea, s-a presupus că se mişcă cu o viteză mai mică decât viteza mediului într-un raport de n2 – 1/n2, unde n este indexul de refracţie. Aceste două ipoteze dau o explicaţie completă şi satisfăcătoare a aberaţiei. A doua ipoteză, în ciuda aparentei ei improbabilităţi, trebuie să fie considerată ca fiind în totalitate dovedită, prima dată, de renumitul experiment al lui Fizeau* şi în al doilea rând, de ampla confirmare a propriei noastre munci.** Cercetarea experimentală a primei ipoteze formează subiectul prezentei hârtii.

Dacă Pământul ar fi fost un corp transparent, probabil ar fi putut fi admis, prin

prisma experimentelor descrise, că eterul intermolecular se află nemişcat în spaţiu, în ciuda mişcării Pământului pe orbita sa; dar nu avem nici un drept să extindem concluziile acestor experimente asupra corpurilor opace. Dar se poate pune foarte serios întrebarea dacă eterul poate şi întradevăr trece prin metale. Lorentz citează exemplul unui tub metalic de barometru. Când tubul se înclină eterul din spaţiul de deasupra mercurului este cu siguranţă forţat afară, deoarece este incomprehensibil.*** Dar din nou, nu avem nici un drept să presupunem că eliminarea acestuia se face în perfecta libertate, şi dacă există orice rezistenţă, oricât de mică, cu siguranţă nu putem presupune că un corp opac cum este întreg Pământul, oferă trecerea liberă prin întreaga lui masă. Dar aşa cum Lorentz corect a remarcat; “quoi qui’l en soit, on fera bien, a mon avis, de ne pas se laisser guider, dans une question aussi importante, par des considerations sur le degree de probabilite ou de simplicite de l’une ou de l’autre hypotese, mais de s’addresser a l’experience pour apprendre a connaitre l’etat, de repos ou de movement, dans lequel se trouve l’ether a la surface terrestre.”****

În Aprilie, 1881, a fost propusă şi realizată o metodă pentru testarea

experimentală a acestei întrebări. *****

La deducerea formulei pentru cantitatea măsurată, efectul mişcării Pământului prin eter, în direcţia razei care face unghi drept cu mişcarea acestuia a fost ignorată.****** * Comptes Rendus, xxxiii, 349, 1851; Pogg. Ann. Erganzungsband, rii, 457, 1853; Ann. Chim. Phys., III, lvii, 385, 1859. ** Influenţa Mişcării Mediului asupra Vitezei Luminii. Acest Jurnal, III, xxxi, 377, 1886 *** Se poate obiecta că acesta se poate elimina din spaţiul dintre mercur şi pereţi; dar aceasta se poate preveni prin combinarea pereţilor. **** Archives Néerlandaises, xxi, 2me livr. ***** Mişcarea relativă a Pământului şi a eterului, de Albert A. Michelson, acest Jurnal, III, xxii, 120 ****** Trebuie menţionat aici că eroarea i-a fost arătată autorului hartiei anterioare de către M. A. Potier, la Paris, în iarna lui 1881.

Page 4: Experimentul Morley-Michelson - 1887

Pământul şi Eterul Luminiscent 335

Jurn. Am. St. – Seria a treia, Vol. XXXIV, Nr. 203. NOI., 1887 Tradus de SaDAng

Discuţia asupra acestei neglijenţe precum şi întregul experiment formează subiectul unei analize foarte atente din partea lui H. A. Lorentz,* care a considerat că acest efect nu poate fi sub nici o formă ignorat. În consecinţă, cantitatea a fi măsurată are defapt doar o jumătate din valoarea presupusă, şi deoarece deja a fost foarte puţin peste limitele erorilor experimentului, concluziile trase după experiment ar putea fi foarte bine puse la îndoială; deoarece, oricum, partea principală a teoriei rămâne de necontestat, s-a decis repetarea experimentului cu asemenea modificări care să poată asigura un rezultat teoretic mult mai larg ca sa poată fi mascat de erorile experimentului. Teoria metodei poate fi pe scurt stabilită astfel:

Fie sa, fig.1, o rază de lumină care este parţial reflectată pe ab, şi parţial transmisă pe ac, fiind returnată de oglinzile b şi c, de-a lungul lui ba şi ca. ba este parţial transmisă pe ad, şi ca este parţial reflectată pe ad.

