Eksperimen Michelson-Morley adalah salah satu eksperimen paling revolusioner dalam fisika. Percobaan fisika klasik yang dilakukan pada tahun 1887 oleh Albert A. Michelson dan Edward W. Morley. Tujuan utamanya adalah untuk mendeteksi keberadaan “eter,” medium hipotetis yang dianggap sebagai perantara gelombang cahaya (seperti udara untuk suara).
Latar Belakang
- Pada abad ke-19, cahaya sudah dipahami sebagai gelombang elektromagnetik dari teori Maxwell.
- Gelombang, seperti suara, dianggap memerlukan medium untuk merambat. Medium ini disebut “eter luminiferous”.
- Diperkirakan bahwa Bumi, yang bergerak melalui ruang, juga bergerak melalui eter. Oleh karena itu, gerak Bumi seharusnya menciptakan efek seperti “angin eter,” yang memengaruhi kecepatan cahaya.
Hipotesis yang Diuji
Jika eter ada, maka kecepatan cahaya akan berbeda tergantung pada arah perambatan cahaya relatif terhadap “angin eter” (karena gerak Bumi melalui eter).
Alat Eksperimen: Interferometer Michelson
Michelson menggunakan alat inovatif yang disebut interferometer. Alat ini mampu mendeteksi perbedaan kecil dalam waktu tempuh cahaya dengan membandingkan dua sinar cahaya yang dipisahkan dan kemudian dipadukan kembali.
Cara Kerja Interferometer:
- Sinar cahaya dibagi menjadi dua arah oleh cermin semireflektif.
- Kedua sinar bergerak sepanjang jalur yang tegak lurus satu sama lain:
- Sinar 1 sejajar dengan arah gerak Bumi (melalui eter).
- Sinar 2 tegak lurus terhadap arah gerak Bumi.
- Kedua sinar dipantulkan oleh cermin dan digabungkan kembali pada layar detektor.
- Jika kecepatan cahaya berbeda di dua jalur (karena keberadaan eter), pola interferensi akan berubah.
Hasil Eksperimen
- Tidak ada perbedaan dalam kecepatan cahaya antara kedua jalur.
- Dengan kata lain, pola interferensi tetap sama, tidak peduli arah atau orientasi interferometer.
Kesimpulan
- Kecepatan cahaya konstan dalam semua arah, tidak tergantung pada gerak Bumi atau keberadaan eter.
- Eter luminiferous tidak ada, yang bertentangan dengan teori yang berlaku saat itu.
Dampak Revolusioner
- Menggugurkan Hipotesis Eter:
- Tidak ada medium universal untuk perambatan cahaya.
- Cahaya tidak membutuhkan eter untuk merambat.
- Landasan Teori Relativitas Einstein:
- Eksperimen ini menjadi salah satu pilar yang mendukung teori relativitas khusus Einstein (1905).
- Einstein menunjukkan bahwa kecepatan cahaya adalah konstan dalam semua kerangka acuan inersial, menjadikannya prinsip dasar relativitas.
- Revolusi Fisika Modern:
- Mengubah pemahaman tentang ruang dan waktu.
- Membantu mengantarkan peralihan dari fisika Newtonian ke fisika modern.
Visualisasi Eksperimen
Bayangkan Anda berjalan melawan dan searah angin. Dalam kasus angin “eter,” Anda akan merasakan perbedaan resistensi. Eksperimen ini tidak menemukan “angin” seperti itu untuk cahaya. Dengan kata lain, angin eter tidak ada.
Mengapa Eksperimen Ini Menggemparkan?
- Eksperimen ini membuktikan bahwa ruang kosong (vakum) dapat menjadi medium di mana cahaya merambat, tanpa memerlukan eter.
- Hasilnya mengejutkan bagi para ilmuwan di masa itu, yang telah menerima hipotesis eter sebagai fakta ilmiah.
- Eksperimen Michelson-Morley menjadi bukti penting yang menunjukkan bahwa pandangan klasik tentang ruang dan waktu perlu diubah secara mendasar.
