Experimento de Michelson–Morley
O Experimento de Michelson-Morley, realizado em 1887, iniciou a linha de pesquisa que eventualmente culminaria na Teoria da Relatividade Restrita. O objetivo do experimento era detectar o movimento relativo da matéria no “éter”, quando se acreditava que essa substância existia. A Teoria do Éter afirmava a existência de uma substância que preenchia o espaço, sendo necessária para a propagação de forças eletromagnéticas ou gravitacionais.
No laboratório, o Experimento de Michelson-Morley utilizou um relógio de luz, ou interferômetro. Um relógio de luz consiste em dois espelhos separados por uma distância L, virados um para o outro, conforme esquema abaixo:
No experimento, um pulso de luz é emitido para refletir de um espelho para o outro, enquanto sua velocidade é calculada. No século XIX, essa tecnologia de emissão de pulsos já era bem desenvolvida.
Em cada espelho, há um contador, que mede o instante em que o pulso de luz atinge o espelho. O tempo em que um pulso de luz demora em retornar para o mesmo espelho é facilmente calculado através da equação abaixo:
Como o tempo pode ser representado por distância dividido por velocidade, temos que a distância da ida e volta é de L + L = 2L, e que a velocidade é igual a c (velocidade da luz).
Como o objetivo do experimento era medir a velocidade da luz em relação ao éter, o relógio de luz foi movido para a direita com uma velocidade constante v, conforme esquema abaixo:
Nessa nova situação, o tempo levado para o pulso de luz ir e voltar é diferente: na ida, o espelho está se movendo na mesma direção que o pulso. Portanto, utilizando o conceito de velocidade relativa, a velocidade do pulso de luz na ida é de c – v.
Já na volta, o espelho está se movendo de forma a encontrar o pulso de luz mais rápido. Neste caso, a velocidade relativa do pulso de luz é de c + v. É como um carro ir atrás do outro ou de encontro ao outro: somam-se ou subtraem-se as velocidades para encontrar a relativa.
Equacionando o experimento na nova situação, com movimento horizontal, temos que o tempo de ida e volta é calculado da seguinte forma:
O novo tempo é igual à distância percorrida na ida (L) sobre a velocidade da luz na ida (c – v), mais a distância percorrida na volta (o mesmo L) sobre a velocidade da luz na volta (c + v). Rearranjando a equação acima, temos o seguinte formato:
Repare que este novo formato nos mostra que o tempo de ida e volta do pulso de luz, nessa nova situação, é o tempo com o relógio de luz parado (2L / c) multiplicado por um fator. Observemos algumas coisas interessantes nesse fator:
- Se a velocidade v com que o relógio de luz está se movendo é igual a zero – ou seja, se os espelhos estão parados –, o fator fica 1 / (1 – 0) que é igual a um. Portanto, o TH é igual a 2L / c, conforme esperávamos;
- Se a velocidade v com que relógio de luz está se movendo se aproxima da velocidade da luz (c), o termo multiplicador vai ficando cada vez maior (pois o numerador 1 é dividido por 1 menos algo que está se aproximando de 1, o que resulta em um número bem pequeno – portanto, um numerador 1 dividido por um denominador bem menor que 1 acaba resultando em um número elevado). Logo, quanto mais rápido o relógio de luz se move, maior o tempo que leva para o pulso retornar para o espelho inicial. É como se o tempo “dilatasse”.
Essa conclusão é muito interessante, porém outro ponto deve ser considerado. A velocidade v com que medimos o deslocamento dos espelhos do relógio de luz é v em relação ao estado estacionário (“parado”). Como a Terra também está se movimentando, não conseguimos determinar exatamente esta velocidade v. Pode parecer algo supérfluo, mas impacta enormemente o experimento.
Para minimizar este efeito, o experimento foi realizado de outra forma: os espelhos agora se moveriam verticalmente:
Agora estamos interessados no pulso de luz vermelho acima, que refletiu na direção do primeiro espelho (um pulso de luz que voltou na horizontal se perderá, pois nesse tempo o primeiro espelho já terá se movido para cima). Este pulso baterá no primeiro espelho e refletirá na diagonal para o segundo espelho e assim por diante.
O que queremos saber, como nas outras configurações, é quanto tempo leva para o pulso de luz ir e voltar. No esquema acima, o tempo t indica o tempo necessário para a luz ir de um espelho até o outro (portanto, 2t seria o tempo que queremos determinar, o da ida e volta).
Utilizando o teorema de Pitágoras no triângulo acima, podemos inferir que:
Relembrando rapidamente o Teorema de Pitágoras: a soma do quadrado dos catetos é igual ao quadrado da hipotenusa. Como temos um triângulo retângulo acima, em que vt e L formam um ângulo reto, temos que ct é a hipotenusa (lado oposto ao ângulo reto) e que vt e L são os catetos.