Atunci, dacă segmentele ab şi ac sunt egale, cele două raze interferă pe ad. Să presupunem acum, că, eterul fiind nemişcat, întregul aparat se mişcă pe direcţia sc, cu viteza Pământului pe orbita sa, direcţiile şi distanţele traversate de razele de lumină * De L’influence de Mouvement de la Terre sur les Phen. Lum. Archives Neerlandaises, xxi, 2me livr., 1886

Page 5: Experimentul Morley-Michelson - 1887

336 Michelson şi Morley – Mişcarea Pământului, etc

Jurn. Am. St. – Seria a treia, Vol. XXXIV, Nr. 203. NOI., 1887 Tradus de SaDAng

vor fi afectate astfel: - Raza sa este reflectată de-a lungul ab, fig.2; unghiul bab, fiind egal cu aberaţia = a, este returnată de-a lungul ba1, (aba1=2a), şi se duce în focarul telescopului, a cărui direcţie este neschimbată. Raza transmisă de-a lungul ac, este returnată de-a lungul segmentului ca1, şi este reflectată la a1, făcând ca1e egal cu 90-a, şi deci încă coincide cu prima rază. Trebuie remarcat că raza ba1 şi ca1 nu se întâlnesc acum exact în acelaşi punct a1, deşi diferenţa este de ordinul doi; aceasta nu afectează validitatea raţionamentului. Acum este necesar să aflăm diferenţa între cele două căi aba1 şi aca1. Fie V = viteza luminii 𝑣 = viteza pământului pe orbita sa D = distanţa ab sau ac, fig.1 T = timpul cât lumina face de la a la c. T1 = timpul cât lumina face de la c la a1, (fig. 2.)

Atunci T= 𝐷

𝑉−𝑣 , T1=

𝐷𝑉+𝑣

. Timpul total de dus şi întors este T+T1=2D𝑉

𝑉2−𝑣2 , şi distanţa

parcursă în acest timp este 2D𝑉2

𝑉2−𝑣2 = 2D�1 + 𝑣2

𝑉2�, neglijând termenii de ordinul

patru. Lungimea celeilalte căi este evident 2D�1 + 𝑣2

𝑉2 , ori cu acelaşi grad de

acurateţe, 2D�1 + 𝑣2

2𝑉2�. Deci diferenţa este D

𝑣2

𝑉2 . Dacă acum aparatul este întors

cu 90°, diferenţa va fi în direcţia opusă, prin urmare deplasarea franjelor de

interferenţă ar trebui să fie 2D𝑣2

𝑉2 . Considerând doar viteza Pământului pe orbita sa,

aceasta ar fi 2Dx10-8. Dacă, aşa cum a fost cazul în primul experiment, D=2x106 unde de lumină galbenă, deplasarea aşteptată ar fi de 0,04 din distanţa între franjele de interferenţă. În primul experiment una din principalele dificultăţi întâlnite a fost rotirea aparatului fără a produce distorsiuni; iar alta a fost sensibilitatea extremă la vibraţii. Aceasta a fost atât de mare, încât a fost imposibil să se poată vedea franjele de interferenţă, exceptând scurtul interval, de la ora 2 dimineaţa, lucrând în oraş. În final, aşa cum a fost deja remarcat, cantitatea observată, adică, o deplasare a ceva mai puțin decât a douăzecea parte din distanţa dintre franjele de interferenţă poate să fi fost prea mică pentru a putea fi detectată, putând fi mascată de erorile experimentale.

Page 6: Experimentul Morley-Michelson - 1887

Pământul şi Eterul Luminiscent 337

Jurn. Am. St. – Seria a treia, Vol. XXXIV, Nr. 203. NOI., 1887 Tradus de SaDAng

Prima dificultate a fost în totalitate rezolvată prin montarea aparatului pe o piatră masivă care plutea în mercur; iar a doua prin mărirea de aproximativ zece ori, prin reflexii repetate, a căii luminii, faţă de valoarea anterioară.

