Vuonna 1887 suoritettua Michelson-Morley-koetta on kutsuttu “tieteen menestyneimmäksi epäonnistuneeksi kokeeksi”. Sitä on myös kutsuttu “toisen tieteellisen vallankumouksen teoreettisten näkökohtien aloituspisteeksi”. Michelson-Morley-koe tarjosi vahvaa näyttöä ajatusta valopitoisesta (valoa sisältävästä) eetteristä vastaan, joka oli tuolloin muodissa fyysikkojen keskuudessa.
Mieti, kuinka sekä fyysiset että ääniaallot kulkevat välineiden läpi; neste tai kaasu, kuten vesi tai ilma. James Clerk Maxwellin työstä vuonna 1861 lähtien tiedettiin, että valo oli sähkömagneettista aaltoa. Fyysikot alkoivat olettaa, että tämä aalto liikkui väliaineen läpi, joka koostui paljon pienemmistä hiukkasista kuin ilmassa olevat ja paljon vähemmän tiheä. He kutsuivat tätä ainetta eetteriksi. Maxwell itse auttoi popularisoimaan eetterin käsitettä, ja pian eetterin olemassaolo tuli itsestään selväksi.
Ajatuksessa eetteristä oli lukuisia ongelmia, kuten jotkut tuon ajan fyysikot totesivat. Toimiakseen sähkömagneettisen energian väliaineena samalla kun huomioidaan havaitut tiedot, eetterin täytyi olla nestettä – täyttääkseen tilan, miljoona kertaa jäykempi kuin teräksen – tukeakseen valoaaltojen korkeita taajuuksia, massatonta ja ilman viskositeettia – muuten se olisi hidastaa planeettoja niiden kiertoradalla, läpinäkyvä – tai kauempana olevien tähtien näennäiset magnitudit putoavat nopeammin kuin etäisyyden neliö, hajoamattomat, kokoonpuristumattomat ja jatkuvat hyvin pienessä mittakaavassa. Tätä oli paljon kysyttävä miltä tahansa aineelta, ja eetteri toimi enemmän teoreettisena kainalosauvana kuin mikään muu.
Michelson-Morley-koe, jonka suorittivat Albert Michelson ja Edward Morley nykyisessä Case Western Reserve -yliopistossa Ohiossa, oli eetteriteorioiden lopun alku. Fyysikot ymmärsivät, että jos eetteri olisi olemassa, maapallo liikkuisi sen suhteen johtuen sen pyörimisestä akselinsa ympäri, kiertoradalla Auringon ympäri ja Auringon kiertoradalla galaksin ympärillä. Vaikka eetteri itse liikkuisi, se ei todennäköisesti liikkuisi täydellisesti peräkkäin Maan kanssa, joka muuttaa sekä liikesuuntaansa että nopeuttaan ajan myötä.
Odotettu vaikutus oli “eetterituuli”, joka aiheuttaisi pieniä vaihteluita valon nopeudessa riippuen siitä, mihin suuntaan valo kulki. Koska Maan nopeus Auringon ympäri on vain noin sadasosa prosentista valon nopeudesta, vaikutuksen uskottiin olevan vähäinen. Erilaisia kokeellisia järjestelyjä eetterituulen havaitsemiseksi oli perustettu 1800-luvun puolivälissä, mutta sen ajan instrumentit eivät yksinkertaisesti olleet tarpeeksi tarkkoja.
Michelson-Morley-koe suunniteltiin mittaamaan pieniä vaihteluita valon nopeudessa pomppaamalla kahta sädettä suorassa kulmassa käyttämällä puoliksi leikattuja ja täysin heijastavia peilejä, yhdistämällä ne sitten uudelleen ja tarkkailemalla häiriökuviota. Jos kahden valonsäteen nopeudessa olisi pienikin ero, se näkyisi havaitsevan elementin rakentavan ja tuhoavan häiriön kuviossa. Kokeen häiriöiden eliminoimiseksi koko homma tapahtui kivirakennuksen kellarissa ja laite asetettiin suurelle marmoritaululle, joka kelluu elohopeaaltaassa. Tämä mahdollisti Michelson-Morley-kokeen kiertämisen, ja eetterin nopeuden vaihtelut suunnasta riippuen aiheuttaisivat mitattavissa olevan vaikutuksen.
Lopulta “eetterivaikutuksen” todettiin olevan niin alhainen, että se oli melkein havaitsematon – yli 10 kertaa odotettua vaikutusta pienempi. Se oli niin pieni vaikutus, että virhemarginaali huomioon ottaen se olisi voinut olla nolla.
Myöhemmät, asteittain tarkemmat kokeet vahvistivat sen, mitä kukaan ei halunnut kuulla: eetteri oli kuvitteellinen. Valo eteni jotenkin aallona tyhjiön läpi, ja siinä se. Michelson-Morley-koe oli vasta ensimmäinen, joka havaitsi tämän. Nämä havainnot loivat pohjan 20-luvun teoreettiselle fysiikalle, mukaan lukien yleinen suhteellisuusteoria ja kvanttiteoria.
Albert Michelson sai Nobel-palkinnon fysiikan työstään vuonna 1907.