(n. Strelno, Prusia, 19 de diciembre de 1852; m . Pasadena, California, 9 de mayo de 1931)
física, óptica, metrología.
La medición de precisión en física experimental fue la pasión de toda la vida de Michelson. En 1907 se convirtió en el primer ciudadano estadounidense en ganar un Premio Nobel en una de las ciencias, siendo tan honrado » por sus instrumentos ópticos de precisión y las investigaciones espectroscópicas y metrológicas realizadas con ellos.»Michelson midió la velocidad de la luz en 1878 como su primera aventura en la investigación seientífica, y volvió repetidamente a la determinación experimental de esta constante fundamental durante el próximo medio siglo. Nunca completamente satisfecho con la precisión de las mediciones anteriores, desarrolló y aprovechó técnicas y herramientas más avanzadas para aumentar la precisión de sus observaciones. Murió, después de varios golpes, durante una elaborada prueba de la velocidad de la luz en un verdadero vacío parcial a lo largo de un recorrido de una milla en Irvine, California; pero el valor publicado más tarde por sus colegas (299.774 ±11 km./seg.) fue probablemente menos precisa que la propia determinación óptica de Michelson sobre un curso de veintidós millas entre montañas en el sur de California durante 1924-1926 (299.796 ± 4 km./ver.).Nacido de padres de escasos recursos en territorio disputado entre Prusia y Polonia, Michelson a la edad de cuatro años emigró con sus padres, Samuel y Rosalie Michelson, a San Francisco a través de Nueva York y Panamá. El anciano Michelson se convirtió en comerciante de mineros de la fiebre del oro en California y más tarde en Virginia City, Nevada, mientras que su hijo fue enviado después del sexto grado a abordar primero con familiares en San Francisco y luego con Theodore Bradley, el director de la Escuela Secundaria para niños allí. Bradley parece haber despertado el interés del joven Michelson en la ciencia y haber reconocido y recompensado su talento en el laboratorio. A sugerencia de Bradley, Michelson compitió por un nombramiento estatal para la Academia Naval de los Estados Unidos; pero cuando tres bovs empataron para el primer lugar en el examen escolar y otro fue nombrado, el joven Michelson decidió llevar su caso, con una carta de recomendación de su congresista, a la Casa Blanca. En 1869 viajó a Washington, vio al presidente Grant y obtuvo su nombramiento en Anápolis.
Graduándose con la clase de 1873, Michelson fue al mar en varios cruceros antes de ser reasignado a la academia como instructor en ciencias físicas. El 10 de abril de 1877, Michelson se casó con Margaret Heminway, de una próspera familia de Nueva York; este matrimonio duró veinte años y tuvo dos hijos y una hija.
Mientras enseñaba física en 1878, Michelson se interesó en mejorar el método de Foucault para medir la velocidad de la luz terrestre. En julio de 1878, con un regalo de 2.000 dólares de su suegro, Michelson pudo mejorar el aparato de espejo giratorio y perfeccionar su experimento, la cuarta medición terrestre de la velocidad de la luz. Fue precedido por Fizeau, Foucault y Cornu. Simon Newcomb, superintendente de la Oficina del Almanaque Náutico, se interesó en su trabajo. En consecuencia, sus primeros avisos y artículos científicos se publicaron en 1878-1879, y comenzó a colaborar con Newcomb en un proyecto patrocinado por el gobierno para refinar aún más la determinación de la velocidad de la luz. Obtuvo una licencia para realizar estudios de posgrado en Europa entre 1880 y 1882. Estudió con Helmholtz en Berlín, con Quincke en Heidelberg, y con Cornu, Mascart y Lippman en París.
En el invierno de 1880-1881, mientras trabajaba en el laboratorio de Helmholtz, Michelson pensó en un medio para probar una medición de segundo orden de la sugerencia de Maxwell para probar el movimiento relativo de la tierra contra el éter luminífero ubicuo, aunque hipotético. Basándose en el crédito que Alexander Graham Bell mantuvo en su cuenta con los fabricantes de instrumentos de Berlín Schmidt y Haensch, Michelson diseñó un aparato llamado refractómetro interferencial, que luego usó para probar el movimiento relativo, o un «viento éter», comparando la velocidad de dos lápices de luz divididos de un solo haz y causados para atravesar trayectorias en ángulo recto entre sí sobre una base que podía rotar entre observaciones. En diferentes azimuts se esperaba que la recombinan lápices formando franjas de interferencia cambiaría pasado un fiducial marca y por lo tanto dar datos de lo que podría ser calculado la «absoluta de movimiento» de la tierra con respecto al éter o las estrellas «fijas», como avances con respecto a través del espacio. Este primer experimento de deriva de éter se intentó en Berlín, luego en el Observatorio Astrofísico de Potsdam, con resultados decepcionantemente nulos. El instrumento en sí era increíblemente sensible y versátil, pero los errores en el diseño experimental, señalados por A. Potier y más tarde por H. A. Lorentz, junto con los resultados nulos en sí y las dificultades teóricas con respecto a lo que se entendía por «velocidad absoluta», más tarde llevaron a Michelson a considerar el experimento un fracaso. Las hipótesis de A. J. Fresnel con respecto a un éter estacionario universal y de G. G. Stokes con respecto a la aberración astronómica se pusieron así en tela de juicio.
