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El Observatorio Nulo

Michelson–Morley · Cleveland, 1887

Autónomo / Web 3Dⓘ

01 / Hipótesis física

En el sistema de referencia en reposo del aparato, el movimiento uniforme no añade ningún retardo óptico que dependa de la orientación.

02 / Girar el aparato

Orientación θ

1× equivale a una vuelta cada seis minutos. Iniciar y Pausar, en el transporte, giran la piedra; las sondas de luz usan un reloj distinto y ralentizado.

Deriva hipotética en el plano

Acimut de la deriva ψ

03 / Alinear la óptica

Iluminación

Desplazamiento del espejo de ajuste fino (nm)

Ángulo del frente de onda α

Placa compensadora de vidrio equivalente Fuente Argand encendida

Bloquear el brazo A Bloquear el brazo B

04 / Ver el mecanismo

Superponer las medias publicadas de 1887

Reiniciar restaura el instrumento equilibrado y la física moderna. El registro se conserva; Borrar registro lo elimina.

Arrastra para orbitar, pellizca para hacer zoom, arrastra con el botón derecho para desplazar la vista. Haz clic en un elemento óptico para inspeccionarlo; doble clic para enfocarlo.

Teclado y puntero

Enfoca la escena haciendo clic en ella o con Tab. Después, R inicia o detiene la rotación, Espacio pausa las sondas, H vuelve al aparato, T selecciona la vista en planta, N abre el cuaderno y la rueda hace zoom. Escape libera el teclado. Arrastra para orbitar; arrastra con el botón derecho o con dos dedos para desplazar la vista.

El aparato de 1887 / vista de inspección

Dos caminos. Ninguna firma del éter.

Un interferómetro plegado sobre una piedra flotando en mercurio. Observa la fase, no la velocidad aparente de la luz.

Construyendo el observatorio

Geometría · reflexión · fase · escala

Ocular del telescopio

Orientación θ

Desplazamiento de franja por rotación en θ

Cambio tras un giro de 90°

Hipótesis de 1887 ΔN₉₀ ≈ 2Lv²/(λc²)

Diferencia de camino óptico solo por rotación

Fase total actual

Longitud plegada de un solo trayecto

Ida y vuelta en el vacío

Calculado a partir del modelo: sintético, no una imagen grabada. Retículo fijo sobre un campo virtual de 6 mm.

Firma de rotación · escala completa

ModernaÉter (contrafactual)Mediodía de 1887 (publicado)

Franjas centradas en la media a lo largo de una vuelta completa. Los puntos publicados son observaciones con la deriva reducida, no ruido generado. La curva discontinua es siempre la predicción del modelo antiguo.

Componente seleccionado

Componente

Solo se puede retirar una cara reflectante; el componente seleccionado no es un espejo.

Haz clic en un elemento óptico de la escena o elígelo aquí. El cuaderno distingue entre las dimensiones documentadas y los detalles reconstruidos.

Revolución registrada · sintética

θ	Franja de rotación	Diferencia de camino óptico total (nm)	Brazos activos

Salida del modelo a partir de la geometría reconstruida. Nunca se mezcla con las observaciones publicadas de 1887.

Cuaderno

Evidencia primaria, distinta del modelo en vivo: las medias agregadas publicadas de 1887 en longitudes de onda, con la deriva incluida.

Media del mediodíaMedia de la tarde

Medias finales en acimut opuesto (franja)

Acimut	Final de mediodía	Final de tarde	Mediodía con deriva reducida

Lecturas brutas (divisiones del micrómetro)

Serie

Michelson y Morley, American Journal of Science 34 (1887), 333–345 — archivo AIP

Comprobación	Residuo	Aceptación

Comprobaciones reproducibles sobre esta implementación. No sustituyen la validación experimental de la física omitida ni la verificación de archivo de los detalles de mecanizado no documentados.

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 sen²θ)/(1 − β²) · |ΔN₉₀| ≈ 2Lv²/(λc²)

Una señal nula no es un ocular en blanco. Ambos brazos comparten una única fuente; en cada longitud de onda los campos de retorno se suman, y el ojo promedia la oscilación óptica. El telescopio puede mostrar franjas intensas cuya posición no depende de la rotación. En el modelo ideal sin pérdidas, cada rama transporta una cuarta parte de la entrada, y bloquear o retirar un reflector elimina esa rama, no solo su trazo de color.

Cada componente espectral interfiere consigo misma, pero las distintas frecuencias se suman de forma incoherente. La luz blanca se suma a partir de 81 muestras visibles con una envolvente de fuente ilustrativa. Los rayos en la placa obedecen la ley de Snell para un índice supuesto de 1,517, y el desequilibrio de banda ancha usa una dispersión de Cauchy ilustrativa. Retirar el compensador incluye un realineamiento lateral ideal de los bancos de espejos.

