Proveden 1887., Michelson-Morleyev eksperiment nazvan je “najuspješnijim neuspjelim eksperimentom u znanosti”. Također se naziva “početnom točkom za teorijske aspekte Druge znanstvene revolucije”. Michelson-Morleyev eksperiment pružio je snažne dokaze protiv ideje etera koji nosi svjetlost (svjetlonoseći), koji je u to vrijeme bio vrlo popularan među fizičarima.
Razmotrite kako i fizički i audio valovi putuju kroz medije; tekućina ili plin poput vode ili zraka. Od rada Jamesa Clerka Maxwella 1861. bilo je poznato da je svjetlost elektromagnetski val. Fizičari su počeli postulirati da se ovaj val kretao kroz medij, sastavljen od čestica mnogo manjih od onih u zraku, i mnogo manje gustoće. Ovu su tvar nazvali eter. Sam Maxwell pomogao je popularizaciji pojma etera, a ubrzo se postalo zdravo za gotovo da eter postoji.
Ideja etera imala je brojne probleme, kao što su primijetili neki fizičari tog vremena. Kako bi služio kao medij za elektromagnetsku energiju uz uzimanje u obzir promatranih podataka, eter je morao biti fluidan – da ispuni prostor, milijun puta čvršći od čelika – da podupire visoke frekvencije svjetlosnih valova, bez mase i viskoznosti – inače bi usporavaju planete u svojim orbitama, prozirne — ili udaljenije zvijezde bi imale prividne magnitude koje bi padale brže od kvadrata udaljenosti, nedisperzivne, nestlačive i kontinuirane na vrlo malim razmjerima. To je bilo puno za tražiti od bilo koje tvari, a eter je više služio kao teoretska štaka nego bilo što drugo.
Michelson-Morleyev eksperiment, koji su proveli Albert Michelson i Edward Morley na današnjem Sveučilištu Case Western Reserve u Ohiju, bio je početak kraja teorija etera. Fizičari su shvatili da kada bi eter postojao, Zemlja bi se kretala u odnosu na njega zbog svoje rotacije oko svoje osi, orbite oko Sunca i orbite Sunca oko galaksije. Čak i kad bi se sam eter kretao, malo je vjerojatno da bi se kretao savršeno u korak sa Zemljom, koja mijenja i smjer kretanja i brzinu tijekom vremena.
Očekivani učinak bio je “eterski vjetar” koji bi uzrokovao male varijacije u brzini svjetlosti ovisno o tome na koji je način svjetlost putovala. Budući da je brzina Zemljine orbite oko Sunca samo oko stoti dio jednog postota brzine svjetlosti, smatralo se da je učinak neznatan. Različite eksperimentalne postavke za otkrivanje eterskog vjetra bile su postavljene sredinom 1800-ih, ali instrumenti u to vrijeme jednostavno nisu bili dovoljno precizni.
Michelson-Morleyev eksperiment osmišljen je za mjerenje sitnih varijacija u brzini svjetlosti odbijanjem dviju zraka pod pravim kutom pomoću poluokrenutih i potpuno reflektirajućih zrcala, zatim ih rekombinirati i promatrati interferencijski uzorak. Kada bi postojala i mala razlika u brzini dvaju svjetlosnih snopa, to bi bilo očito u obrascu konstruktivne i destruktivne interferencije na detektorskom elementu. Kako bi se otklonili poremećaji eksperimenta, cijela se stvar odvijala u podrumu kamene zgrade, a aparat je stavljen na veliku mramornu ploču koja je plutala u bazenu sa živom. To je omogućilo rotaciju Michelson-Morleyevog eksperimenta, a varijacije u brzini etera ovisno o smjeru izazvale bi mjerljiv učinak.
Na kraju se pokazalo da je “eterski efekt” toliko nizak da se gotovo ne može otkriti – više od 10 puta manji od očekivanog učinka. Bio je to tako mali učinak da je, uzimajući u obzir marginu pogreške, mogao biti nula.
Naknadni, progresivno precizniji eksperimenti potvrdili su ono što nitko nije htio čuti: eter je bio zamišljen. Svjetlost se nekako širila kao val kroz vakuum, i to je bilo to. Michelson-Morleyev eksperiment bio je tek prvi koji je to otkrio. Ovi nalazi postavili su pozornicu za teorijsku fiziku 20. stoljeća, uključujući opću relativnost i kvantnu teoriju.
Za svoj rad u fizici, Albert Michelson dobio je Nobelovu nagradu 1907. godine.