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Das Null-Observatorium

Michelson–Morley · Cleveland, 1887

Eigenständig / Web 3Dⓘ

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01 / Physikalische Hypothese

Im Ruhesystem des Apparats fügt eine gleichförmige Bewegung keine orientierungsabhängige optische Verzögerung hinzu.

02 / Apparatur drehen

Orientierung θ

1× entspricht einer Umdrehung in sechs Minuten. Start und Pause im Transport drehen den Stein; die Lichtsonden nutzen eine eigene, verlangsamte Uhr.

Hypothetische Drift in der Ebene

Driftazimut ψ

03 / Optik ausrichten

Beleuchtung

Feinspiegelauslenkung (nm)

Wellenfrontwinkel α

Kompensationsplatte (Ausgleichsglas) Argand-Lampe an

Arm A blockieren Arm B blockieren

04 / Mechanismus ansehen

Veröffentlichte Mittelwerte von 1887 einblenden

Zurücksetzen stellt das ausgeglichene Instrument und die moderne Physik wieder her. Die Aufzeichnung bleibt erhalten; Aufzeichnung löschen entfernt sie.

Ziehen zum Drehen, Kneifgeste zum Zoomen, Ziehen mit rechter Maustaste zum Verschieben. Klicken Sie auf ein optisches Element, um es zu untersuchen; Doppelklick fokussiert.

Tastatur und Zeiger

Fokussieren Sie die Szene durch Klicken oder mit Tab. Dann startet oder stoppt R die Drehung, Leertaste pausiert die Sonden, H kehrt zum Apparat zurück, T wählt die Draufsicht, N öffnet das Notizbuch, und das Mausrad zoomt. Esc gibt die Tastatur frei. Ziehen dreht die Ansicht; Ziehen mit rechter Maustaste oder zwei Fingern verschiebt sie.

Die Apparatur von 1887 / Inspektionsansicht

Zwei Wege. Keine Äthersignatur.

Ein gefaltetes Interferometer auf einem quecksilbergelagerten Stein. Beachten Sie die Phase, nicht die scheinbare Lichtgeschwindigkeit.

Das Observatorium wird aufgebaut

Geometrie · Reflexion · Phase · Maßstab

Fernrohrokular

Orientierung θ

Rotationsbedingte Streifenverschiebung bei θ

Änderung nach einer 90°-Drehung

Hypothese von 1887 ΔN₉₀ ≈ 2Lv²/(λc²)

Rein rotationsbedingte optische Wegdifferenz

Aktuelle Gesamtphase

Gefaltete Weglänge (einfach)

Vakuum-Hin- und Rückweg

Aus dem Modell berechnet: synthetisch, kein aufgenommenes Bild. Festes Fadenkreuz auf einem virtuellen 6-mm-Feld.

Rotationssignatur · volle Skala

ModernÄther (kontrafaktisch)1887 Mittag (veröffentlicht)

Mittelwertbereinigte Streifen über eine volle Umdrehung. Die veröffentlichten Punkte sind driftbereinigte Beobachtungen, kein erzeugtes Rauschen. Die gestrichelte Kurve ist stets die Vorhersage des alten Modells.

Ausgewähltes Bauteil

Bauteil

Nur eine reflektierende Fläche kann entfernt werden; das gewählte Bauteil ist kein Spiegel.

Klicken Sie auf ein optisches Element in der Szene, oder wählen Sie es hier. Belegte Maße und rekonstruierte Details werden im Notizbuch unterschieden.

Aufgezeichnete Umdrehung · synthetisch

θ	Rotationsstreifen	Gesamte optische Wegdifferenz (nm)	Aktive Arme

Modellausgabe aus der rekonstruierten Geometrie. Niemals mit den veröffentlichten Beobachtungen von 1887 vermischt.

Notizbuch

Primärbeleg, getrennt vom Live-Modell: die veröffentlichten aggregierten Mittelwerte von 1887 in Wellenlängen, Drift eingeschlossen.

