人們做了壹個實驗，即邁克爾遜-莫雷實驗，實驗發現，無論參考系如何運動，光速總是c,於是愛因斯坦猜想不存在以太，光速對於任何參考系都是壹樣的，並以此做為相對論的第壹個基本假設
邁克爾遜-莫雷實驗
壹種用邁克爾遜幹涉儀測量兩垂直光在同壹方向上光速差值的實驗。但結果證明光速在不同慣性系和不同方向上都是相同的，由此確定了光速不變原理。根據伽利略變換，光速應該與其所在的參照系有關，這壹結果表明伽利略變換並不適用於高速運動的光子，洛倫茲由此提出洛倫茲變換來解決這壹問題。雖然愛因斯坦只是將洛倫茲變換引入狹義相對論，但是他系統性地提出了壹個全新的物理理論，並劃時代地提出時間相對性的概念，因此人們最終將這壹功績歸功於愛因斯坦。但是狹義相對論並不完整，直到廣義相對論的出現才完美地解釋了孿生子佯謬。既然存在以太，則當地球穿過以太繞太陽公轉時，在地球通過以太運動的方向測量的光速（當我們對光源運動時）應該大於在與運動垂直方向測量的光速（當我們不對光源運動時）。1887年，阿爾貝特·麥克爾遜（後來成為美國第壹個物理諾貝爾獎獲得者）和愛德華·莫雷在克裏夫蘭的卡思應用科學學校進行了非常仔細的實驗。目的是測量地球在以太中的速度(即以太風的速度)。如果以太存在，且光速在以太中的傳播服從伽利略速度疊加原理：假設以太相對於太陽靜止，實驗坐標系相對於以太以公轉軌道速度u沿光線2的方向傳播，
由於光在不同的方向相對地球的速度不同，達到眼睛的光程差不同，產生幹涉條紋。從鏡子M反射，光線1的傳播方向在MA方向上，光的絕對傳播速度為c，地球相對以太的速度為υ，光線1完成來回路程的時間為2d/C，光線2在到達M2和從M2返回的傳播速度為不同的，分別為C+υ和C－υ，完成往返路程所需時間為：d/(C+u)+d/(C-u).光線2和光線1到達眼睛的光程差為：c[d/(C+u)+d/(C-u)-2d/C]=2du^2/(C^2-u^2)幹涉儀整體可以旋轉，旋轉的過程中，以太速度方向與實驗參考系中光線2的夾角改變，從而使得速度分量u改變，旋轉90°時，光線1和2交換了狀態，光程差可以增加壹倍。：ΔL=4du^2/(C^2-u^2)≈4du^2/C^2。移動的條紋數為ΔL/λ。實驗中用鈉光源，λ=5.9×10^－7m；地球的公轉軌道運動速率為：υ≈10^－4C；幹涉儀靜止參考系下的光程2d=11m，應該移動的條紋為：ΔN=2×11×(10^－4)/λ=0.37幹涉儀的靈敏度，可觀察到的條紋數為0.01條。但實驗結果是幾乎沒有條紋移動。因此以太存在且光速滿足伽利略速度疊加的前提是錯誤的。結論是要麽是以太不存在，光速相對於任何參考系的速度都壹樣，因此旋轉邁克爾遜幹涉儀時光線1和2不存在時間差。要麽是以太存在但是光速不滿足伽利略速度疊加。在1887年到1905年之間，人們曾經好幾次企圖去解釋麥克爾遜——莫雷實驗。最著名者為荷蘭物理學家亨得利克·洛倫茲，他是依據以太存在，但是伽利略速度疊加原理需要修改，從而引進了洛倫茲變變換。然而，壹位迄至當時還不知名的瑞士專利局的職員阿爾貝特·愛因斯坦，在1905年發表的壹篇著名的論文中指出，只要人們願意拋棄絕對時間的觀念的話，整個以太的觀念就是多余的。幾個星期之後，壹位法國最重要的數學家亨利·彭加勒也提出類似的觀點。愛因斯坦的論證比彭加勒的論證更接近物理，因為後者將此考慮為數學問題。通常這個新理論是歸功於愛因斯坦，但彭加勒的確在其中起了重要的作用。猜想該實驗讓世界上的人們拋棄了以太的存在，在物理學發展史上是重大轉折點。------但是有網友猜想該實驗結果也許是由物體在以太中運動變形引起的，觀測臂是由原子分子組成，也許由於某種原因，觀測臂內部的原子不再是維持原來說的形狀。觀測臂的整體長度也會產生相等於光行程差的相應變化。所以永遠也別想看到條紋移動。相對論說是空間扭曲，是等效的數學方法，也許不是真實情況。也有可能真空是壹種剛性粒子組成的高彈性流體，不同於空氣、液體。液體，空氣中橫波無法傳遞，但電磁波是橫波。原子科學上的發展也許可以用來解釋這個實驗。不過，這些都只是猜想，從未有實驗支持它。目前，愛因斯坦的相對論還是最能解釋各種實驗現象（原子彈、miu子、加速器、天文觀測……），也最簡潔（只有兩條看起來很自然的公理）的理論。