Das Michelson-Morley-Experiment (1887) bewies, dass die Erde bewegungslos im Äther ruht und nicht, wie zu jener Zeit allgemein angonommen, sich um die Sonne herum bewegte. Eine Streitfrage, die von Nikolaus Kopernikus formuliert wurde, hätte zu diesem Zeitpunkt ad akta gelegt werden können.
Allerdings konnte die (sogenannte) wissenschaftliche Gemeinschaft dieses Resultat nicht akzeptieren. Eine ruhelose Erde war für sie schlichtweg undenkbar! Eine andere Lösung musste her.
Die Apparatur schwamm in einem Quecksilberbad. Sie konnte von Hand in Rotation versetzt werden, so dass sie sich in ca. 6 Minuten einmal um sich selber drehte. Der Reibungswiderstand war so gering, dass die Drehung über eine Stunde anhielt.
Die Länge des Lichtstrahls betrug ca. 11 Meter. Die Erwartung des »Fringe Shifts« war etwa 4/10.
Kein Null-Resultat
Michelson und Morley massen kein Null Resultat: Statt den erwarteten 30 km/s fanden sie nur einen zwanzigstel (Phasenverschiebung war 0.02 nm statt der erwarteten 0.40 nm.)
Da das Resultat viel kleiner als erwartet ausfiel, wurde es (möglicherweise aus Enttäuschung) als Messfehler eines Null-Resultates gewertet (also so, als ob überhaupt keine Phasenversschiebung gemessen worden wäre).
Nach Michelson-Morley wurden ähnliche Versuche zur Messung des Ätherwindes durchgeführt: sie massen immer (ausser im Vakuum?) ein Ergebnis von 7-11 km/s. Am meisten Energie steckte wohl Dayton Miller in seine Versuche. Einen Teil seiner Versuche führte er sogar auf einem Berg durch, um einen allfälligen Effekt der Äthermitnahme durch die Erde möglichst gering zu halten (Vgl Abenteuer Philosophie 4/2005, Wigbert Winkler: Kritiken an Einsteins Relativitätstheorie).
Die meisten anderen MM Experimente ergaben ebenfalls kein Null Resultat: vgl Hector A. Munera Michelson Morley experiment revisited, systematic errors, consistency among different experiments and compatibility with absolute space, Apeiron Vol.5 Nr.1-2 January - April.
Reginald T. Cahill schreibt
Physics textbooks assert that in the famous interferometer 1887 experiment to detect absolute motion Michelson and Morley saw no rotation induced fringe shifts - the signature of absolute motion; it was a null experiment. However this is incorrect. Their published data revealed to them the expected fringe shifts, but that data gave a speed of some 8km/s using a Newtonian theory for the calibration of the interferometer, and so was rejected by them solely because it was less than the 30km/s orbital speed of the earth. A 2002 post relativistic-effects analysis for the operation of the device however gives a different calibration leading to a speed > 300km/s. So this experiment detected both absolute motion and the breakdown of Newtonian physics. So far another six experiments have confirmed this first detection of absolute motion in 1887.
Zeitlicher Aufwand
Georges Bourbaki bemerkt treffend:
Der gesamte zeitliche Aufwand für die Messungen betrug im übrigen ganze 6 Stunden, was trotz entgegengesetzter Meldungen aus dem relativistischen Lager im Hinblick auf die Wichtigkeit der betreffenden Experimente als relativ gering gewertet werden muss.
Einige versuchten, dass Ergebnis mit der Emissionstheorie zu erklären.
1881 Experiment / Null Resultate
Im 1881 Experiment betrug die Länge des reflektierten Lichtes 120 cm. Nach den Berechnungen von Michelson müsste der Unterschied des »Fringes« bei einer Drehung des Apparates 1/10 ausmachen. Dieser Unterschied entdeckte Michelson nicht und er schloss daraus auf ein »Null-Ergebnis«.
H. A. Lorentz überprüfte das Resultat von Michelson und bemerkte, dass Michelson den Einfluss des Ätherwindes auf den transversalen Arm der Apparatur nicht berücksichtigt hatte. Unter der Berücksichtigung dieses Aspektes wurde der erwartete Effekt von 1/10 Fringe sogar halbiert.
Aus dieser Erkenntnis schloss Michelson, dass das gemessene Resultat wohl experimentelles Rauschen sei. Dies führte zu seiner verbesserten Anordnung für den Versuch von 1887.
Interessant: Obwohl der gemessene Wert ganz eindeutig kein Null Resultat war, wurde er als Null Resultat gewertet.
Bei der Messung der Gravitationswellen ist das gemessene Resultat viel näher an einer Null wie bei Michelson-Morley. Da man aber Gravitationswellen messen will, wird das Messresultat der Gravitationswellen nicht als Nullresultat gewertet!
Maurizio Consoli
An Enigma for Physics and the History of Science
Since then, many repetitions of that original experiment have been performed with better and better sensitivity and the standard conclusion has been always the same: no genuine ether drift has ever been detected. However, in the authors' new scheme, the small irregular residuals observed in laboratory show surprising correlations with the direct observations of the Cosmic Microwave Background (CMB) with satellites in space. This opens the possibility of finally linking the CMB to a fundamental reference frame for relativity, with substantial implications for the interpretation of non-locality in the quantum theory.
Relativistic analysis of Michelson-Morley experiments and Miller’s cosmic solution for the Earth’s motion
A simple relativistic treatment of Michelson-Morley type of experiments shows the remarkable internal consistency of 1932 Miller’s cosmic solution v earth ∼ 208 km/s deduced from the experimental fringe shifts observed with his apparatus. The same analysis of present-day experiments is in good agreement with the existing data.
Lorentz stellt 1904 eine Hypothese auf, um den Widerspruch des feststehenden Äthers und dem angeblichen Null-Resultat von Michelson-Morley zu erklären.