La teoría ondulatoria de la luz generalmente aceptada en la década de 1880 simplemente asumió un medio luminífero. Este «éter» debe impregnar los espacios intermoleculares, de materiales transparentes y opacos, así como el espacio interestelar. Por lo tanto, debe estar en reposo o estacionario en el universo y, por lo tanto, proporcionar un marco de referencia para medir la velocidad de la Tierra. Michelson negó audazmente la validez de esta hipótesis de un éter estacionario, pero siempre mantuvo la necesidad de algún tipo de éter para explicar los fenómenos de la propagación de la luz. Las hipótesis ad hoc pronto parecieron necesarias para explicar por qué no parecía detectarse ningún movimiento relativo de etherwind o movimiento relativo en el interferómetro de Michehon en la superficie de la tierra. Este curioso rompecabezas despertó el interés de Lorentz, W. Thomson (más tarde Lord Kelvin), y FitzGerald, entre otros.
En 1881 Michelson renunció al servicio activo, y al año siguiente se unió a la facultad de la nueva Escuela Case de Ciencias Aplicadas en Cleveland, Ohio. Allí estableció un aparato mejorado, ayudando a verificar las mediciones de velocidad de luz de Simon Newcomb y probando varias luces de colores en busca de índices de refracción en varios medios. En 1885, Michclson comenzó un proyecto de colaboración con Edward W. Morley de Western Reserve, un experimentador senior (y principalmente químico) con un elaborado laboratorio. Su primer esfuerzo, realizado a sugerencia de W. Thomson, y de Rayleigh y Gibbs, fue verificar el experimento de Fizeau, reportado en 1859, que supuestamente había confirmado el coeficiente de arrastre de Fresnel comparando las velocidades aparentes de la luz que se movía con y contra una corriente de agua. Este experimento de «arrastre de éter» funcionó bien y corroboró las suposiciones de Fresnel, Maxwell, Stokes y Rayleigh sobre la aberración astronómica y un medio luminífero inmaterial omnipresente.
Michelson y Morley rediseñaron el experimento de deriva de éter de 1881 para aumentar la longitud de la trayectoria casi diez veces y reducir la fricción de rotación flotando una losa de arenisca sobre un rodamiento de mercurio. Durante cinco días en julio de 1887, Michelson y Morley realizaron su prueba para el movimiento relativo de la tierra en órbita contra un éter estacionario. Sus resultados fueron nulos y tan desalentadores que abandonaron cualquier esfuerzo para continuar con las pruebas que planeaban en el otoño, invierno y primavera siguientes. Sin embargo, la sensibilidad que habían logrado con este nuevo interferómetro, aproximadamente una cuarta parte de mil millones, fue su propia recompensa; y ambos innovadores comenzaron a pensar en otros usos para tales instrumentos. Aunque los experimentadores olvidaron rápidamente su decepción, los teóricos, y notablemente FitzGerald, Larmor, Lorentz y Poincaré, hicieron gran parte de su fracaso para encontrar cambios de franja y corroborar la teoría ondulatoria de la luz de Fresnel y Stokes.
Michelson aceptó una oferta en 1889 para mudarse a la nueva Universidad Clark en Worcester, Massachusetts. Al mismo tiempo, comenzó a llevar a cabo un monumental proyecto metrológico que él y Morley habían imaginado para determinar experimentalmente la longitud de la barra de medidores internacionales en Sèvres en términos de longitudes de onda de la luz de cadmio. Adaptando su refractómetro como comparador para longitudes que podrían reducirse mediante espectroscopia y técnicas interferométricas a estándares de longitud no materiales, Michelson descubrió en 1892-1893 que la barra de medidores de París era igual a 1.553.163, 5 longitudes de onda de la línea roja de cadmio. El éxito y la precisión de este proyecto fueron tan elegantes que Michelson se hizo famoso internacionalmente.
