Mint ismeretes, a relativitás elméletének kiindulópontja a Michelson féle kísérlet volt, melynek lényege a következő. Az állócsillagok fénye másod percenként 300.000 km sebességgel terjed felénk. Ha mi pl. 20 km-es sebességgel közeledünk a csillaghoz, akkor a fény rövidebb idő alatt ér el hozzánk, a fény sebessége hozzánk viszonyítva 20 km-rel nagyobbodik.
Ezt egyszerű szemléletes képpel szokás kifejezni. Ha gyorsan mozgó kocsin ülünk és egyébként szélcsend van, mi szelet érzünk, mikor a levegőt áthasítjuk. Ha fényjelenségeket figyelünk meg és az étert átszelve a fényforrás felé haladunk, azt mondjuk, hogy éterszél keletkezik, amely a fényhullámokat éppen úgy magával viszi, mint a közönséges szél a hanghullámokat.
Tudjuk, hogy az egész naprendszer a Herkules csillagkép felé mozog, a Föld tehát valóban szállít minket az éteren át. Maxwell jutott először arra a gondolatra, hogy az éterszél jelenségét fel lehetne használni annak a sebességnek meghatározására, amellyel a Föld a világürben az éteren át mozog. Az első pontos kísérletet ebben az irányban Michelson végezte még 1881-ben.
Berendezését, melyet rajzunk vázol, képzeljük egyelőre nyugalomban. Az L fényforrásból jövő fény 45° alatt igen vékony, félig átengedő, ezüstözött P lapra esik és részben visszaverődik, részben keresztülmegy. A visszavert sugár T1 tükörre esik, az átmenő fény pedig T2 tükörre. Mindegyik tükör egy-egy merev rúd végére van erősítve és merőleges a ráeső sugárra. A karok egyenlő hosszúak.
Mindkét sugár önmagában visszaverődik, eljut a P lapra és ismét részben visszaverődik, részben áthalad. Így mindkét sugár bejut az M messzelátóba. Itt a fénytalálkozás eredményeként világos és sötét sávok váltakozó sorozata keletkezik.
Most vegyük a Föld mozgását is figyelembe. Az eszköz PT1 karja a Föld mozgásának irányába, melyet nyíl jelez, esik. Tehát a fény a T1 tükör felé nagyobb sebességgel halad, mint hogyha az eszköz nyugalomban lenne. A tükörtől a P lap felé haladó fény sebessége pedig kisebb lesz. Éppen így megváltozik az az idő is, amely alatt a fény a P laptól a T2 tükörig és vissza jut.
Á
Ennek az lesz a következménye, hogy a messzelátóban a világos és sötét sávok helye nem egyezik avval, amely nyugvóeszközben keletkezett volna, hanem ehhez képest eltolódik. Forgassuk most az eszközt negyed körfordulattal. Ekkor a PT2 kar jut a Föld mozgásán irányába és a PT1 kar merőleges rá. A messzelátóban a sávoknak a másik irányba kell el oldódniok ugyanakkora mértékben.
De az eltolódás nem mutatkozott, vagyis éterszél e kísérletek tanusága szerint nincs, a Föld mozgása a fény terjedésének sebességét nem befolyásolja, Lord Kelvin már 1900-ban hangsúlyozta, hogy ezt kísérletet nagyobb pontossággal kell megismételni, mert az első kísérlet negatív eredménye csak azt jelenti, hogy a sebesség 7.5 km-nél nagyobb nem lehet, Miller és Morley 1904-905-ben 40-szer érzékenyebb berendezéssel ugyancsak negatív eredményre jutottak.
Eszközüket pincében helyezték el, hogy a hőmérséklet változása csekély legyen. Egyesek azonban éppen ezért nem tartották ezt az eredményt döntőnek. A pincében az éter a Földdel együtt halad, de magasabb helyen a várt hatást esetleg meg lehet találni. Ezért most az eszközt Cleveland-ban az Euklides-magaslaton helyezték el 300 méternyire az Erie-tó színe felett.
Öt előzetes kísérlet pozitív eredménnyel járt. Ekkor még nagyobb magasságot kerestek. 1921-ben ugyanazt az eszközt, amelyet 1905-ben használtak, Mount Wilson-obszervatóriumban helyezték el. 1921 márciusa és áprilisa között négy különböző méréssorozatot végeztek, első megfigyelések határozottan pozitív eredménnyel jártak, a hatás jóval nagyobb volt, mint Clevelandban.
A Föld forgása tengelye körül azt okozza, hogy a fényinterferencia síkja elfordul, mintha kúp felületén lennénk, melynek tengelye megegyezik a Föld tengelyével. Az éterszélnek csak azt az összetevőjét lehet kimutatni, amely a megfigyelés időpontjában, az eszköz vízszintes síkjába esik, az erre merőleges irányú szél nem okoz semmiféle hatást. Lehet, hogy egyes időpontokban az év folyamán éppen az az eset áll elő, hogy az éterszél merőleges megfigyelés síkjára és ez okozza a negatív eredményt.
Felmerült az a vélemény is, hogy sugárzó hő vagy a földmágnesség vagy más ilyen zavar homályosítja el az eredményt. Folytonos megfigyelések az utóbbi négy év alatt azt mutatták, hogy egyik ilyen zavaró ok sem lehet döntő. A keretet, amelyre a földmágnesség hatással lehet, alumíniumból vagy rézből készítették, hogy a mágneses hatást kiküszöböljék. 1921 decemberében 42 megfigyeléssorozatot végeztek 900 méréssel, az eredmény pozitív volt és megegyezett az 1921 áprilisi eredménnyel.
Elforgatták az eszközt az óramutató járásának irányában és fordítva, gyorsan és lassan, de ez sem változtatott az eredményen. Visszatértek a laboratóriumba, hasábokkal és tükrökkel elérték, hogy a fényforrást nem a megfigyelés helyiségében helyezték el, a sávokat fotográfus lemezen vették fel. Kiterjedt megfigyelésekkel a hőmérséklet egyenlőtlenségének hatását kutatták, az eszköz alapzatát különféle anyagokkal elszigetelték. Ekkor kiderült, hogy a hatás nem eredhet a hőmérséklet változásától.
1924 júliusában az eszközt újra a Mount Wilson obszervatóriumban szerelték fel. A hőmérsékleti feltételek sokkal kedvezőbbek voltak, mint 1921-ben. Az eredmény pozitív volt. A megfigyeléseket 1925 márciusában megismételték 1600 méréssel és habár az eszközt újraépítették, az eredmény csaknem teljesen egyezett az 1921 áprilisival.
Az utolsó négy évben 5000 mérést végeztek a Mount Wilson obszervatóriumban, melynek végleges eredményét abban foglalják össze, hogy éterszél van, sebessége közel 10 km másodpercenként. Ha ezt a clevelandi megfigyelésekkel, melyek pincében történtek és éterszelet nem mutattak, összehasonlítjuk, akkor arra jutunk, hogy Föld részben magával viszi az étert és pedig a hozzá közelebb eső rétegekbe nagyobb mértékben.
Mende Jenő.
