アルバート・エイブラハム・マイケルソン （Albert Abraham Michelson, 1852年 12月19日 - 1931年 5月9日 ）は、アメリカ の物理学者 。アメリカ海軍 士官 。光速度 やエーテル についての研究を行った。1907年 、光学 に関する研究によってノーベル物理学賞 を受賞した。これは科学部門における、アメリカ人初の受賞でもある。
プロイセン王国 のストシェルノ(en )（現在のポーランド 領）で、ユダヤ人 一家に生まれる[ 1] カリフォルニア州 マーフィーズ(en )やネバダ州 バージニア・シティー といった町で育った。高校時代はサンフランシスコ の叔母の下で過ごした。なお、この叔母の娘が作家 となった Harriet Lane Levy である[ 2]
1869年 、大統領ユリシーズ・グラント の命によってアメリカ海軍兵学校 に入学。そこで4年間、光学 、熱 、気候学 、製図などを学んだ。1873年 に卒業すると海軍 に入隊して2年間洋上で過ごし、1875年 には兵学校に戻って1879年 まで化学 と物理学 の講師を務めた。1879年 、ワシントンの航海年鑑局 に異動となり、サイモン・ニューカム と共に働くようになった。しかし翌年彼は休暇を願い出て、ヨーロッパで学ぶための旅に出た。ベルリン やハイデルベルク の大学、パリのコレージュ・ド・フランス やエコール・ポリテクニーク を訪れている。
マイケルソンは科学に魅了され、特に光速 度の測定という問題に惹かれるようになる。1877年 、兵学校での授業の一環としてアナポリス で光速度測定実験を初めて行った。ヨーロッパで二年間学んだ後、1881年 に海軍を退官。このころマイケルソン干渉計 を発明。1883年 、オハイオ州 クリーブランド のケース工科大学 で物理学教授の職を得、そこで干渉計 の改良に取り組んだ。1887年 、エドワード・モーリー と共に有名なマイケルソン・モーリーの実験 を行い、エーテル の存在を事実上否定することになった。その後天体干渉計 を使った天体観測に転向し、天体の直径の測定や連星 の距離の測定などを行った。
1889年 、マサチューセッツ州 ウースター のクラーク大学 の教授となる。1892年 には新たに創設されたシカゴ大学 物理学部門の学部長に就任した。
1899年 に結婚。1人の息子と3人の娘をもうけた。
1907年 、「干渉計の考案とそれによる分光学およびメートル原器の研究」によりアメリカ人初のノーベル物理学賞 を受賞。同年、コプリ・メダル も受賞した。また、1916年 にはヘンリー・ドレイパー・メダル 、1923年には王立天文学会ゴールドメダル を受賞。月 には彼の名を冠したクレーター がある。
78歳のとき、カリフォルニア州 パサデナ で死去。シカゴ大学には彼の名を冠した建物 Michelson House がある。ケース・ウェスタン・リザーブ大学にも彼の名を冠した建物があり、アメリカ海軍兵学校 の化学部門の建物もマイケルソンの名を冠している。カリフォルニア州リッジクレストのチャイナレイク海軍武器補給所 にあるマイケルソン研究所もマイケルソンに因んだものである。
マイケルソンの Experimental Determination of the Velocity of Light の1ページ
第一次世界大戦の際にアメリカ海軍で士官をしていた頃に撮影された写真 アメリカ海軍 士官だった1877年ごろから、マイケルソンはレオン・フーコー の回転鏡を使った光速度測定法の改良を計画し始めている。1878年、大幅に改良した装置を使った最初の測定を行い、同様の研究を計画していたサイモン・ニューカム に注目されるようになった。1879年、マイケルソンは 299,910±50 km/s という測定値を発表しており、その後ワシントンD.C. のサイモン・ニューカム の下でニューカムの測定実験の助手を務めることになった。その後2人は親友となり、長い協力関係を築くことになる。
ニューカムのプロジェクトは資金も潤沢で、299,860±30 km/s という測定値を得ている。これはマイケルソンのそれまでの結果よりさらに正確である。マイケルソンはその後も技法の改良に取り組み、1883年に 299,853±60 km/s という測定結果を発表。ニューカムのものよりさらに正確さが増している。
1906年、アメリカ国立標準局 の E. B. Rosa と N. E. Dorsey が電気を使った全く新たな測定法を考案し、299,781±10 km/s という測定値を得た。ただし当時の電気に関する知識の不足から、後にこの測定値は低い方に偏っていたことが判明している。
1920年からマイケルソンはウィルソン山天文台 で最終的な光速度の測定を行う計画を立て始めた。それは、ウィルソン山から東に22マイルほど離れたサンアントニオ山の南の稜に突き出たルックアウト山までを基線とする計画である。
1922年、米国沿岸測地測量局は2年をかけ、新たに利用可能となったインバー のテープを使ってその基線の測量を綿密に行った。1924年に基線の長さが確定すると、さらに2年をかけて光速度の測定を行い 299,796±4 km/s という値を得た[ 3]
