Пусть t0 — время, требуемое для переплывания реки. Связь между длиной пути и временем получается из теоремы Пифагора:
(c·t0)2 = (v·t0)2 + d2
Перепишем это уравнение следующим образом:
c2t20 — v2t20 = d2
t20 = d2/(c2 — v2)
Время, затраченное на обратный путь, то же самое, поэтому общее
Подставим в формулу числовые значения из предыдущего примера. Таким образом, время, требуемое для переплывания реки, составит 1/√З 
0,5777 часа.
Обратите внимание, что значения времени в двух частях эксперимента (0,67 и 0,5777) различаются. Время, затраченное на движение вдоль течения реки, в 1/√(1 — v2/c2) раз больше, чем время движения поперек реки.
Но в эксперименте Майкельсона — Морли результат был иным: значения времени в двух частях эксперимента были одинаковыми. И это не было связано с погрешностью измерений или с ошибкой в эксперименте, который был проведен с максимальной точностью. И никто не мог найти объяснение. Значит, неверна сама теория? Ученые были обеспокоены.
Затем была выдвинута гениальная идея: в некотором смысле скорость вращения Земли «уменьшила расстояние в направлении движения» ровно настолько, чтобы результаты в двух частях эксперимента Майкельсона — Морли получились одинаковыми. Таким образом, если бы Земля двигалась почти со скоростью света, то в направлении движения она была бы плоской, похожей на блин. Расстояние l' в направлении движения связано с расстоянием l в направлении, перпендикулярном направлению движения, следующим образом:
где множитель
называется фактором Лоренца — Фицджеральда.
Так как скорость света является очень большой (3 х 108 м/с), значение фактора Лоренца — Фицджеральда равно почти 1, пока скорость v меньше 10 % от скорости света.
Почему Майкельсон и Морли не смогли измерить уменьшение длины в направлении движения? Потому что когда линейка расположена в направлении движения Земли, длина линейки тоже сокращается. Теория сокращения никогда не может быть доказана прямыми измерениями.
Если бы мы могли делать высокоскоростные фотографии, могли бы мы увидеть, что мяч, летящий почти со скоростью света, принимает форму блина? Нет, даже стоп-кадр не позволит нам это рассмотреть. Почему? Это объясняется тем, что оптические искажения компенсируют уплощение формы.
Человеческий глаз и объектив фотокамеры улавливают частицы света, фотоны, которые отражаются от объектов. Свету, идущему от очень удаленных объектов, может потребоваться много времени, чтобы достичь наших глаз. Например, свет доходит от Солнца до Земли за 8 минут, а свет далекой звезды, возможно, шел к нам миллионы лет. С другой стороны, переднюю и более удаленную часть движущегося объекта мы видим одновременно, хотя свет от передней части был отражен немного раньше. Разница существует, и связана она с тем, что скорость света конечна. Объект действительно должен выглядеть удлиненным в направлении движения, но этот эффект растяжения компенсируется эффектом сокращения в нашем восприятии.
Теория Лоренца — Фицджеральда была основана на сложной идее взаимодействия вещества с эфиром, но в конце концов ученые были вынуждены признать, что эфира не существует.
Через 24 года после эксперимента Майкельсона — Морли Эйнштейн понял, что скорость света не зависит от движения источника света или наблюдателя. Скорость Земли не может быть добавлена или вычтена из скорости света в опыте Майкельсона — Морли. Теория Эйнштейна предсказывает то же время, 2d/с, для обратного движения, независимо от расположения оборудования.
Кроме того, теория относительности также позволяет предсказать сокращение длины в направлении движения точно на величину фактора Лоренца — Фицджеральда. Однако при объяснении результатов эксперимента Майкельсона — Морли это сокращение длины не имеет ничего общего с эфиром или с теорией Лоренца.