O perspectivă a aparatului este reprezentată în fig.3, în plan în fig.4 şi în secţiune verticală în fig.5. Piatra a (fig.5) este de aproximativ 1,5m2 şi 0.3m grosime. Aceasta este așezată pe o placă de lemn rotundă bb, cu un diametru exterior de 1,5m, 0,7m diametru interior, şi grosimea de 0,25m. Placa pluteşte în mercurul conţinut în profilul de fontă prin cc, de 1,5 centimetri grosime, şi de asemenea dimensiuni încât să rămână o distanţă de aproximativ 1 centimetru în jurul plăcii. Un pin d, ghidat de braţul gggg, este fixat într-un soclu e ataşat la placă. Pinul poate fi împins sau tras în soclu, de către un mâner pivotat la f. Acest pin păstrează placa concentrică cu restul, dar nu susţine nici o parte din greutatea pietrei. Fierul rotund este aşezat pe un pat din ciment, aflat pe un stâlp de cărămidă construit în formă de hexagon gol.

În fiecare colţ al pietrei au fost plasate patru oglinzi dd1 ee1 fig.4. Aproape de centrul pietrei se afla un plan paralel de sticlă b. Acesta era de aşa natură poziţionat, încât lumina de la un arzător a, trecând printr-o lentilă, cădea pe b astfel încât să fie parţial reflectată către d; cele două fascicule urmând căile indicate în figură, bdedbf şi respectiv bd1e1d1bf, fiind apoi observate de către telescopul f. Atât f cât şi a se roteau cu piatra. Oglinzile erau din speculum lucrate special pentru suprafeţe optice plane, având 5cm în diametru, iar planurile paralele de sticlă b şi c erau de aceiaşi grosime, de 1,25cm; suprafeţele lor măsurând de la 5,0cm la 7,5cm. Al doilea set din acestea erau

Page 7: Experimentul Morley-Michelson - 1887

338 Michelson şi Morley – Mişcarea Pământului, etc

Jurn. Am. St. – Seria a treia, Vol. XXXIV, Nr. 203. NOI., 1887 Tradus de SaDAng

plasate în calea unuia dintre fascicule pentru a compensa trecerea celuilalt prin aceiaşi grosime a sticlei. Întreaga porţiune optică a aparatului a fost acoperită cu o placă de lemn pentru a preveni curenţii de aer şi schimbările de temperatură.

Reglarea a fost efectuată după cum urmează: Oglinzile au fost ajustate din

şuruburile existente în profilele care susţineau oglinzile, acestea fiind presate de către arcuri, până când luminile celor două fascicule au putut fi văzute în telescop, lungimea

celor două căi fiind măsurată cu o riglă uşoară din lemn, în diagonală de la o oglindă la alta, distanţa fiind citită de pe o scală mică de oţel, până la o zecime de milimetru. Diferenţele de lungime între cele două căi a fost anulată prin mişcarea oglinzii e1. Această oglindă avea trei reglaje; un reglaj pentru înălţime, un altul pentru azimut, ca şi toate celelalte oglinzi, dar mai fin; de asemenea mai avea un reglaj pe direcţia razei incidente, alunecând înainte şi înapoi, dar păstrând cu foarte mare acurateţe

Page 8: Experimentul Morley-Michelson - 1887

Pământul şi Eterul Luminiscent 339

Jurn. Am. St. – Seria a treia, Vol. XXXIV, Nr. 203. NOI., 1887 Tradus de SaDAng

paralelismul faţă de propriul plan anterior. Trei reglaje ale acestei oglinzi puteau fi făcute cu capacul de lemn pus.

Căile fiind acum aproximativ egale, cele două imagini ale sursei de lumină sau al unui obiect bine definit aflat în faţa lentilei, erau făcute să coincidă, telescopul a fost reglat pentru vederea distinctă a benzilor de interferenţă aşteptate, iar lumina de sodiu a fost înlocuită cu lumină albă, după ce benzile de interferenţă au apărut. Acestea au fost apoi făcute cât de clar s-a putut, prin reglarea oglinzii e1; apoi lumina albă a fost restaurată, şurubul care modifica lungimea căii a fost foarte uşor mişcat (o

rotire a şurubului, a suta parte dintr-un inch modificând lungimea căii cu aproape 1000 de lungimi de undă) până când interferenţele de lumină colorată au reapărut în lumina albă. Acestora le-a fost stabilită o lăţime şi poziţie convenabile, iar aparatul a fost gata pentru observaţie. Observaţiile au fost efectuate după cum urmează: În jurul profilului de fontă erau şaisprezece marcaje

