Forsøger at måle hastigheden af ​​lys

James Clerk Maxwell teori om elektromagnetisme fortæller os, at lys er en elektromagnetisk bølge bevæger sig med 300.000 km i sekundet (KPS). Maxwells ligninger fortæller os, at skiftende elektriske og magnetiske felter skabe og opretholde hinanden, selv i områder, hvor der ikke er elektriske ladninger for at fremskynde eller magneter til at flytte. Maxwell viste, hvordan disse to områder, sammenlåste i en dans, skabe deres egen lysshow. Felterne spredt ud gennem rummet som lys eller andre elektromagnetiske bølge.

Men før Maxwell, andre forskere lavet deres egne forsøg på at identificere arten af ​​lys og til at beregne dens hastighed.

Galileo: Hængende lanterner

Hvor hurtigt gør lys rejser gennem rummet? Den moderne værdi for lysets hastighed er 300.000 KPS (186.000 MPS). Faktisk er det 299,792.458 KPS, men det er en hård nummer at huske. Omkredsen af ​​jorden er omkring 40.000 km (25.000 km), så det ville tage lyset lidt længere end en tiendedel af et sekund til at rejse rundt i verden.

Med moderne instrumenter, kan måles meget stor værdi af lysets hastighed. Men hvordan man måler det, før disse instrumenter blev skabt?

Galileo var den første person, der forsøgte. Han havde to mennesker stå på fjerne bjerge blinkende lanterner. Det er klart, Galileos eksperiment fungerede - han kunne ikke engang måle sekunder præcist, langt mindre den lille brøkdel af et sekund, at det tog for let at rejse mellem de to bakker.

Men Galileo var Galileo, og med hans rå tilgang til dette meget vanskelige eksperiment, var han stadig i stand til at vise, at lysets hastighed er endelig. Hans moderne, franske filosof René Descartes, havde at sige, at det var uendelig.

Roemer: Timing satellit

Nogle 70 år efter Galileos eksperiment, den unge danske astronom Olaus Roemer kunne få den første værdi af lysets hastighed. Men han var nødt til at gå længere end en fjern bakke at få det. Han brugte satellitter af Jupiter i stedet. Og han havde også til at kæmpe med sin chef - den berømte astronom Jean-Dominique Cassini, for hvem Saturns ringe er nu navngivet.

Tackling en uoverensstemmelse

Roemer var en lys 21 år gammel, der blev hyret af en af ​​Cassini assistenter til at hjælpe på Paris Observatory, som blev ledet af Cassini. Men Roemer har ikke bare hjælpe; han løst et af Observationsorganets store problemer.

Cassini bemærkninger var viser et problem med bevægelsen af en af Jupiters satellitter, den ene opkaldt Io (efter en af de mange elskere af Zeus, som kaldes Jupiter i romersk mytologi). Det virkede som om Io bane var lidt uforudsigelig. De tider, hvor satellitten kom frem bag planeten ændret uforklarligt. Cassini beordrede sine assistenter til at lave bedre bemærkninger og til at gøre flere beregninger.

Roemer tvivlede på, at observationerne eller beregninger var problemet. Problemet var, at ingen havde taget hensyn til den relative afstand af Jorden og Jupiter, da de to planeter gik rundt om solen. På forskellige steder i deres baner, planeterne er undertiden tættere og undertiden længere fra hinanden. Når Io kommer frem bag Jupiter, den afstand, lyset bevæger fra satellitten til Jorden afhænger af adskillelsen af ​​planeterne på det tidspunkt.

Cassini var ikke enig med sin assistent. Han mente, at lys rejste fra sted til sted øjeblikkeligt, uden forsinkelser. Det gjorde ikke noget, hvor langt Jupiter var.

Roemer stak med sin idé. Han gik tilbage og revideret mange års værd af data taget i Cassini observatorium. Med disse data, var han i stand til at beregne ændringerne i eclipsing tider for Io som det gik rundt i sin bane. Han var sikker på, at han havde ret og ønskede at gå offentligheden.

Går rundt chefen

Hvad man skal gøre? Normalt ville laboratoriet direktør gøre offentligheden præsentation af nye resultater, sammen med den forsker, der gjorde opdagelsen. Men Cassini var ikke enig i Roemer arbejde, så Roemer besluttede at gå alene. Han havde været i Cassini observatorium i fem år og følte kæphøj. Han optrådte før Academy of Sciences i Paris og meddelte, at Io skulle komme ud fra bag Jupiter præcis ti minutter efter Cassini sagde det ville.

Cassini havde beregnet, at Io skulle komme ud af formørkelsen den 9. november 1676 på 5:25:45. Astronomerne gik ud for at se om natten. 5:25:45 kom og gik, og Io var der ikke. 5:30, var der stadig ingen tegn på det. Men på 5:35:45, Io genopstod. Roemer havde haft ret.

Roemer ven Christian Huygens brugt disse data til at komme med den første målte værdi for lysets hastighed. Hans nummer var 227,000 km (140.000 km) pr sekund, hvilket er omkring 24 procent lavere end den moderne værdi.

Cassini aldrig indrømmede sin fejl. De fleste europæiske astronomer fulgte Cassini og mente ikke, at lysets hastighed var begrænset. Omkring 50 år senere, andre metoder til at måle lysets hastighed viste, at Roemer havde været rigtige.

På det tidspunkt var Einstein i skolen, havde lysets hastighed målt med temmelig god nøjagtighed. Denne hastighed, repræsenteret i Einsteins arbejde med bogstavet C, endte på selve grundlaget for hans specielle relativitetsteori.


© 2020 Zajacperrone.com | Contact us: webmaster# zajacperrone.com