Когда Майкельсон впервые проводил свой опыт в 1881 г., он использовал желтый свет, и ожидаемое смещение интерференционных полос было порядка 0,04 расстояния между ними. Позднее он писал:
«Одна из основных трудностей, с которыми пришлось столкнуться при проведении первого эксперимента, состояла в том, что оказалось невозможным повернуть установку без искажений; другая трудность заключалась в исключительной чувствительности установки к вибрациям. Последняя была настолько высока, что, работая в городе, оказалось невозможным, за исключением разве что коротких интервалов времени, наблюдать интерференционную картину даже в два часа ночи. Наконец, как уже было отмечено, величина, которую необходимо наблюдать, а именно смещение, не превышающее одной двадцатой части расстояния между интерференционными полосами, могла оказаться слишком малой, чтобы ее можно было отделить от ошибок измерений.
Первые из перечисленных трудностей были полностью преодолены (во втором эксперименте), когда установку поместили на массивную плиту, плававшую в ртути (фиг. 20); другие затруднения удалось обойти удлинением пути светового луча примерно в десять раз за счет повторных отражений… В результате ожидаемое смещение стало равным 0,4 ширины интерференционной полосы (если бы Земля двигалась относительно эфира). Фактическое смещение оказалось заведомо меньше двадцатой части ожидаемой величины, а возможно, и меньше сороковой части. Поскольку смещение пропорционально квадрату скорости, относительная скорость Земли и эфира, вероятно, меньше одной шестой орбитальной скорости Земли и определенно меньше одной четвертой этой скорости.
Результаты наблюдений представлены на графике (фиг. 21). Верхние кривые соответствуют дневным наблюдениям, а нижние — вечерним. Пунктирные кривые соответствуют одной восьмой ожидаемого смещения. На основании этих графиков разумно заключить, что, если и существует смещение, вызванное относительным движением Земли и светоносного эфира, оно не может быть существенно больше 0,01 расстояния между интерференционными полосами».
Эти наблюдения проводились в течение длительного периода времени, начиная с мая, когда Земля двигалась в одну сторону по своей орбите, и кончая ноябрем, когда она двигалась в противоположную сторону. С тех пор этот опыт многократно повторяли, проводя наблюдения в течение очень продолжительного времени и при различных условиях. Результат, однако, всегда оказывался одним и тем же; никакого движения Земли относительно эфира обнаружить не удалось. Согласно современным данным, этот результат можно численно сформулировать так: если считать, что свет движется относительно эфира со скоростью с и наш анализ времен распространения верен, скорость Земли относительно эфира никогда не превышает одной тысячной орбитальной скорости Земли.