Interferómetro de Fizeau

En retrospectiva, viajando históricamente a la época preeisteniana, se observa que no solo los físicos defensores de la naturaleza ondulatoria de la luz creía en la existencia del éter cósmico, sino que también lo creían aquellos pertenecientes a las otras ramas de la física, dado que el éter explicaba algunas propiedades térmicas, de manera muy semejante, como en la actualidad, lo hacen los fonones, según lo exponen los físicos rusos, Isaac Kikoin y Abraham Kikoin,[1]​ al indicar que el movimiento molecular térmico está condicionado a la presencia o ausencia del fonón.De modo que para el cero absoluto los fonones no están presentes, y que, con el aumento de la temperatura crece su número, pero no en forma lineal sino que, para temperaturas bajas, lo hace proporcionalmente al cubo de la temperatura.En efecto, cuando la física todavía no había pasado el umbral de la Teoría de la relatividad, ni menos aún, el correspondiente a la mecánica cuántica, se podía leer en la Enciclopedia Británica, un artículo respecto de la existencia del éter que decía así: Sustancia propuesta por Maxwell, que hoy, en muy ínfima parte podría ser semejante a la materia oscura, dado que se trata de una "materia hipotética" de composición desconocida, que no emite o refleja suficiente radiación electromagnética para ser observada directamente con los medios técnicos actuales pero cuya existencia puede "inferirse" a partir de los efectos gravitacionales que causa en la materia visible.La "materia oscura" constituye la gran mayoría de la masa existente en el Universo observable.Postulado al cual, el físico francés Jean B. Foucault se adhería, dado que él en el año 1850 demostró que la velocidad de propagación de la luz era menor en un medio más denso, de donde dedujo que la luz no podría ser corpuscular como —anteriormente— lo había propuesto Newton, sino que, a su enterder sugirió que la naturaleza de la luz debía ser necesariamente de carácter ondulatorio.William Pepperell Montague,[3]​: 322–323  relata que el espacio preinsteniano era estático e infinito en todas direcciones, pero su asombrosa grandeza quedaba compensada por su simplicidad.Naturalmente, en ese espacio euclídeo no sólo había materia y energía, sino también el tiempo infinito, que era independiente del espacio y de la naturaleza aún más simple.Parecía que el viejo mundo corría hacia su terminación.Con esa finalidad, en el año 1851, Fizeau presentó su interferómetro a la comunidad científica, el que permitía experimentar —a través de una analogía— con las dos alternativas propuestas por los físicos de aquella época, esto es, visualizar la situación en presencia de un sucedáneo del “éter cósmico inmóvil”, a través del cual se desplazaba la Tierra, y también con un reemplazo del “éter cósmico móvil”, que era arrastrado por la atmósfera terrestre.Fizeau, concluyó que para el observador situado en el sistema de referencia (la Tierra), la situación se invertía dada la perspectiva del observador, ya que para este el “éter cósmico móvil”, al desplazarse a la misma velocidad que el observador, este lo visualizaría como un «éter atmosférico inmóvil», y al cósmico inmóvil lo vería como «éter atmosférico móvil».Fue en tales condiciones que en su interferómetro Fizeau reemplazó «al éter cósmico inmóvil» por agua en circulación, y al «éter cósmico móvil» por agua en reposo., sino que, a la vez se encarga de enviarlos en ángulo recto, uno con respecto del otro.para luego seguir su trayectoria a través del el aire con destino al semiespejodel rayo en cuestión, lo hace por el aire con destino al semiespejoCada porción del rayo de luz subdividido, recorre idéntica distancia, y en su trayectoria atraviesa la misma porción de aire, cristal y agua.En efecto, aun cuando el agua esté en reposo o en movimiento, ambas porciones de rayos recorren la misma distancia.En este caso, el agua no viaja, y por lo mismo su velocidadEn este caso, el agua no viaja, por lo cual, su velocidadTanto Michelson y Morley, como sus seguidores pensaron que se movían en los escenarios uno y dos, cuando