El experimento de Michelson-Morley y el éter

Quiero partir diciendo que los hechos relatados en este artículo están desde la perspectiva de lo que nos dicen los medios y la ciencia oficial. En el apartado críticas podrán comprender una parte de la visión del autor acerca de todo lo sucedido alrededor de este experimento.

En noviembre de 1887 fue publicado el famoso experimento que tenía como objetivo demostrar que el “movimiento de la tierra”, afectaba la velocidad de la luz en el éter propuesto por Agustin-Jean Fresner. El experimento de Michelson-Morley fue un intento de detectar la existencia del éter luminífero, un supuesto medio que se pensaba que impregna el espacio y que era el portador de las ondas de luz. El experimento fue realizado por los físicos estadounidenses Albert Michelson y Edward Morley en lo que ahora es la Universidad Case Western Reserve en Cleveland, Ohio.

La importancia de este experimento para la física moderna viene de las propias palabras de Albert Einstein, quien escribió: «Si el experimento de Michelson-Morley no nos hubiera puesto en una situación embarazosa, nadie habría considerado la teoría de la relatividad como una redención». El resultado del experimento de Michelson y Morley abrió el camino de investigaciones que finalmente desembocaron en la teoría de la “relatividad especial”.

Las teorías de la física del siglo XIX asumieron que, así como las ondas de agua superficiales deben tener una sustancia de soporte, es decir, un «medio» para moverse (en este caso agua), y el sonido audible requiere un medio para transmitir sus movimientos ondulatorios, la luz también debe requerir un medio, el «éter luminífero», para transmitir sus movimientos ondulatorios. Y como la luz puede viajar a través del vacío, se asumió que incluso un vacío debe llenarse con éter. Entonces, debido a que la velocidad de la luz es tan grande (300000 kilómetros por segundo (km/s)), y que los cuerpos materiales atraviesan el éter sin fricción o arrastre obvios, se asumió que el éter tenía una combinación de propiedades muy inusual.

Diseñar experimentos para investigar estas propiedades del éter fue una alta prioridad de la física del siglo XIX.

Los científicos esperaban que la diferencia relativa esperada en la velocidad medida de la luz fuera bastante pequeña, dado que la velocidad de la Tierra (30000 km/s) en su órbita alrededor del Sol tiene una magnitud de aproximadamente una centésima parte del uno por ciento de la velocidad de la luz.

Racional

La clave para entender estos experimentos es el pensamiento de los científicos de esa época. Se creía que midiendo la llegada de haces de luz blanca de diferentes direcciones se deberían obtener cambios en la velocidad de la luz. Esto gracias a que el éter generaría roces o fuerzas contrarias, dependiendo de factores relacionados a la supuesta órbita de la Tierra respecto al Sol. Así, en diferentes estaciones del año deberían verse distintas dinámicas asociadas a las aberraciones de la luz, es decir, a los cambios en la velocidad de ésta. Sin embargo, estos cambios están en ordenes de magnitud demasiado bajos para ser detectados con los instrumentos de mediados del siglo XIX.

Siguiendo la tendencia de la poca agudeza de medición de estos instrumentos, en 1881 Michelson inventó el primer prototipo de lo que sería su interferómetro. Sin embargo, este era inadecuado para detectar cambios tan pequeños en la velocidad de la luz, que ha sido establecida por la ciencia oficial en 300000 km/s.

De los experimentos con este interferómetro se esperaba un cambio de la franja producida por la interferencia de los haces de luz en un 0.04, siendo este valor un indicativo del alejamiento de la banda de interferencia. Sin embargo, lo máximo que se encontró fue un cambio de 0.018, en la dirección nor-oeste. Por lo que se concluyó que la teoría del éter estacionario con arrastre parcial era falsa. Esto es debido a los haces que van en paralelo al supuesto movimiento de la tierra, deberían haberse tardado más en llegar.  El éter estacionario tendría que haber ejercido una fuerza opuesta, produciendo que los haces de luz que van en paralelo se retrasen respecto a los que van en dirección perpendicular al movimiento de la tierra.

En 1885, Michelson inició una colaboración con Edward Morley, gastando considerable tiempo y montos de dinero en confirmar el coeficiente de arrastre de Flesner (experimento de Fizeau, 1851), en establecer la longitud de la onda de la luz como un estándar de longitud y en mejorar los experimentos de 1881. En 1886 confirmaron el coeficiente de arrastre de Flesner, esto implicaba la posible existencia de un éter estacionario, por lo que se hizo más imperioso una mejora de los experimentos de 1881 para demostrar este “viento etérico” que se mueve junto a la Tierra.

Los experimentos para demostrar el éter a través de cambios en la velocidad de la luz fueron realizados entre abril y julio de 1887. Como se muestra en la figura de ababjo, la luz se reflejó repetidamente hacia adelante y hacia atrás a lo largo de los brazos del interferómetro, aumentando la longitud del camino a 11 metros. A esta longitud, el alejamiento sería de aproximadamente 0.4 franjas.

Para hacer fácilmente detectable los cambios en la velocidad de la luz, el aparato se montó en una habitación cerrada en el sótano de un dormitorio de piedra pesada, con el fin de eliminar la mayoría de los efectos térmicos y vibratorios. Las vibraciones se redujeron aún más construyendo el aparato sobre un gran bloque de piedra arenisca, de aproximadamente de 0,3 metros de grosor y cinco metros cuadrados, que luego se hizo flotar en una cubeta circular de mercurio. Los efectos detectables estimados serían de alrededor de 0,01 franjas.