この測定は、山火事で発生した煙で鏡像がぼやけるなど多数の問題に見舞われたことでも有名である。また、1925年6月29日にマグニチュード 6.3のサンタバーバラ 地震 が起き、基線の測量に100万分の1程度の誤差が生じたと見られている。
1927年以降、電子光学 機器を使った全く新しい光速 度測定法が開発された。それによって得られた光速度は1926年のマイケルソンの測定値よりもことごとく低かった。
マイケルソンは新たな測定法を捜し求め、大気の影響を避けるために真空にしたチューブを使うことを考えた。1930年、フランシス・ピーズ やフレッド・ピアソンと共にカリフォルニア州 パサデナ で 1.6 km の真空チューブを建設し、測定を開始した。233回の一連の測定のうち36回が完了した時点でマイケルソンは亡くなった。その後地質的不安定さなどの問題に見舞われたが、1935年に発表された測定値 299,774±11 km/s は電子光学的測定法の結果とほぼ同じだった。
1887年、ウェスタン・リザーブ大学 のエドワード・モーリー とともに、当時光 の媒質として仮想されていたエーテル を検出するため、公転運動 する地球 とエーテルの相対運動による光波 の干渉 を検出する実験を繰り返した（マイケルソン・モーリーの実験 ）。ところが、もしもエーテルが光の媒質として存在するのなら当然生じるはずの干渉現象が見出されなかった。マイケルソンはその結果に驚き、翌年もさらに精度を上げて実験を繰り返したが、やはり干渉は起きなかった。この実験結果の影響は大きく、干渉が起きなかったことを説明するためにヘンドリック・ローレンツ がローレンツ収縮 の方程式を考案したほどである。
このことはあらゆる方向に運動する物体から観測する光速度は常に一定であるという「光速度不変の原理 」の発見につながり、のちにアルベルト・アインシュタイン の特殊相対性理論 の根拠となった。そのため、極めて意義の大きい失敗と言える。なお、アインシュタインが特殊相対性理論を構築する際にマイケルソン・モーリーの実験のことを知っていたかどうかという歴史的議論もあった（特殊相対性理論では、エーテルは「不要」とされている）[ 4] [ 5]
1920年から1921年にかけて、マイケルソンとフランシス・ピーズ は世界で初めて太陽以外の恒星の直径を測定した。彼らはウィルソン山天文台 の天体干渉計 を使い、ベテルギウス の直径を測定。この技法を後にアントワーヌ・ラベリー が発展させた。マイケルソンはその後、天体の直径や連星の距離の測定を主に研究するようになった。
『ボナンザ 』というテレビ番組（西部劇）の1エピソード（Look to the Stars 、1962年3月18日放送）で、主人公は16歳のアルバート・マイケルソンが海軍兵学校に入学するのを助ける。『ボナンザ』はマイケルソンが海軍兵学校に入学する前に住んでいだネバダ州バージニア・シティー が舞台となっていた。エピソードの最後に主人公のナレーション で、マイケルソンが1907年にノーベル賞 を受賞したことが語られている。
カリフォルニア州マーフィーズでマイケルソンが住んでいた家は、Twisted Oak Winery というワイナリーのテイスティングルームになっている。
アメリカ海軍兵学校 にあるマーカー。マイケルソンが光速度の測定実験を行った経路を示している。
^ Albert Abraham Michelson Selected Papers of Great American Physicists^ Levy, 920 O'Farrell Street , 47.
^ Garner, C. L., Captain (retired) (April 1949). “A Geodetic Measurement of Unusually High Accuracy ”. Coast and Geodetic Survey. pp. 68–74. 2009年8月13日 閲覧。 ^ アインシュタインは1905年の論文 On the Electrodynamics of Moving Bodies
^ Holton, Gerald, "Einstein, Michelson, and the 'Crucial' Experiment", Isis , Vol. 60, No. 2 (Summer, 1969), pp. 133-197
^ "Michelson; Albert Abraham (1852 - 1931)" . Record (英語). The Royal Society . 2011年12月11日閲覧 。
Livingston, D. M. (1973). The Master of Light: A Biography of Albert A. Michelson . ISBN 0226487113 Levy, Harriet Lane (1996). 920 O'Farrell Street . Berkeley: Heyday Books. ISBN 0930588916
1899–1925 1926–1950 1951–1975 1976–2000 2001–現在
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