Albert Abraham Michelson

Albert Abraham Michelson (19. joulukuuta 1852 – 9. toukokuuta 1931) oli saksalais-amerikkalainen fyysikko, joka tunnetaan erityisesti nimeään kantavasta Michelsonin–Morleyn kokeesta. Michelson sai vuonna 1907 ensimmäisenä yhdysvaltalaisena Nobelin fysiikanpalkinnon ansioistaan tarkkojen optisten instrumenttien kehityksessä sekä näillä suoritetuista spektroskopisista ja metrologisista tutkimuksista.

Elämä

Nuoruus 
Michelson syntyi juutalaisen kauppiaan perheeseen vuonna 1852 preussilaisessa Strelnon kaupungissa (nykyään Puolassa sijaitseva Strzelno). Michelsonin perhe muutti kaksivuotiaan poikansa kanssa Yhdysvaltoihin vuonna 1855. Hän varttui Nevadan osavaltiossa sijaitsevassa Virginia Cityssä, jossa hänen isänsä työskenteli. Lopulta perhe kuitenkin muutti San Franciscoon, Kaliforniaan, missä hän päätti lukio-opintonsa vuonna 1869.

Akateeminen ura 
Michelson matkasi vuonna 1869 Annapolikseen, jossa presidentti Ulysses S. Grant nimesi hänet Yhdysvaltain laivastoakatemiaan. Hänestä tuli fysiikan ja kemian opettaja ja hän toimi William T. Sampsonin alaisuudessa. Michelson päätti palata Eurooppaan vuonna 1880 jatkaakseen opintojaan siellä. Hän vieraili muun muassa Berliinin ja Heidelbergin yliopistoissa sekä Collège de Francessa ja École polytechniquessa, Pariisissa. Michelson erosi Yhdysvaltain laivastosta ja palasi vuonna 1883 takaisin Yhdysvaltoihin ottaakseen vastaan hänelle tarjotun professorin paikan Clevelandissa, Ohiossa. Vuonna 1890 hän sai hyvin samankaltaisen fysiikan professuurin Clarkin yliopistosta ja lopulta fysiikan professuurin Chicagon yliopistosta kaksi vuotta myöhemmin.

Aikuisikä 
Michelsonille myönnettiin ensimmäisenä yhdysvaltalaisena tiedemiehenä Nobelin fysiikanpalkinto vuonna 1907. Samana vuonna hän sai myös Copley-mitalin, vuonna 1916 Henry Draper -mitalin ja vuonna 1923 Royal Astronomical Societyn kultamitalin. Myös yksi Kuun kraatteri on nimetty hänen mukaansa. 

Michelson liittyi uudelleen Yhdysvaltain laivastoon ensimmäisen maailmansodan sytyttyä, ja vuonna 1918 hän palasi takaisin Chicagoon. Hän kuitenkin erosi virastaan vuonna 1929 ja aloitti tutkimukset Mount Wilsonin observatoriossa Kaliforniassa. Observatoriossa Michelson työskenteli loppuelämänsä. Hän kuoli 78 vuoden ikäisenä vuonna 1931.
 
Michelson meni naimisiin Illinoisista kotoisin olevan Edna Stantonin kanssa vuonna 1899. Perheeseen syntyi yksi poika ja kolme tytärtä.

Tieteellinen ura

Varhaiset mittaukset 
Ollessaan töissä Yhdysvaltain laivastossa Michelson alkoi suunnitella valonnopeuden mittaamista Léon Foucault’n mukaan nimetyllä Foucault’n menetelmällä. Varakkaan appensa ansiosta hän kykeni rakentamaan parempaan optiikkaan ja pitempään matkaan perustuvan koejärjestelyn kuin Focault itse aikoinaan. Simon Newcomb kiinnostui Michelsonin suunnittelemasta kokeesta. Michelson mittasi vuonna 1879 valonnopeudeksi 299 910±50 km/s. Mittaustensa jälkeen Michelson muutti Washingtoniin auttamaan Newcombia. Newcombin järjestämässä vastaavanlaisessa kokeessa valonnopeudeksi mitattiin 299 860±30 km/s, joka on hyvin lähellä Michelsonin aiemmin saamaa tulosta. Michelson jatkoi vielä tutkimuksia ja julkaisi vuonna 1883 valonnopeudeksi 299 853±60 km/s.

Michelsonin–Morleyn koe 

Michelsonin ja Edward Morleyn vuonna 1887 suoritetussa kokeessa oli tarkoituksena mitata valonnopeutta eri suunnista ja todeta, mistä suunnasta mitattuna valolla on suurin nopeus. Ennen 1900-lukua valon ajateltiin olevan mekaanista aaltoliikettä, joka tarvitsee väliaineen jossa se voi edetä. Väliaineeksi ehdotettiin eetteriä. Maapallon pyörimisliikkeen auringon ympäri pitäisi aiheuttaa ”eetterituulen”, jonka takia valon nopeus pitäisi olla noin 30 kilometriä sekunnissa suurempi valon tullessa siitä suunnasta, mihin aurinko kulkee ja maa on sillä puolen aurinkoa, että sen nopeus on tämän 30 kilometriä aurinkoa suurempi, kuin valo joka tulee sivusuunnasta. Kokeessa Michelson ja Morley eivät kuitenkaan havainneet poikkeamaa. Kokeen lopputuloksena oli siis se, ettei eetteriä ole olemassa. Samaan tulokseen päätyi Albert Einstein omissa pohdinnoissaan vuosia myöhemmin. Michelson ei itse luopunut eetterikäsityksestä, vaan piti tekemiään kokeita epäonnistuneina.

Yhdessä Morleyn kanssa tehty koe osoitti, ettei valonnopeus riipu havaitsijan liikkeestä. Tämä on Einsteinin tulkinta tehdystä kokeesta ja se on yksi suppean suhteellisuusteorian peruspilareista. Michelson myös ehdotti valon aallonpituuden käyttöä pituusyksikön määritelmässä. Hänen tekemänsä mittaukset valonnopeudesta olivat aikansa tarkimpia.

Lähteet

Aiheesta muualla 

Yhdysvaltalaiset fyysikot
Nobelin fysiikanpalkinnon saajat
Copley-mitalin saajat
Vuonna 1852 syntyneet
Vuonna 1931 kuolleet
Seulonnan keskeiset artikkelit