En 1893 Michelson se trasladó a la nueva Universidad de Chicago para dirigir su departamento de física. Allí comenzó a desarrollar sus intereses en la espectroscopia astrofísica. Las rejillas de difracción, un nuevo analizador de armónicos y el espectroscopio echelon, así como un interferómetro vertical a gran escala, fueron diseñados y construidos para Michelson alrededor del cambio de siglo. Fue claramente reconocido como uno de los físicos experimentales más destacados de la nación y fue invitado a dar las conferencias Lowell en Harvard en 1899, más tarde publicadas como Ondas de luz y sus usos (Chicago, 1903). También en 1899, Michelson se volvió a casar, después de haberse divorciado, y tomó como segunda esposa a Edna Stanton, que le dio tres hijas.
Cuando aparecieron los tres famosos documentos de Einstein de 1905, uno de los uhich inauguró la teoría especial de la relatividad al prescindir de la idea de un éter y elevar la velocidad de la luz a una constante absoluta, Michelson estaba demasiado ocupado con compromisos previos y recibiendo honores como para prestar mucha atención.
La relación entre el trabajo experimental de Michelson y las teorías de la relatividad de Einstein es compleja e históricamente indirecta. Pero la influencia de sus pruebas de deriva de éter en Lorentz, FitzGerald, Poincaré, W. Thomson, Lodge, Larmor, y otros teóricos alrededor de 1900 es menos problemático y bastante directo. Aunque los estudiosos continúan debatiendo el papel de su clásico experimento de deriva del éter, el propio Michelson en sus últimos años todavía hablaba de » el querido éter antiguo (que ahora está abandonado, aunque personalmente todavía me aferro un poco a él). En 1927, en su último libro, aconsejó que la teoría de la relatividad recibiera una «aceptación generosa», aunque se mantuvo personalmente escéptico.
De 1901 a 1903 se desempeñó como presidente de la American Physical Society, y en 1907 recibió la Medalla Copley de la Royal Society (Londres), además del Premio Nobel. En total, durante su medio siglo como científico activo, fue elegido miembro honorario en más de veinticinco sociedades, recibió once títulos honoríficos y recibió diecisiete medallas. En 1910-1911 se desempeñó como presidente de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia, y de 1923 a 1927 presidió la Academia Nacional de Ciencias.
Durante la Primera Guerra Mundial, Michelson regresó a la marina como oficial de reserva de sesenta y cinco años. Ayudó a perfeccionar un telémetro óptico y demostró tolerancias para imperfecciones en gafas ópticas estriadas. Después de la guerra, la expedición de eclipse de Eddington de 1919 hizo que Einstein y la teoría de la relatividad fueran casi sinónimos de la ciencia moderna esotérica. Aunque la leyenda ha inflado mucho el papel del experimento de Michelson-Morley en supuestamente proporcionar la base para el primer trabajo de Einstein sobre el principio de la relatividad aplicado a la electrodinámica, las corroboraciones de Michelson de la velocidad de la luz como una constante virtual resultaron igualmente significativas para las teorías especiales y generales de la relatividad.
A principios de la década de 1920, Michelson comenzó a pasar más tiempo en California, en Mt. Wilson, en Pasadena, y en el Instituto de Tecnología de California. Además de enseñar, su trabajo principal durante casi una década había sido perfeccionar los motores dominantes para la producción de mejores rejillas de difracción. Pero los deberes administrativos en la Universidad de Chicago también pesaban mucho sobre él. En el sur de California, podía trabajar y jugar en varios laboratorios bien equipados y también disfrutar de su interés en el tenis, el billar, el ajedrez y la acuarela. Las pruebas para la rigidez de la tierra (o experimentos de marea terrestre) fueron seguidas por el trabajo con H. G. Gale hacia una elaborada prueba cerca de Chicago para el efecto de la rotación de la tierra sobre la velocidad de la luz. Otros estudios de la aplicación de métodos de interferencia a problemas astronómicos llevaron a la construcción en 1920 del famoso interferómetro estelar en el telescopio Hooker de 100 pulgadas que midió el increíble diámetro angular de α Orionis (Belelgeuse), que se encontró que tenía un disco de 0,047″ de arco, o aproximadamente 240 millones de millas de diámetro. Otras pruebas y un estudio geodésico bajo la supervisión de Michelson en el sur de California prepararon el camino para una medición de la velocidad de la luz entre los picos de las montañas. El Mt. Wilson a la medición de las Montañas de San Jacinto (ochenta y dos millas) se hundió debido al smog en 1925; el Monte. Wilson a Mt. La medición de San Antonio (veintidós millas) se completó en 1926, y el valor sigue siendo una de las mejores determinaciones ópticas jamás realizadas.