echidistante. Aparatul a fost rotit foarte uşor (o rotaţie în şase minute) şi după câteva minute reticulul micrometrului a fost stabilit pe franja de interferenţă cea mai clară, în momentul trecerii peste un marcaj. Mişcarea a fost atât de înceată, încât aceasta să poată fi făcută uşor şi cu precizie. Indicaţia capului şurubului pe micrometru a fost notată, şi un foarte uşor şi gradual impuls a fost dat pietrei pentru a o păstra în mişcare; la trecerea peste al doilea marcaj a fost repetat procesul, şi acesta a continuat până când aparatul a făcut şase rotaţii complete. S-a constatat că prin păstrarea aparatului în mişcare uniformă înceată, rezultatele au fost mult mai uniforme şi consistente decât atunci când piatra a fost oprită pentru fiecare observare; efectul de oscilaţie a putut fi observat pentru cel puţin o jumătate de minut după ce piatra s-a oprit, şi pe durata acestui timp efectul schimbării de temperatură a intrat în acţiune. Următoarele tabele dau media celor şase citiri; primul, pentru observaţiile făcute la amiază, al doilea, pentru cele de la ora şase seara. Citirile reprezintă diviziunile capului şurubului. Lăţimea franjelor variază de la 40 la 60 de diviziuni, valoarea medie fiind apropiată de 50, aşa că o diviziune înseamnă 0,02 din lungimea de undă. Rotaţia pentru observaţiile de la amiază a fost în sensul invers al acelor de ceasornic, iar pentru cele de seară, în sensul acelor de ceasornic.

Page 9: Experimentul Morley-Michelson - 1887

340 Michelson şi Morley – Mişcarea Pământului, etc

Jurn. Am. St. – Seria a treia, Vol. XXXIV, Nr. 203. NOI., 1887 Tradus de SaDAng

Rezultatele observaţiilor sunt exprimate grafic în fig.6. Graficul de sus reprezintă curba pentru observaţiile de la amiază, iar cel de jos pentru observaţiile de seară. Liniile punctate reprezintă o optime din deplasarea teoretică. Pare a fi echitabil să concluzionăm din această figură, că dacă există o cat de mică deplasare datorată

mişcării relative a Pământului faţă de eterul luminescent, aceasta nu poate fi mai mare decât 0,01 din distanţa între franje.

Considerând doar mişcarea Pământului pe orbita sa, această deplasare

Page 10: Experimentul Morley-Michelson - 1887

Pământul şi Eterul Luminiscent 341

Jurn. Am. St. – Seria a treia, Vol. XXXIV, Nr. 203. NOI., 1887 Tradus de SaDAng

ar trebui să fie 2𝐷 𝑣2

𝑉2= 2𝐷 × 10−8. Distanţa D a fost de aproximativ 11m, sau

2 × 107 lungimi de undă a luminii galbene; prin urmare deplasarea aşteptată a fost de 0,4 franje. Deplasarea actuală a fost cu siguranţă mai mică decât a douăzecea parte din aceasta, şi probabil mai mică decât a patruzecea parte. Dar deoarece deplasarea este proporţională cu pătratul vitezei, viteza relativă a Pământului şi a eterului este probabil mai mică decât o şesime din viteza orbitală a Pământului, şi cu siguranţă mai mică decât o pătrime. În toată analiza precedentă, doar mişcarea orbitală a pământului a fost considerată. Dacă aceasta este combinată cu mişcarea sistemului solar, despre care se ştiu puţine cu certitudine, rezultatul va trebui să fie modificat; şi este foarte posibil ca viteza rezultată la timpul observaţiei a fost mică deşi şansele sunt mult împotrivă. Experimentul va fi prin urmare repetat la intervale de trei luni, şi astfel toate incertitudinile vor fi evitate. Se pare, din toată analiza precedentă, în mod rezonabil că dacă există o mişcare relativă între Pământ şi eterul luminiscent, aceasta trebuie să fie mică; destul de mică pentru a infirma explicaţia lui Fresnel despre aberaţie. Stokes a emis o teorie a aberaţiei care presupune că eterul de la suprafaţa Pământului se află în repaus faţă de acesta, şi necesită doar suplimentar că viteza relativă are un potenţial; dar Lorentz a arată că aceste condiţii sunt incompatibile. Apoi Lorentz propune o modificare care combină ideile lui Stokes şi Fresnel, si presupune existenţa unui potenţial, împreună cu coeficientul lui Fresnel. Dacă acum a fost corect să concluzionez din prezenta muncă că eterul este nemişcat raportat la suprafaţa Pământului, conform lui Lorentz nu ar trebui să fie o viteză potenţială, şi propria lui teorie cade.