MittagsmittelwertAbendmittelwert

Endmittelwerte bei entgegengesetztem Azimut (Streifen)

Azimut	Mittag Endwert	Abend Endwert	Mittag driftbereinigt

Rohmesswerte (Mikrometerteilstriche)

Reihe

Michelson und Morley, American Journal of Science 34 (1887), 333–345 — AIP-Archiv

Prüfung	Residuum	Toleranz

Reproduzierbare Prüfungen dieser Implementierung. Sie ersetzen weder die experimentelle Validierung der ausgelassenen Physik noch die archivarische Überprüfung nicht dokumentierter Fertigungsdetails.

Δ = OPL_B − OPL_A · φ(λ) = 2πΔ(λ)/λ · I = I_A + I_B + 2√(I_A I_B) cos φ · t_pair = (2ℓ/c) √(1 − β² sin²θ)/(1 − β²) · |ΔN₉₀| ≈ 2Lv²/(λc²)

Ein Nullsignal bedeutet kein leeres Okularbild. Beide Arme teilen sich eine Quelle; bei jeder Wellenlänge addieren sich die zurückkehrenden Felder, und das Auge mittelt über die optische Schwingung. Das Fernrohr kann kräftige Streifen zeigen, deren Lage nicht von der Drehung abhängt. Im idealen verlustfreien Modell trägt jeder Zweig ein Viertel der Eingangsleistung, und das Blockieren oder Entfernen eines Reflektors entfernt diesen Zweig, nicht nur seine farbige Kennzeichnung.

Jede Spektralkomponente interferiert mit sich selbst, doch unterschiedliche Frequenzen addieren sich inkohärent. Weißes Licht wird über 81 sichtbare Stichproben mit einer veranschaulichenden Quellhüllkurve summiert. Die Plattenstrahlen folgen dem Snelliusschen Gesetz für einen angenommenen Brechungsindex von 1,517, und das breitbandige Ungleichgewicht nutzt eine veranschaulichende Cauchy-Dispersion. Das Entfernen des Kompensators schließt eine ideale seitliche Neuausrichtung der Spiegelbänke ein.

Die moderne Physik wertet das Experiment im Ruhesystem des Apparats aus: Eine gleichförmige Translation erzeugt keine bevorzugte Ausbreitungsrichtung, sodass das Drehen eines festen Spiegelversatzes keine Signatur erzeugt. Die Vorhersage von 1887 ist ausdrücklich kontrafaktisch – ein ruhender Äther mit galileischer Geschwindigkeitsaddition und ohne Längenkontraktion –, ausgewertet Segment für Segment mit einem auslöschungssicheren Ausdruck.

Dies ist geometrische Optik zuzüglich skalarer Interferenz, keine zeitaufgelöste Maxwell-Lösung. Ausgelassen sind Beschichtungspolarisation, detaillierte Beugung, Linsenaberrationen, Luftturbulenz, thermische Elastizität, drehungsbedingte relativistische Korrekturen und eine vermessene lokale Geschwindigkeitsprojektion. Ein nahezu verschwindendes Ergebnis schränkt die Anisotropie des Hin- und Rückwegs ein; es misst für sich genommen weder die Einweg-Lichtgeschwindigkeit noch beweist es die gesamte spezielle Relativitätstheorie.

Die Veröffentlichung von 1887 gibt zentrale Maße und Zeichnungen des gefalteten Weges an, keine Fertigungszeichnung. Die sechzehn Spiegel sind so positioniert, dass jeder einfache Weg genau 11 m beträgt. Fassungsgeometrie, Lampe, Fernrohr, Abdeckung und Mauerwerk sind Rekonstruktionen, keine archivarischen Messungen.

Die Maßstabssteuerung wechselt zwischen astronomischen, terrestrischen, laboratorischen und Mikrometer-Bezugssystemen, statt eine astronomische Einheit und einen Nanometer in einem einzigen Netz darzustellen; die Anzeigen bleiben in Metern. Die Feldlinse nutzt eine metrische Wellenlänge, aber eine normierte Amplitude. Sonden bewegen sich mit einem Hundertmillionstel der Lichtgeschwindigkeit in optischen Abstandskoordinaten; sie sind Zeitmarken, keine Photonen.