Mientras tanto, George Ellery Hale, director del Mt. El Observatorio Wilson, había invitado al amigo y sucesor de Michelson en el sur de California, Dayton C. Miller, que había trabajado con Morley en otras pruebas de deriva de éter en 1900-1906 y había alcanzado la eminencia en acústica. Se suponía que Miller debía perfeccionar el experimento original de Michelson-Morley para todas las estaciones y a una altitud de 6.000 pies. Después de muchas vicisitudes, lo hizo en 1925-1926 y, para consternación o deleite de una profesión dividida, Miller anunció en su discurso de retiro como presidente de la American Phvsieal Society que finalmente había encontrado la velocidad absoluta del sistema solar: unos 200 km./ seg. ¡hacia la cabeza de la constelación Draco! Este desafío impulsó a Michelson a realizar pruebas de deriva del éter una vez más. En conjunto con F. G. Pease y F. Pearson, varios interferómetros muy elaborados fueron construidos y operados brevemente desde 1926 hasta 1928, pero con poco éxito. Ni Michelson ni su equipo—ni ningún otro experimentador más tarde en la década de 1920—fueron capaces de corroborar los resultados leves pero positivos de Miller; y así Einstein se mantuvo verificado en gran medida sobre la autoridad de la reiterada palabra de Michelson.
El segundo libro de Michelson, Studies in Optics, se publicó en 1927, un año antes de que la Optical Society of America le dedicara su reunión anual en el cincuentenario de su carrera científica. Michelson había utilizado «Ondas de Luz como Varillas de Medición para Sonar lo Infinito y lo Infinitesimal», como el título de uno de sus últimos trabajos. Cuando murió en 1931, apenas creía menos en la teoría ondulatoria de la luz y su éter concomitante. Aunque apoyaba a Einstein con pocas reservas, estaba seguro de saber que de hecho había sonado la naturaleza de la luz y había encontrado su campo infinito e infinitesimal.
BIBLIOGRAFÍA
I. Obras Originales. Los libros de Michelson son Ondas de luz y sus usos (Chicago, 1903); y Estudios en Óptica (Chicago, 1927). Las traducciones y 78 artículos se enumeran en Harvey B. Lemon, «Albert Abraham Michelson: El Hombre y el Hombre de Ciencia», en American Physics Teacher, 4 (Feb. 1936), 1–11.
El material de recuerdos y recuerdos está ampliamente disperso, pero la mejor colección está en el Laboratorio Michelson, Centro de Armas Navales, China Lake, California. Véase D. Theodore McAllister, «Collecting Archives for the Hisiory of Science», en American Archivist, 32 (Oct. 1969), 327-332; y Albert Abraham Michelson: The Man Who Taught a World to Measure, Publicación del Museo Michelson, no. 3(China Lake, Calif., 1970). Véase también fondos de la Biblioteca Bohr, Instituto Americano de Física, Centro de Historia y Filosofía de Phvsics, 335 East 45th Street, Nueva York, N. Y. 10017.
II. La Literatura Secundaria. Véase Bernard Jaffe, Michelson and the Speed of Light, Science Study series (Garden City, Nueva York, 1960); Dorothy Michelson Livingston, «Michelson in the Navy; the Navy in Michelson», en Proceedings of the United States Naval Institute, 95 , no. 6 (Junio de 1969), 72-79, una colección de documentos y recuerdos que forman la base para una biografía de su padre, El Maestro de la Luz (Nueva York, 1973); Robert A. Millikan, «Albert A. Michelson», en Biographical Memoirs. Academia Nacional de Ciencias, 19, no. 4 (1938), 120-147; «Proceedings of the Michelson Meeting of the Optical Society of America,» en Journal of the Optical Society of America , 18, no. 3 (Mar. 1929), 143-286; Robert S. Shankland, «Albert A. Michelson at Case,» in American Journal of Physics, 17 (Nov. 1949), 487-490; y Loyd S. Swenson, Jr., El Éter Etéreo: A History of the Michelson-Morley-Miller Aether-Drift Experiments 1880-1930 (Austin, Tex., 1972); Gerald Holton, «Einstein, Michelson, and the’ Crucial Experiment, ‘» en Isis, 60 , no. 202 (Verano de 1969), 133-197; Jean M. Bennett, et al., «Albert Michelson, Decano de American Optics-Life, Contributions to Science, and Influence on Modern-Day Physics», junto con Robert S. Shankland, «Michelsoi’s Role in the Development of Relativity», en Applied Optics, 12 , no. 10 (Oet. 1973), 2287 y 2253; Loyd S. Swenson, Jr., «The Michelson-Morley-Miller Experiments Before and After 1905,» in Journal for the History of Astronomy , 1, no. 1 (1970), 56-78.
Loyd S. Swenson, Jr.