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マイケルソン‐モーリーの実験【まいけるそんもーりーのじっけん】

日本大百科全書(ニッポニカ)

マイケルソン‐モーリーの実験
まいけるそんもーりーのじっけん
Michelson-Morley's experiment
マクスウェルの光の電磁波論(1864)の提唱からアインシュタインの相対性理論(1905)までの一時期、光の波はエーテルという媒質の振動であると考えられていたため、このエーテル媒質の静止系に対し地球がどのような速度で運動しているかを測定しようという実験がいくつか試みられた。すなわち、地球は公転・自転運動をしているから、地上に固定した装置でも時間とともにエーテル静止系に対する運動方向が変化すると考えられたのである。こうした実験のなかでもっとも確定的な結果を出したのが、アメリカのマイケルソンとその協力者のE・W・モーリーによって行われた実験(1887)である。
 装置は、光源Lからの光が半透明鏡P1で二つに分けられ、鏡(M1およびM2)で反射させて、ふたたび二つの光を重ね合わせ、スクリーンTにできる干渉縞(じま)を見るものである。いま、この装置がエーテルに対して、P1M1の方向に速度vで運動していたとする。すると、P1で光が分かれたあと、ふたたびP1に戻るまでの時間がたとえ同じ長さであったとしても、P1PM2の方向に比べ、P1M2の方向で

だけ短くなる。このため、次にP1M2方向を速度の方向に装置を90度回転させて干渉縞を見ると、一般には最初のものと違ってくるはずである。しかし、この実験の結果では干渉縞の変化はいっさいみいだされなかった。すなわち、エーテルに対するこの装置の相対速度は検出できなかったのである。
 この実験結果を説明するため、いくつかの考えが提出された。その一つは、エーテルが地球の運動に引きずられていっしょに動いているというものである。また運動方向には物の長さが収縮するという説も、オランダのH・A・ローレンツやイギリスのG・F・フィッツジェラルドらにより提唱された(ローレンツ収縮)。ともかく、マイケルソン‐モーリーの実験は、エーテルの運動を検出することが不可能であることを強く印象づけることになった。アインシュタインの相対論は、このようにして確立された光速度一定の原理を一つの基礎として成立したわけであるが、アインシュタインはマイケルソン‐モーリーの実験結果を直接意識していたわけではない。この実験はあくまでもエーテル説のうえにたってのみ意味のある実験であり、その説の困難さを明らかにした歴史的功績は大きかったといえる。[佐藤文隆]
『西尾成子編『アインシュタイン研究』(1977・中央公論社)』

出典:小学館 日本大百科全書(ニッポニカ)
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