Nüüd heidame pilgu Michelsoni aparatuurile. Küllap lugeja juba aimab järgmisi samme. Asendame jõe eetriga, ujuja valguskiirega. Seepärast valisimegi ujuja kiiruse tähiseks c, mis on valguse kiiruse tavasümbol. Kuid kui v on Maa kiirus, moodustab see üksnes 0,0001c ja γ erineb 1,0 st üksnes ühe sajamiljondiku võrra. Kuidas küll mõõta nii tühist erinevust?

Väljapääs on selles, et valgus kannab alati kaasas omaenda tollipulka, seejuures ülimalt täpset. Selle mõõdupuu pügalateks on valguslained, keskeltläbi 0,5 μm pikad. Michelson ehitas seadise, milles korraldati kahe valguskiire võidujooks, kusjuures võitjat sai määrata valguslaine pikkuse murdosa täpsusega.

Võidujooksu rada, tuntud kui Michelsoni interferomeeter, on joonistatud pildil 8-5. Poolläbipaistev hõbetatud peegel laseb poole temale langevast valgusest läbi, teise poole peegeldab tagasi. Nii tekib kaks ristuvat valguskürt. Kaks tavalist peeglit peegeldavad kummagi küre nende endisele teele tagasi. Kiired kohtuvad taas poolläbistataval peeglil, mis lüdab taas poole kummastki kiirest kokku. Kui saabuvates valguslainetes on kohakuti laineharjad, on vaatluspikksilmas nähtava mustri kese hele. Kui harjad kohtuvad nõgudega, on pildi keskkoht tume.

Joonis 8-4	Joonis 8-5 Michelsoni interferomeeter

Et mõõtmisi hõlbustada, kallutas ta üht tavapeegleist pisinatuke, nii et ühe kiire eri osades läbib valgus veidi erinevaid teepikkusi. Tekkis paralleelsete heledate ja tumedate vöötide muster, nagu Youngi katseski. Sellise mustri muutusi on palju kergem jälgida kui valguse heleduse muutusi võrrelda. Kui interferomeetri ühe õla [*[Interferomeetri õlgadeks nimetatakse mõlemat kiirte ristuvatest teekondadest. (Tõlk.)]*] suhteline pikkus muutub ühe lainepikkuse jagu, nihkub kogu muster vasakule või paremale kahe heleda vöödi vahelise kauguse võrra.

Michelson pani interferomeetri väga aeglaselt pöörlema. Kui eeter voolanuks rõhtsalt laboratooriumist läbi [*[Mõõtmisi tehti kesköö paiku, mil Maa tiirlemine on suunatud itta.]*] oleks valgus interferomeetri teatud asendis levinud päri-ja vastuvoolu, seadme 90° pöördumise järel aga ristivoolu. Vahe kiirte teepikkuste vahel, mis tekitabki interferentspildi, pidanuks interferomeetri pööramisel pidevalt muutuma ja interferentsmuster edasi-tagasi nihkuma.

Kõlbliku interferomeetri ehitamine pole kerge. Ta peab pöörduma, ilma et ta mõõtmed muutuks isegi valguse lainepikkuse väikese murdosa võrra. Oma esimese interferomeetri pani Michelson kokku 1880 Berliinis, kasutades terasest täppistöödeldud osi. See oli nii vibratsiooniherk, et väljaspool laborit astuva assistendi sammud olid selgesti tunda. Michelson ei tuvastanud interferentsmustri nihet, kuid kuna kasutusel oli riista esimene katseeksemplar, arvas ta, et nihe oli märkamiseks liiga väike. Euroopa professoritele, kellele ta riista näitas, avaldas tugevat muljet seegi, et ta üldse töötas.

Toonases Ameerikas oli Euroopas tuntud teadlasenimi hästi müüdav kaup. Michelson loobus oma mereväekohast ja kandideeris edukalt ametisse Case'i instituudis. Seal lõi temaga kampa Edward Morley, astronoom, kes Õpetas keemiat lähedases ülikoolis, kus olid paremad laboratooriumid kui Case'i instituudis.

Clevelandis üles seatud interferomeetri variant oli paigutatud suurele kiviplaadile, mis ujus elavhõbedavannis. Riistas oli palju peegleid, mille vahel pendeldades pikenes kiire teekond 10 meetrini. See on 20 miljonit valguse lainepikkust. Hinnangud näitasid, et ühe sajamiljondikuline muutus oleks andnud interferentspildis vöödi viiendiku suuruse nihke. Michelson oli kindel, et ta suutnuks kindlaks teha ka sajandik-vöödise nihke. Seekord ei saanud tulemustes enam kahelda.

Kuid mingit nihet polnud! Michelson oli rängalt pettunud, kuid ei heitnud meelt. Jätnud mõistatuse teistele lahendada, jätkas ta virtuoosseid katseid, mis enamasti olid seotud interferomeetriaga.

Michelsoni-Morley eksperimendi seletuskatsed on omaette põnev lugu. Katsete negatiivne tulemus on siiani üks suurimaid üllatusi füüsika ajaloos. Vaevalt oli keegi valmis loobuma eetrist selle ainsa mõistatusliku tulemuse tõttu. Enamik arvas, et Michelson on avastanud eetri uudse omaduse, mis aitab selle müstilise substantsi eripära edasi täpsustada. Üks neist seletuskatseist on mainimist väärt, sest ta oli vähemalt matemaatiliselt õigel teel.

Järgides iiri astronoomi C.F. Fitzgeraldi ideed, arendas hollandi nimekas teooriafüüsik H.A. Lorentz matemaatilise aparaadi interferentsmustri paigalpüsi seletamiseks. Arvati, et mõistatuse lahendus peitub aatomite elektrilises struktuuris, mis avastati mõni aasta pärast Michelsoni katseid. Kui ainet hoiavad koos elektrijõud, mida annab edasi eeter, süs võiks olla nii, et eetrituules liikumine vähendab esemete mõõtmeid nende liikumissuunas. Selleks et saada Michelsoni tulemust, peavad mõõtmed vähenema täpselt γ korda. Siis ei saa mingi materiaalse mõõdupuuga täheldada mingit toimet, sest mõõt väheneb just samapalju kui mõõdetav ese.