Cabe destacar que en estos experimentos ellos utilizaron luz blanca, ya que esta genera un patrón bandas o franjas de color negro definidas, con lo cual los científicos pueden establecer un punto de inicio de referencia para sus mediciones. Esto no podría ser logrado con una luz amarilla de sodio monocromática. Sin embargo, la luz monocromática fue utilizada para setear o poner a punto el interferómetro antes de las mediciones.

El mercurio sirvió para que el interferómetro pudiese girar con la menor fricción posible. De esta manera, el aparato puede ser girado en distintas direcciones para medir el “viento etérico”. Esto implicaría que en el momento en el cual un brazo del interferómetro está ubicado en paralelo al éter, el otro estaría en dirección perpendicular a este. Ellos esperaban que durante un giro completo del interferómetro en esta “piscina” de mercurio se producirían dos señales detectables debido a la disposición en paralelo del aparato con el éter. Además, debido a la supuesta rotación de Tierra, se esperaba un cambio periódico en estas señales durante el transcurso de un día.

Resultado

Michelson y Morley reportaron en noviembre de 1887 que el desplazamiento de la franja observado fue menor a un catorceavo (1/14) del desplazamiento esperado. Dado que el desplazamiento es proporcional al cuadrado de la velocidad, concluyeron que la velocidad medida era «probablemente menos de un sexto» de la velocidad esperada a raíz del movimiento de la Tierra en su órbita y «ciertamente menos de un cuarto». Michelson dijo que los resultados del desplazamiento de la franja de interferencia deberían haber sido 0.40 de la franja, pero el valor máximo y promedio fueron 0.02 y 0.01, respectivamente.

 

Desde el punto de vista de los modelos de éter vigentes en ese momento, los resultados experimentales fueron contradictorios. El experimento de Fizeau y su repetición de 1886 por Michelson y Morley aparentemente confirmaron el éter estacionario con arrastre de éter parcial y refutaron el arrastre del éter completo. Por otro lado, el experimento de Michelson-Morley (1887), mucho más preciso, aparentemente confirmó el arrastre completo del éter y refutó el éter estacionario. Además, el resultado nulo de Michelson-Morley fue corroborado más tarde por los experimentos de Trouton-Noble (1903) y de Rayleigh y Brace (1902-1904). Estos problemas y su “solución” posterior llevaron al desarrollo de la transformación de Lorentz y la relatividad especial.

Crítica

¿Cómo es que los físicos del siglo XIX esperaban un efecto producido por el movimiento de la Tierra en la velocidad de la luz, si el mismo movimiento de la Tierra es completamente teórico? Es decir, están cometiendo lo que sería una falacia ad-hominem. En palabras sencillas, los científicos de esa época querían comprobar la existencia del éter metiendo a una ecuación matemática una variable como movimiento de la Tierra, que no ha sido empíricamente comprobada.

Además, el hecho de querer asumir que la velocidad de la luz se propaga en el vacío, y que esto sea hasta el día de hoy aplaudido por la ciencia oficial me parece un sin sentido, por decir lo menos. Para que cualquier onda se propague desde un punto A hasta un punto B necesita un medio, eso es una verdad universal. Y hasta lo que nuestros sentidos pueden percibir, todo está lleno de algún tipo de medio, no importando si ese medio es de mayor o menor densidad (aire y agua, por ejemplo). Además, ya sea una roca, un ser vivo o un pedazo de chatarra, éstos tienen en común la posesión de estructura y/o partículas fundamentales que vibran. Por lo tanto, toda la materia que vibra y resuena también debe estar contenida en “algo”. Y para mí, ese “algo” es el éter.

Por último, definir un sistema de coordenadas para el supuesto efecto de arrastre por parte del éter sobre la luz es bastante arbitrario, incluso si tomamos en cuenta los movimientos de la Tierra como verdaderos. Recordemos del falso modelo heliocéntrico que la Tierra se mueve alrededor del Sol mientras al mismo tiempo rota sobre sí misma. Todo esto lo hace inclinada unos grados sobre el plano de su órbita (precesión de los equinoccios), mientras realiza otro movimiento llamado nutación. Finalmente, también dentro del modelo oficialista existe la llamada fuerza de gravedad. Como la tierra, nos dicen ellos, es un esferoide con un centro de masa o varicentro no en el centro exacto de la supuesta esfera, el nuevamente supuesto arrastre del éter no sería el mismo en todos los lugares geográficos. Por ejemplo, este tendría que ser mayor en los lugares cercanos al baricentro respecto a los más alejados.

Conclusión

Desde mi perspectiva, todos estos experimentos que se llevaron a cabo sistemáticamente alrededor del siglo XIX, fueron hechos para erradicar la existencia del éter como ese quinto elemento, el cual ha sido referenciado en muchas civilizaciones anteriores a esta. Además, existen muchas referencias en la alquimia respecto al éter como ese elemento sutil que permea todo el espacio que llamamos realidad. Todos estos experimentos realizados por la física oficial llevaron a la introducción, en primer lugar, de la contracción de Lorentz, y después a la teoría de la relatividad. Lo cual nuevamente son solo teorías que nunca se han comprobado experimentalemente, solo a nivel matemático.

Que el resultado obtenido por Michelson y Morley haya sido negativo no quiere decir nada, no prueba la inexistencia del éter, porque en primer lugar cualquier instrumento de medición tiene un sesgo inherente y, en segundo lugar, porque ni el movimiento de la tierra, ni su esfericidad, ni el vacío, ni la velocidad de la luz han sido experimentalmente comprobadas.

Cuando cambiemos estos paradigmas y realmente empecemos a buscar en base a la verdad, empezaremos a entender realmente cómo funciona el éter. Cuando miremos a nuestras raíces ancestrales podremos entender la maravillosa expresión del cosmos.