Supliment

Este evident din ceea ce a fost înainte că ar fi fără speranţă încercarea de rezolvare a întrebării despre mişcarea sistemului solar prin observarea fenomenelor optice la suprafaţa Pământului. Dar nu este imposibil ca, chiar la distanţe moderate deasupra nivelului mării, cum ar fi piscul unui vârf de munte izolat, de exemplu, mişcarea relativă să fie percepută într-un aparat ca cel utilizat în aceste experimente. Poate dacă experimentul ar trebui vreodată încercat în aceste circumstanţe, capacul ar trebui să fie de sticlă, sau ar trebui îndepărtat. Poate fi util de menţionat o altă metodă pentru multiplicarea ariei aberaţiei, suficient cât să o aducă în domeniul observaţional, care s-a prezentat singură pe durata pregătirii acestei hârtii. Aceasta este fundamentată pe faptul că reflexia de la suprafeţe în mişcare variază de la legea ordinară a reflexiei.

Page 11: Experimentul Morley-Michelson - 1887

342 Michelson şi Morley – Mişcarea Pământului, etc

Jurn. Am. St. – Seria a treia, Vol. XXXIV, Nr. 203. NOI., 1887 Tradus de SaDAng

Fie ab (fig.1) o undă plană care cade pe oglinda mn la un unghi de incidenţă de 45o. Dacă oglinda este nemişcată, frontul undei după reflexie va fi ac. Acum să presupunem că oglinda se mişcă într-o direcţie care face un unghi a cu normala acesteia, cu o viteză 𝜔. Fie V viteza luminii în eterul presupus nemişcat, şi fie cd mărirea de distanţă pe care lumina o traversează pentru a atinge d. În acest timp

oglinda s-a mutat o distanţă 𝑐𝑑

√2 cos𝑎. Avem 𝑐𝑑

𝑎𝑑= 𝜔√2cos𝑎

𝑉 în care put=r şi

𝑎𝑐𝑎𝑑

= 1 − 𝑟.

În scopul de a găsi noul front de undă, desenăm arcul fg cu b ca şi centru şi ad ca şi rază; tangenta la acest arc din d va fi noul front de undă, şi normala la tangentă din b va fi noua direcţie. Aceasta va diferi faţă de direcţia ba cu unghiul 𝜃 pe care este necesar să-l aflăm. Din egalitatea triunghiurilor adb şi edb, urmează că 𝜃 = 2𝜑, ab=ac,

tan adb = tan�45° − 𝜃2� =

1−𝑡𝑎𝑛𝜃21+𝑡𝑎𝑛𝜃2

= 𝑎𝑐𝑎𝑑

= 1 − 𝑟 ,

sau neglijând termenii de ordin r2,

𝜃 = 𝑟 +𝑟2

2 =√2𝜔 cos𝑎

𝑉 +𝜔2

𝑉2 𝑐𝑜𝑠2𝑎

Acum lăsând lumina să cadă pe o oglindă paralelă cu prima, noi ar trebui atunci să

avem 𝜃1 = −√2𝜔cos𝑎𝑉

+ 𝜔2

𝑉2𝑐𝑜𝑠2𝑎 , iar deviaţia totală ar fi 𝜗 + 𝜃1 = 2𝜌2 unde 𝜌 este

unghiul aberaţiei, în cazul în care se consideră doar mişcarea orbitală a Pământului. Deplasarea maximă care se obţine prin rotirea întregului aparat cu 90o ar fi ∆= 2𝜌2 =0,004". Cu cincizeci de asemenea perechi deplasarea ar fi 0,2”. Dar observaţiile astronomice realizate în circumstanţe mult mai puţin favorabile decât cele în care acestea pot fi făcute, au fost efectuate la sutimi de secundă; aşa că această nouă metodă proclamă corect ca fiind cel puţin la fel de sensibilă ca anterioarele. Aranjamentul aparatului ar putea fi ca în fig.2; s este o fantă aflată în focarul lentilei a; bb cc sunt două oglinzi de sticlă optic plane şi argintate de aşa natură încât să lase să treacă prin ele doar a douăzecea parte, şi să reflecteze să zicem nouăzeci de procente. Intensitatea luminii care cade pe telescopul de observare df ar fi de