de hecho se movían en el escenario tres.Recuérdse que en los escenarios uno y dos del interferometro de Fizeau, las diferenciasEn efecto, el caso del interferómetro de Michelson y Morley del año 1881, adentro de los tubos, en vez de agua utilizó aire, pero un aire que siempre estuvo en reposo respecto del observador y del interferómetro, y como es sabido que la luz se propaga por el aire, entonces con éter o sin éter jamás se podrían detectar franjas de interferencias dado que: «Por lo general, ningún experimento efectuado totalmente dentro de un sistema inercial, puede indicarle al observador cuál es el movimiento de dicho sistema con respecto a cualquier otro sistema inercial».En tales condiciones sus detractores sostienen que por causa del aire en reposo presente en el instrumento, la velocidad y el tiempo empleado por ambos haces de luz en recorrer ambos brazos del interferómetro, siempre será el mismo, aun cuando uno de las porciones del rayo de luz subdividido se desplace —ida y vuelta— con un ángulo igual de 90°, y el otro, en la ida viaje con un ángulo de 0º y luego vuelva con un ángulo de 180°), considerando —según aquellos opositores a la interpretación de los resultados provenientes de La analogía usada por Michelson y Morley (se refiere a dos barcos, un río y un observador)— se debiera aplicar la siguiente fórmula matemática, porque ella reflejaría con mayor precisión la realidad:Por lo tanto, si los haces de luz viajaron por el aire, resulta incorrecto utilizar la velocidad de la luz en el vacío c, ya que, en tal caso se debe usar la velocidad de la luz en el aire v.En donde, para el observador terrestre: En tales condiciones, la velocidad de la luz, en el medio “aire”, siempre será la misma, cualquiera que sea la dirección y sentido en el que, los haces de luz, se desplacen en cada brazo del interferómetro, lo que impide detectar la supuesta “variación de velocidad” que Michelson y Morley equivocadamente supusieron podrían medir con su instrumento.En dicho experimento, la luz, viajó por el aíre adosado a la Tierra, y no por el Éter, que a aquellos investigadores les permitiría visualizar la adición de velocidades, o la diferencia de velocidad que la luz tendría en cada brazo del interferómetro.Entonces, las ondas luminosas que viajaban por ambos brazos del interferómetro de Michelson y Morley, al haberse desplazado por el aire atmosférico (arrastrado por el planeta), no lo hicieron ni por el éter inmóvil ni por el móvil, lo que explicaría los resultados negativos del experimento realizado por Michelson y Morley.Aquega Montague, por tal motivo son exactamente lo que eran de esperar; no hay en ellos misterio alguno, ni hay necesidad de sujetar nuestra mecánica newtoniana tradicional a la reforma lorentziana ni a la revolución einsteniana.[3]​: 353–355 Los motivos y circunstancias del por qué fallo el experimento de Michelson y Morley, se encuentran en el análisis del escenario 1.3 precedente.Según el matemático cubano Aurelio Baldor: «Si a la vez, el minuendo y el sustraendo aumentan un mismo número, EL RESULTADO NO VARÍA.» Lo anterior llevado a la física significa que en todos los sistemas de referencia con movimiento relativo uniforme entre sí a una velocidad cualquiera, las leyes de la mecánica tienen exactamente la misma forma, o, más aún, que es imposible observar el movimiento relativo uniforme de un sistema con respecto a otro ubicado en el mismo sistema de referencia.[5]​: 24 Sin embargo lo anterior no es nuevo ya que Galileo en el «Dialogo dei Massimi Sistemi» (que hoy se conoce como «Principio de relatividad de Galileo»), dijo lo mismo pero en otras palabras: En un intento de probar la existencia del éter y la velocidad de la traslación de la Tierra con respecto a aquel, se realizaron varios experimentos, desde el año 1881 hasta el año 1930, partiendo con Michelson y finalizando con Joos, los cuales diseñaron un experimento que, a su entender, eventualmente sería capaz de medir la velocidad de la luz en dos direcciones perpendiculares entre sí y con diferente velocidad lineal relativa al éter.