Através de uma simples manipulação algébrica, temos que:
Como sabemos que Tv é igual a 2t, temos que:
Logo:
Repare que os fatores que multiplicam 2L/c nos dois casos são diferentes. Quando os espelhos se movem verticalmente, o fator multiplicador possui uma raiz quadrada.
No caso do movimento horizontal e vertical dos espelhos, como os tempos possuem fórmulas diferentes, suas medições também deveriam resultar em valores diferentes. Entretanto, o que se verificou com altíssima precisão no Experimento de Michelson-Morley foi que:
O resultado do experimento levou a intensos debates e teorias, até que, em 1905, Albert Einstein sugeriu a não existência do éter. A velocidade da luz é constante e, portanto, o que verificamos é a dilatação do tempo quando transitamos em velocidades próximas à da luz.
Essa conclusão revolucionou a Física, pois apontou inconsistências na relatividade de Galileu. Entretanto, a física newtoniana ainda é válida. Apesar de ser famoso principalmente por sua equação E = mc2, Einstein desenvolveu teorias que serviram como pilares da física moderna. Mas deixaremos isso para outro momento. 😉
Os defensores ( que são muitos) da não existência do meio citam a negação de Einstein com respeito a existência deste meio. Mas sob analise da Teoria do Eletroéter que defende a existência deste meio, assim denominado, tal afirmação não poderia ser feita com base nessa experiencia que é perfeita na sua conclusão. A velocidade da Luz é constante em qualquer parte do Universo. Errado foi associar tal resultado a não existência do Eletroéter, pois sendo a velicidade da Luz constante( embora se desconhecendo naquele momento tal fato) o resultado era o mesmo devido a constância da Luz. Logo nada poderia ser afirmado a esse respeito, se existe ou não. Até este momento não se tem literatura que constate esse feito, a não ser a da Teria do Eletroéter. A Teoria do Eletroéter vai comprovar definitivamente a existência deste meio. Aguardem.
Bom , em 1905,o metafísico Albert Einstein, tira da cartola a Teoria da relatividade, e Nicola Tesla refuta da seguinte forma:
«A teoria», disse ele, «envolve todos esses erros e falácias, e veste-os em magníficos trajes matemáticos que fascinam, deslumbram, e deixam as pessoas cegas aos erros subjacentes. A teoria é como um mendigo vestido de púrpura a quem pessoas ignorantes tomam por um rei. Os seus expoentes são homens brilhantes, mas são mais metafísicos do que cientistas. Nem uma única das proposições da relatividade foi provada».New York Times,11 de Julho de 1935.
Fico com o Tesla.
A consequência principal da experiência de Michelson -Morley é ter provado que o comportamento da luz deveria ter mostrado diferenças consideráveis de propagação na tal emissão de feixes de luz da experiência, contando com os movimentos atribuídos à Terra. Como não mostrou quaisquer diferenças entre propagação de luz em várias direções a favor ou contra o movimento atribuído à Terra e essas diferenças deveriam ser esperadas e bastante notórias, daqui se concluiu que A TERRA É IMÓVEL, o movimento de rotação não existe. Só Einstein contornou esta evidência pela afirmação da não existência do éter e pela sua teoria da relatividade, da física geral. Na física clássica a experiência de Michelson-Morley conclui pela ausência de movimento da Terra, daí a sua importância. Nunca foi rebatida.
E o movimento de translação?
Boa tarde. Uma dúvida. Se TH=TL porque a conclusão lógica não foi a imobilidade da Terra e a ausência da gravidade? Veja bem, não sou terraplanista, apenas quero discutir isso com mais profundamente com amigo que é. Obrigado
Juro que não entendi o segundo esquema do interferômetro! se a representação desse esquema se referir ao envio do pulso de luz do primeiro espelho (o da esquerda) na direção horizontal, a luz percorrerá exatamente a distância L, pois o fato de o interferômetro se deslocar verticalmente em nada alterará o caminho real da luz que será horizontal apesar de atingir o segundo espelho em posição inferior e da mesma forma, quando refletido esse pulso de luz atingirá o primeiro espelho em posição inferior. Se for isso, então não entendo como utilizar o caminho do pulso de luz como sendo o representado pela hipotenusa, já que a distância é calculada segundo a hipotenusa do desenho. Mas se o pulso não for emitido do primeiro espelho na direção horizontal, digamos que seja emitido na direção obliqua e para cima em direção ao segundo espelho para compensar o deslocamento para cima do interferômetro de modo que venha a atingir o espelho na horizontal no segundo espelho, essa reflexão desse pulso também atingiria o primeiro espelho segundo uma direção virtual inclinada como a direção inclinada partindo do primeiro espelho.
Muito bom o site