Am 14. November 2005 veranstaltete die Case Western Reserve University in Cleveland eine Feier anlässlich des Weltjahres der Physik und des hundertjährigen Bestehens ihres Physikgebäudes. Im Rahmen der Feierlichkeiten überreichte die Amerikanische Physikalische Gesellschaft eine Gedenktafel, die die CWRU als historischen Ort der Physik ausweist, zu Ehren des Michelson-Morley-Experiments, das dort 1887 stattfand.
Im 19. Jahrhundert glaubten die Physiker im Allgemeinen, dass ebenso wie Wasserwellen ein Medium benötigen, um sich zu bewegen (Wasser), und hörbare Schallwellen ein Medium benötigen, um sich zu bewegen (Luft), auch Lichtwellen ein Medium benötigen, das als „luminiferous“ (d. h. lichttragend) bezeichnet wurde.
Das Michelson-Morley-Experiment wurde zu dem wohl berühmtesten fehlgeschlagenen Experiment überhaupt und gilt allgemein als erster starker Beweis gegen die Existenz des leuchtenden Äthers. Michelson wurde 1907 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet und war damit der erste Amerikaner, der den Nobelpreis für Physik erhielt.
Physiker hatten berechnet, dass bei der Bewegung der Erde auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne der Fluss des Äthers über die Erdoberfläche einen nachweisbaren „Ätherwind“ erzeugen könnte. Wenn der Äther nicht aus irgendeinem Grund in Bezug auf die Erde stationär wäre, würde die Geschwindigkeit eines Lichtstrahls, der von einer Quelle auf der Erde ausgesendet wird, von der Stärke des Ätherwinds und der Richtung des Strahls in Bezug auf diesen abhängen. Die Idee des Experiments bestand darin, die Lichtgeschwindigkeit in verschiedenen Richtungen zu messen, um die Geschwindigkeit des Äthers in Bezug auf die Erde zu messen und so seine Existenz nachzuweisen.
Um die Geschwindigkeit der Erde durch den Äther zu messen, indem man die Veränderung des Lichts misst, entwickelte Albert Michelson (1852-1931) ein Gerät, das heute als Interferometer bekannt ist. Er schickte den Strahl einer einzigen Lichtquelle durch einen halb verspiegelten Spiegel, der ihn in zwei rechtwinklig zueinander verlaufende Strahlen aufspaltete. Nach dem Verlassen des Teilers wanderten die Strahlen zu den Enden der langen Arme, wo sie von kleinen Spiegeln zurück in die Mitte reflektiert wurden. Auf der anderen Seite des Teilers, in einem Okular, vereinigten sie sich wieder und erzeugten ein Muster aus konstruktiver und destruktiver Interferenz, das von der Länge der Arme abhing. Jede geringfügige Änderung in der Zeit, die die Strahlen im Transit verbrachten, würde dann als eine Verschiebung in den Positionen der Interferenzstreifen beobachtet werden.
Michelson hatte eine vorläufige Version des Experiments im Jahr 1881 durchgeführt. Nachdem er eine Stelle an der Case School of Applied Science in Cleveland angenommen hatte, begann er eine Zusammenarbeit mit Edward Morley, einem Professor für Chemie am benachbarten Western Reserve College. Der von ihnen gebaute Apparat schwamm in einer Quecksilberwanne, in der er sich langsam drehen konnte. Während der Drehung änderte sich nach der Äthertheorie die Lichtgeschwindigkeit in jedem der beiden senkrecht zueinander stehenden Arme, was zu einer Verschiebung des Interferenzmusters führte. Die Ergebnisse des Experiments zeigten eine Verschiebung, die mit Null übereinstimmte und mit Sicherheit weniger als ein Zwanzigstel der Verschiebung betrug, die zu erwarten wäre, wenn die Geschwindigkeit der Erde auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne dieselbe wäre wie ihre Geschwindigkeit durch den Äther.
Weitere Versionen des Experiments wurden mit zunehmender Verfeinerung durchgeführt, aber die Michelson-Morley-Messungen waren die ersten mit ausreichender Genauigkeit, um die Existenz des Äthers in Frage zu stellen. Die Erklärung für das Nullergebnis wartete auf die Erkenntnisse, die Einstein 1905 mit seiner speziellen Relativitätstheorie lieferte.