Page 12: Experimentul Morley-Michelson - 1887

Pământul şi Eterul Luminiscent 343

Jurn. Am. St. – Seria a treia, Vol. XXXIV, Nr. 203. NOI., 1887 Tradus de SaDAng

Page 13: Experimentul Morley-Michelson - 1887

344 Michelson şi Morley – Mişcarea Pământului, etc

Jurn. Am. St. – Seria a treia, Vol. XXXIV, Nr. 203. NOI., 1887 Tradus de SaDAng

aproximativ o milionime din intensitatea originală, aşa că, dacă lumina solară sau a unui arc electric sunt utilizate, acestea ar putea fi încă uşor de văzut. Oglinzile bb, şi cc ar diferi faţă de paralelism suficient ca să separe imaginile succesive. În final, aparatul nu trebuie montat pentru a se roti, deoarece rotaţia Pământului este suficientă. Dacă ar fi fost posibil să se măsoare viteza luminii cu suficientă precizie, fără ca raza să se întoarcă la punctul de plecare, problema măsurării primei puteri a vitezei relative a Pământului în raport cu eterul ar fi rezolvată. Aceasta nu este chiar aşa de fără speranţă cum pare a fi la prima vedere, deoarece dificultăţile sunt în totalitate de natură mecanică şi pot eventual fi depăşite în cursul timpului. De exemplu, să presupunem (fig.3) că m şi m1, sunt două oglinzi care se rotesc cu viteză egală în direcţii opuse. Este evident că lumina de la s va forma o imagine statică la s1, şi similar, imaginea de la s1 va forma o imagine statică la s. Dacă acum viteza oglinzilor este crescută suficient, fazele acestora fiind încă exact la fel, amândouă imaginile vor fi deviate de la s şi s1, în proporţie inversă cu viteza luminii în cele două direcţii; sau, dacă cele două devieri sunt egale, şi diferenţele de fază între cele două oglinzi sunt măsurate simultan, aceasta va fi evident proporţională cu diferenţa de viteză în cele două direcţii. Singura dificultate reală stă în măsurătoare. Următoarea este probabil o posibilă soluţie: gg1 (fig.4) sunt două grilaje pe care este concentrată lumina solară. Acestea sunt plasate astfel încât după căderea pe oglinda rotitoare m şi m1, lumina formează imagini ale grilajului pe s şi s1, două celule de seleniu foarte sensibile aflate în circuit cu o baterie şi o cască telefonică. Dacă imaginile sunt simetrice, sunetul din cască va fi maxim. Dacă acum, una din fantele s este deplasată cu jumătate de distanţă faţă de imaginea barelor grilajului, va fi linişte (n.t. în casca telefonică). Să presupunem acum că cele două devieri sunt perfect egale, fanta este reglată pentru linişte. Apoi dacă experimentul este repetat după ce Pământul a rotit întreg aparatul cu 180o, iar devierile sunt din nou făcute egale, nu va mai fi linişte, iar distanţa unghiulară cu care s trebuie să fie mutată pentru a restaura liniştea va reprezenta diferenţa de fază necesară. Mai rămân alte trei metode, toate astronomice, pentru atacarea problemei mişcării sistemului solar prin spaţiu.

1. Observarea telescopică a mişcării proprii a stelelor. Aceasta ne-a dat o foarte probabilă determinare a direcţiei acestei mişcări, şi doar o presupunere cu privire la valoarea acesteia.

2. Observarea spectroscopică a mişcării stelelor aflate în linia de vedere. Aceasta poate furniza date doar despre mişcarea relativă, deşi pare că prin imensa îmbunătăţire a fotografierii spectrului stelar, informaţiile astfel obţinute vor fi mult mai precise decât oricare altele.

Page 14: Experimentul Morley-Michelson - 1887

Pământul şi Eterul Luminiscent 345

Jurn. Am. St. – Seria a treia, Vol. XXXIV, Nr. 203. NOI., 1887 Tradus de SaDAng

3. În final, rămâne determinarea vitezei luminii prin observarea eclipselor sateliţilor lui Jupiter. Dacă metodele fotometrice îmbunătăţite practicate la observatorul de la Harward, fac posibilă observarea acestora cu suficientă precizie, diferenţa în rezultatele găsite pentru viteza luminii atunci când Jupiter se află în apropierea şi la depărtare faţă de linia de mişcare, va da nu doar mişcarea sistemului solar faţă de stele, ci şi faţă de eterul luminiscent însuşi.