Sagnac y Michelson-Gale

Los geocentristas mencionan un par de experimentos que, según ellos, refutan la teoría de la Relatividad. Se trata de los interferómetros de Sagnac y Michelson-Gale. También insisten que los resultados de estos experimentos se han ocultado a la comunidad científica.

Bueno, muy ocultos no están ya que se pueden encontrar descritos en Wikipedia. Aunque no voy a negar que no son un tópico de estudio el la carrera de Físicas a pesar de que son sin duda interesantes. La principal razón que encuentro para que hayan quedado a un lado en el curriculum es que sus resultados no fueron nada controvertidos pues se realizaron en 1925 cuando la teoría de la Relatividad ya estaba muy bien establecida y coincidieron totalmente con las predicciones teóricas. Paso a describirlos a continuación:

El interferómetro de Sagnac

En este interferómetro un rayo de luz se separa en dos y ambos rayos recorren el perímetro de un polígono en sentidos contrarios (Se colocan espejos en los vértices para guiar a los rayos). Una vez completadas las trayectorias ambos rayos se vuelven a juntar y el patrón de interferencia resultante puede ser observado. Si el retardo de propagación de un rayo es distinto del otro la diferencia de fase entre ambos rayos se traduce en un una interferencia que permite medir dicho retardo. El retardo resulta depender de la velocidad de rotación del interferómetro.

El análisis de este tipo de interferómetro está perfectamente explicado en 

http://en.wikipedia.org/wiki/Sagnac_effect Por "perfectamente explicado" quiero decir que el análisis es tan simple que está al alcance de cualquier estudiante de secundaria, si bien se trata de un caso particular en el que las trayectorias de los rayos son círculos. El análisis es tan simple porque no se necesita recurrir a casi nada de la teoría de la Relatividad si los rayos se propagan en el vacío. Bueno, a algo relativista sí que hay que recurrir: La velocidad de la luz se tiene que considerar constante y ese es precisamente el primer postulado de la teoría de la Relatividad. Para el resto del análisis basta saber que velocidad=espacio/tiempo y las fórmulas del perímetro y área del círculo.

El resultado es dt=4*A*w/c2 , donde A es el área encerrada por los rayos, w es la velocidad de rotación absoluta del interferómetro, c2 es la velocidad de la luz al cuadrado y dt es la diferencia de tiempos entre ambos rayos. Este resultado es válido para cualquier polígono a pesar de haber sido deducido para un círculo (que se podría considerar como un polígono regular de infinitos lados) y cuadra perfectamente con los resultados experimentales.

Conclusiones:

1. La velocidad de la luz es constante. De lo contrario los resultados experimentales no coincidirían con los teóricos.
2. Con este tipo de interferómetro se puede medir la velocidad de rotación de un sistema. Este resultado tiene una gran importancia tecnológica, y, tal como comenté anteriormente, es la base de los giróscopos láser. La sensibilidad del interferómetro aumenta con el área del polígono englobado por los rayos de luz.

El interferómetro de Michelson-Gale-Pearson

Se trata de un interferómetro de Sagnac de dimensiones kilométricas y, por lo tanto, extremadamente sensible. Se construyó en 1925. Por supuesto, el interferómetro se encontraba anclado a la Tierra ya que su objetivo era precisamente la medida de la velocidad de rotación de la misma.

En realidad la velocidad de rotación de la Tierra ya era de sobra conocida (geocéntricos aparte) así que lo que realmente se pretendía era ver si la vieja teoría del éter luminífero tenía alguna posibilidad de ser correcta. Estos fueron los resultados:

1. La velocidad de rotación de la Tierra es de una revolución por día, error experimental aparte. 
2. La teoría del éter es una quimera.

El final de la teoría del éter luminífero

En el siglo XIX estaba de moda la teoría del éter. Se entendía por tal la supuesta sustancia que proporcionaba el medio material para la propagación de las ondas de luz en el vacío, pues por entonces se pensaba que todas las ondas necesitaban de tal soporte material. Sin embargo, en el caso de loas ondas de luz su soporte material debía poseer unas propiedades extraordinarias que se derivaban de la gran velocidad que poseen este tipo de ondas:

• Su densidad debería ser extremadamente baja para permitir una velocidad tal alta. 
• Sin embargo, debía ser mucho más duro que el diamante por el mismo motivo.
• Puesto que la luz es una onda transversal tendría que tratarse de materia sólida, ya que en los fluidos sólo se propagan las ondas longitudinales.
• Debía permitir el movimiento de los astros a su través, y su estructura sólida se debía reconstruir de inmediato en la estela del astro.

Con esas propiedades tan extraordinarias no es raro que los físicos de la época tuviesen sus dudas acerca de su existencia y se buscaron formas para detectar su presencia. El experimento con la sensibilidad necesaria fue ingeniado por Albert Abraham Michelson y realizado junto con Edward Morley en 1887 y fue seguramente el fracaso más exitoso de la historia de la Física. Lo que probó el citado experimento fue que:

• La velocidad de la luz es exactamente la misma en la dirección Norte-Sur que en la Este-Oeste.

Pero si la luz se propasase en el éter la velocidad de éste se tendría que sumar a la velocidad de la luz (relatividad galileana) y en la dirección Este-Oeste se debería tener una velocidad apreciable en el éter debido al movimiento de la Tierra (o del resto del Universo en un punto de vista geocéntrico). Sin embargo no se observó ningún "viento del éter".

Este descubrimiento dio lugar al nacimiento de la primera Relatividad, en la que conviene destacar figuras como Heindrik Lorentz o Henri Poincaré. Sin embargo, parece ser que Albert Einstein no fue conocedor de este resultado cuando desarrolló su primera teoría de la Relatividad  (Relatividad Especial). En estas teorías ya no había éter alguno. Por otra parte los partidarios del éter quedaron contrariados y buscaron una explicación a la que asirse, y la encontraron: Lo que se observaba es el el éter se movía de forma solidaria con la Tierra, al menos en las inmediaciones de su superficie, debido, seguramente, a un efecto de arrastre del éter por parte del Planeta.

Michelson era un gran experimentador y en cuanto conoció el interferómetro de Sagnac (1913) ideó un experimento para probar o descartar la existencia del éter de una vez por todas: el experimento de Michelson-Gale-Pearson, aunque, dada la infraestructura necesaria, no pudo realizarlo hasta 1925. El razonamiento era el siguiente: Si el éter está pegado a la Tierra un interferómetro de Sagnac no puede ser capaz de medir su velocidad de rotación (dado que los retardos de los dos rayos serían idénticos se mediría dt=w=0). Pero resulta que la velocidad de rotación de la Tierra SI se pudo medir.

Por lo tanto tenemos la siguiente situación:

• El éter debe estar pegado a la Tierra para justificar el resultado del experimento de Michelson-Morley
• El éter no debe estar pegado a la Tierra para justificar el resultado del experimento de Michelson-Gale-Pearson.

Conclusiones:

1. El éter NO EXISTE.
2. La TIERRA GIRA.

Moraleja

  Los experimentos del interferómetro de Sagnac y Michelson-Gale-Pearson son un jarro de agua fría para el geocentrismo. Sin embargo los autores del libro los enarbolan como si fueran la explicación lógica de su tesis, seguramente esperando que el desconocimiento de estos experimentos por el gran público, y la pereza que da el estudiarlos, les sirvan para justificar el gran disparate que es "Sin embargo no se mueve".