Почему эксперименты Майкельсона-Морли (1887 г.) и Майкельсона-Гейла (1925 г.) оба измеряют ненулевые сдвиги полос?

Во-первых, сам ваш график и статья, которую вы цитируете, показывают, что сдвиг интерференционных полос в модели Майкельсона-Гейла имеет среднее значение 0,23 со средним отклонением от среднего 0,016. Это та точность, которая имеет тот же порядок величины, что и верхняя граница сдвигов полос в методе Майкельсона-Морли. Между прочим, это показывает, как развивалась экспериментальная техника: в эксперименте с оптическим путем длиной в мили можно было достичь такой же точности, как и в настольном эксперименте около 30 лет назад.

В эксперименте Майкельсона-Гейла свет от источника разделяется на один луч, проходящий по прямоугольному пути в одном направлении, и другой луч, проходящий по нему в противоположном направлении. Измеряется сдвиг полосы между двумя лучами, когда они снова встречаются. Это очень отличается от экспериментов Майкельсона-Морли, где каждый луч совершает круговой путь от источника к зеркалу и обратно к источнику.

В результате эксперимент Майкельсона-Гейла исследует совсем другую феноменологию. Обратите внимание, что это не эксперимент с нулевым результатом, потому что Специальная теория относительности (СТО) предсказывает ненулевой сдвиг интерференционных полос. Действительно, скорость света не изотропна во вращающейся системе отсчета: средняя скорость света для луча, идущего в одном направлении по прямоугольному пути, отличается от средней скорости света для луча, идущего в противоположном направлении по тому же пути. Предсказанный сдвиг полосы

где$\theta$это широта,$\Omega$угловая скорость Земли,$\lambda$длина волны и$A$это площадь прямоугольника. На самом деле в эксперименте Майкельсона-Гейла есть два прямоугольника, большой и маленький, но это всего лишь деталь эксперимента: сдвиг интерференционных полос для меньшего из них слишком мал, чтобы его можно было измерить, а центральная интерференционная полоса для этого меньшего прямоугольника равна используется в качестве точки отсчета для смещения полосы для большего прямоугольника, для которого справедлива приведенная выше формула.