Warum messen die Experimente von Michelson-Morley (1887) und Michelson-Gale (1925) beide Streifenverschiebungen ungleich Null?

Wie ich in „ Warum wird das Michelson-Morley-Experiment als Nullergebnis betrachtet? “ erwähnt, setzte das Michelson-Morley-Experiment von 1887 eine Obergrenze für die Randverschiebung von etwa 0,01 oder 0,02. Warum fand das Michelson-Gale-Experiment von 1925 eine Streifenverschiebung von etwa 0,230 ± 0,005?

Hier ist die Verteilung der Ergebnisse des Michelson-Gale-Experiments :

Michelson-Gale-Verteilung der Ergebnisse

Das Michelson-Morley-Experiment sollte die Bewegung der Erde durch den Äther messen, und das Michelson-Gale-Experiment sollte die Erdrotation messen, aber was genau sind die Unterschiede im Aufbau zwischen diesen beiden Experimenten, die sie nicht unterschiedlich erzeugen -Null-Streifenverschiebungen?

Zunächst einmal hat der MGX eine Verschiebung von 0,2 gemessen, nicht 0,02. Außerdem hat der MMX 0 +/- 0,02 gemessen, der MGX hat 0,2 +/- 0,016 gemessen. Das sind keine ähnlichen Ergebnismengen! Das sollten sie auch nicht sein, sie haben verschiedene Dinge gemessen.

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Erstens zeigen Ihre eigene Grafik und das von Ihnen zitierte Papier, dass die Streifenverschiebung in Michelson-Gale einen Mittelwert von 0,23 mit einer durchschnittlichen Abweichung vom Mittelwert von 0,016 hat. Dies ist diese Genauigkeit, die in der gleichen Größenordnung liegt wie die Obergrenze der Randverschiebungen in Michelson-Morley. Nebenbei zeigt es, wie weit die experimentelle Technik fortgeschritten war: Bei einem Experiment mit kilometerlangen Strahlengängen konnte die gleiche Präzision erreicht werden wie bei einem Tischexperiment vor etwa 30 Jahren.

Beim Michelson-Gale-Experiment wird das Licht von der Quelle aufgeteilt, wobei ein Strahl einen rechteckigen Pfad in einer Richtung durchläuft und der andere Strahl ihn in der entgegengesetzten Richtung durchläuft. Die Streifenverschiebung zwischen den beiden Strahlen, wenn sie sich wieder treffen, wird gemessen. Dies unterscheidet sich stark von den Michelson-Morley-Experimenten, bei denen jeder Strahl einen Rundweg von der Quelle zu einem Spiegel zurück zur Quelle macht.

Als Ergebnis untersucht das Michelson-Gale-Experiment eine ganz andere Phänomenologie. Beachten Sie, dass dies kein Nullergebnis-Experiment ist, da die spezielle Relativitätstheorie (SR) eine Streifenverschiebung ungleich Null vorhersagt. Tatsächlich ist die Lichtgeschwindigkeit in einem rotierenden Koordinatensystem nicht isotrop: Die durchschnittliche Lichtgeschwindigkeit für den Strahl, der in eine Richtung um den rechteckigen Pfad geht, unterscheidet sich von der durchschnittlichen Lichtgeschwindigkeit für den Strahl, der in die entgegengesetzte Richtung durch denselben Pfad geht. Die vorhergesagte Streifenverschiebung ist

Δ = 4 A λ C Ω Sünde ⁡ θ ,

Wo θ ist der Breitengrad, Ω die Winkelgeschwindigkeit der Erde, λ die Wellenlänge und A ist die Fläche des Rechtecks. Es gibt tatsächlich zwei Rechtecke im Michelson-Gale-Experiment, ein großes und ein kleines, aber das ist nur ein experimentelles Detail: Die Streifenverschiebung für das kleinere ist zu klein, um gemessen zu werden, und der zentrale Interferenzstreifen für dieses kleinere Rechteck ist es als Referenzpunkt für die Streifenverschiebung für das größere Rechteck verwendet, für das die obige Formel gilt.

Warum messen die Experimente von Michelson-Morley (1887) und Michelson-Gale (1925) beide Streifenverschiebungen ungleich Null?
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