Experimento de Michelson y Morley

Análisis básico del experimento de Michelson y Morley (1887)

Análisis básico del experimento
de Michelson y Morley (1887).
Enrique Ordaz Romay - eorgazro@cofis.es 1
Facultad de Ciencias Físicas, Universidad Complutense de Madrid (España)

Resumen:
Aun cuando hace ya 120 años del experimento de Michelson y Morley, muchos
estudiantes e incluso profesionales no alcanzan a comprender lasrazones básicas por las
cuales este experimento cambió la forma de entender la física. En muchas ocasiones nos
plantean la pregunta: -¿Cómo se deduce del experimento de Michelson y Morley que la
velocidad de la luz es constante?-.

Para entender la relación entre el experimento de Michelson y Morley y constancia de
la velocidad de la luz en el vacío hay que volver a revivir los acontecimientosque mediaron
entre 1887 y 1905. En esos 18 años, fundamentalmente Lorentz, Larmor, Poincaré y Einstein
trabajaron individualmente para obtener una teoría coherente con la teoría electrodinámica de
Maxwell y el experimento de Michelson y Morley que finalmente desembocaría en la
relatividad especial.

En este artículo se hace un repaso conceptual de estos desarrollos, orientado a que,cualquier estudiante con un nivel físico y matemático preuniversitario, pueda entender estas
ideas que cambiaron los cimientos de la física en los albores del siglo XX.

Introducción:
Desde 1865, con la teoría del electromagnetismo de Maxwell, estaba definitivamente
zanjado el problema de la naturaleza de la luz. Según esta teoría, la luz era una onda. Como
todas las ondas deben viajar en unmedio, y la luz es capaz de viaja por el espacio, en el
espacio debía existir el medio en el cual viajaba la luz. A este medio se le llamó ÉTER.

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Análisis básico del experimento de Michelson y Morley (1887)

Las ondas se caracterizan porque su velocidad depende sólo del medio y no de la
velocidad del foco emisor o del receptor. Así, por ejemplo, una onda sonora viajará respecto
delmedio (por ejemplo, aire) siempre a la misma velocidad (240 m/s), independientemente
de las velocidades a las que se muevan emisor y receptor. Las velocidades del emisor y
receptor cambiarán la frecuencia de las ondas produciendo efectos Doppler, pero no
cambiarán la velocidad de la onda respecto del medio.

Sin embargo, si el medio se mueve (por ejemplo, si para el sonido es el aire, nosreferimos al viento), entonces, respecto de un receptor en reposo, la velocidad total de la onda
será la suma vectorial de la velocidad de la onda respecto de medio y la velocidad del medio
respecto del receptor.

En el caso de la onda de luz y el éter, como medio en el cual se desplaza, la Tierra, en
su traslación alrededor del Sol y este a su vez, viajando a través de la galaxia, hacen que laTierra viaje a una velocidad v por el espacio (ya casi 30 Km/s solo por su velocidad de
traslación en la órbita). En estas condiciones, Puesto que el éter debe llenar el espacio
“vacío”, la Tierra debe mostrar algún movimiento perceptible respecto del éter, en alguna
dirección.

Imagen tomada de wikimedia con la licencia documentación libre GNUhttp://es.wikipedia.org/wiki/Licencia_de_documentaci%C3%B3n_libre_GNU

En el experimento de Michelson y Morley se intentaba medir cual era la velocidad de
luz en la Tierra, en distintas direcciones, a distintas horas y en distintos momentos del año,

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suponiendo que el movimiento relativo del éter no puede ser igual, a la vez, en dosdirecciones distintas.

Una forma de entender el experimento es imaginarlo parecido al de medir la
velocidad de una onda de sonido cuando hay viento. Es decir, lo que se pretendía con este
experimento era calcular la velocidad del “viento” de éter luminífero.

Método:
La razón teórica clásica de este experimento se basa en que la luz viaja a una
velocidad c respecto de su fuente y en un...