La física moderna evalúa el experimento en el sistema de referencia en reposo del aparato: la traslación uniforme no crea ninguna dirección de propagación preferente, así que rotar un desvío fijo de los espejos no produce ninguna firma. La predicción de 1887 es explícitamente contrafactual —un éter estacionario con adición de velocidades galileana y sin contracción de longitud— evaluada segmento a segmento con una expresión segura frente a cancelaciones.

Esto es óptica geométrica más interferencia escalar, no una resolución de Maxwell en el dominio temporal. Omite la polarización del recubrimiento, la difracción detallada, las aberraciones de las lentes, la turbulencia del aire, la elasticidad térmica, las correcciones relativistas inducidas por la rotación y una proyección de velocidad local levantada sobre el terreno. Un resultado casi nulo limita la anisotropía de ida y vuelta; por sí solo no mide la velocidad de la luz en un solo sentido ni demuestra toda la relatividad especial.

El artículo de 1887 aporta las dimensiones clave y los dibujos del trayecto plegado, no un plano de fabricación. Los dieciséis espejos están colocados de modo que cada trayecto de un solo sentido mida exactamente 11 m. La geometría de los soportes, la lámpara, el telescopio, la cubierta y la obra de ladrillo son reconstrucciones, no medidas de archivo.

El control de escala recorre los marcos astronómico, terrestre, de laboratorio y micrométrico en lugar de situar una unidad astronómica y un nanómetro en una sola malla; las lecturas se mantienen en metros. La lente de campo tiene longitud de onda métrica pero amplitud normalizada. Las sondas se mueven a una cienmillonésima parte de la velocidad de la luz en coordenadas de distancia óptica; son marcadores temporales, no fotones.

Piezas documentadas y reconstruidas

Pieza	Especificación del modelo	Estado de la evidencia
Bloque de arenisca	1,50 × 1,50 × 0,30 m	Documentado
Flotador anular de madera	Ø1,50 m por fuera; Ø0,70 m por dentro; 0,25 m de grosor	Documentado
Cubeta de hierro	paredes de 15 mm; holgura aproximada de 10 mm	Documentado
Caras reflectantes	50 mm de diámetro, metal de espéculo	Documentado
Placas de vidrio paralelas	50 × 75 × 12,5 mm	Documentado
Brazo efectivo de un solo trayecto	Aproximadamente 11 m	Documentado; modelo ajustado a 11,000 m
Muestreo	16 marcas; una rotación cada seis minutos	Documentado
Centros y soportes de los espejos	Cuatro bancos, plegado diagonal repetido	Reconstruido; no es un levantamiento de coordenadas recuperado
Lámpara, telescopio, cubierta y obra de ladrillo	Estructura funcional propia de la época	Los detalles y las texturas son ilustrativos

Historia institucional de la Case Western Reserve University·Velocidad exacta de la luz en el vacío (NIST)

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1887 · Física

Interferómetro de Michelson-Morley — El Éter Ausente

Gira un interferómetro de piedra flotado en mercurio y compara la predicción del éter estacionario con el desplazamiento de franja que nunca llegó.

En 1887, Albert Michelson y Edward Morley hicieron flotar un bloque de arenisca sobre mercurio en Cleveland y plegaron sobre él, con dieciséis espejos, dos trayectos de luz de unos once metros. Si la luz viajara por un éter estacionario, girar el aparato un cuarto de vuelta debería haber desplazado las franjas de luz blanca unas cuatro décimas de franja. Lo que vieron fue un desplazamiento mucho menor.

Esta exhibición calcula la geometría plegada reconstruida, la refracción de Snell a través del divisor y de la placa compensadora, y la diferencia de camino óptico entre los brazos. El ocular, la firma de rotación y la revolución registrada proceden de ese modelo. El modo de predicción de 1887 es un contrafactual explícito —un éter estacionario con adición de velocidades galileana— y la física moderna no da ninguna señal que dependa de la orientación.

Las medias publicadas de mediodía y de tarde de 1887 se muestran por separado como evidencia histórica, incluida la deriva que registraron los autores. Los soportes de los espejos, la lámpara, el telescopio y la obra de ladrillo son reconstrucciones, y el modelo omite la turbulencia del aire, la deriva térmica, la difracción y la polarización. Un resultado casi nulo limita la anisotropía de ida y vuelta; por sí solo no demuestra la relatividad especial.

Especificaciones

Experimento: Michelson y Morley, Cleveland, julio de 1887
Brazo efectivo: Unos 11 m en un solo sentido, plegado con 16 espejos de espéculo
Desplazamiento esperado: ≈ 0,4 franjas por cuarto de vuelta a 30 km/s (hipótesis del éter)
Desplazamiento comunicado: Menos de 0,02 franjas, probablemente menos de 0,01
Rotación: Piedra flotada en mercurio; 16 marcas, una vuelta cada seis minutos
Modelado: Geometría de rayos plegada, dispersión del vidrio, interferencia escalar, medias publicadas

Todas las exhibiciones

Dos caminos. Ninguna firma del éter.

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