Belegte und rekonstruierte Teile

Teil	Modellangabe	Beleglage
Sandsteinblock	1,50 × 1,50 × 0,30 m	Belegt
Ringförmiger Holzschwimmer	Ø1,50 m außen; Ø0,70 m innen; 0,25 m dick	Belegt
Eisentrog	15 mm Wandstärke; etwa 10 mm Spiel	Belegt
Reflektierende Flächen	50 mm Durchmesser, Spekulummetall	Belegt
Parallele Glasplatten	50 × 75 × 12,5 mm	Belegt
Effektiver einfacher Arm	Etwa 11 m	Belegt; im Modell auf 11,000 m gesetzt
Abtastung	16 Marken; eine Umdrehung in sechs Minuten	Belegt
Spiegelzentren und Fassungen	Vier Bänke, wiederholte diagonale Faltung	Rekonstruiert; keine überlieferte Koordinatenvermessung
Lampe, Fernrohr, Haube, Mauerwerk	Zeittypische funktionale Struktur	Details und Texturen sind veranschaulichend

Institutionsgeschichte der Case Western Reserve University·Exakte Vakuumlichtgeschwindigkeit (NIST)

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1887 · Physik

Michelson-Morley-Interferometer, 1887

Drehen Sie einen auf Quecksilber schwimmenden Steininterferometer und vergleichen Sie die Vorhersage des ruhenden Äthers mit der ausbleibenden Streifenverschiebung.

1887 ließen Albert Michelson und Edward Morley in Cleveland eine Sandsteinplatte auf Quecksilber schwimmen und falteten mit sechzehn Spiegeln zwei etwa elf Meter lange Lichtwege darüber. Würde sich Licht durch einen ruhenden Äther bewegen, hätte eine Vierteldrehung des Apparats die Streifen bei weißem Licht um etwa vier Zehntel eines Streifens verschieben müssen. Sie beobachteten eine deutlich kleinere Verschiebung.

Dieses Exponat berechnet die rekonstruierte gefaltete Geometrie, die Snellius-Brechung durch Strahlteiler und Kompensationsplatte sowie die optische Wegdifferenz zwischen den Armen. Okularbild, Rotationssignatur und aufgezeichnete Umdrehung stammen aus diesem Modell. Der Vorhersagemodus von 1887 ist ausdrücklich kontrafaktisch – ein ruhender Äther mit galileischer Geschwindigkeitsaddition –, und die moderne Physik liefert kein orientierungsabhängiges Signal.

Die veröffentlichten Mittag- und Abendmittelwerte von 1887 werden getrennt als historischer Beleg gezeigt, einschließlich der von den Autoren erfassten Drift. Spiegelfassungen, Lampe, Fernrohr und Mauerwerk sind Rekonstruktionen, und das Modell vernachlässigt Luftturbulenz, thermische Drift, Beugung und Polarisation. Ein nahezu verschwindendes Ergebnis schränkt die Anisotropie des Hin- und Rückwegs ein; es beweist für sich genommen nicht die spezielle Relativitätstheorie.

Technische Daten

Experiment: Michelson und Morley, Cleveland, Juli 1887
Effektiver Arm: Etwa 11 m einfach, gefaltet durch 16 Spekulumspiegel
Erwartete Verschiebung: ≈ 0,4 Streifen bei einer Vierteldrehung mit 30 km/s (Äther-Hypothese)
Berichtete Verschiebung: Weniger als 0,02 Streifen, vermutlich weniger als 0,01
Drehung: Stein auf Quecksilber schwimmend; 16 Marken, eine Umdrehung in sechs Minuten
Modelliert: Gefaltete Strahlgeometrie, Glasdispersion, skalare Interferenz, veröffentlichte Mittelwerte

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Zwei Wege. Keine Äthersignatur.

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