Αναδημοσιεύτηκε από την ΠΗΓΗ: http://www.newsit.gr/ellada

Κατηγορία: Φυσική

Δημοσιεύθηκε : 07 Δεκεμβρίου 2016

Επισκέψεις: 1611

7 Δεκεμβρίου 2016. Μέρα αφιερωμένη στην ταχύτητα του φωτός σήμερα. Σήμερα η Google αφιερώνει το Doodle της στην 340η επέτειο από τον καθορισμό της ταχύτητας του φωτός. Διαβάστε όσα δεν γνωρίζετε για την ταχύτητα του φωτός.

Ο πρώτος που μπόρεσε να μετρήσει την ταχύτητα του φωτός ήταν ο Δανός αστρονόμος Όλε Κρίστενσεν Ρέμερ το 1676. Ο Ρέμερ έκανε τις μετρήσεις παρατηρώντας τις εκλείψεις των δορυφόρων του Δία από τον πλανήτη αυτόν και υπολόγισε ότι η ταχύτητα του φωτός είναι 303.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο. Το αποτέλεσμα του Ρέμερ ήταν εκπληκτικά κοντά στην τιμή που γνωρίζουμε σήμερα (299.792.458 μέτρα το δευτερόλεπτο) για την ταχύτητα του φωτός, αλλά η ερμηνεία που έδωσε στο φαινόμενο δεν έγινε δεκτή από τους αστρονόμους της εποχής.

Πρώτος ο Δανός αστρονόμος Όλε Κρίστενσεν Ρέμερ το 1675 μέτρησε την ταχύτητα του φωτός με αστρονομική μέθοδο. Σήμερα με πολύ ακριβείς μετρήσεις οι Φυσικοί βρήκαν ότι η ταχύτητα του φωτός c στο κενό και περίπου στον αέρα είναι 300.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο.

Ο Κασίνι είχε παρατηρήσει τους δορυφόρους του Δία μεταξύ 1666 και 1668, και είχε ανακαλύψει ασυμφωνίες στις χρονομετρήσεις του, ασυμφωνίες που απέδωσε, ως αρχική εκτίμηση, στο ότι το φως είχε μια πεπερασμένη ταχύτητα. Το 1672 ο Ρέμερ πήγε στο Παρίσι και συνέχισε τις παρατηρήσεις των δορυφόρων του Δία ως βοηθός του Κασίνι. Προσέθεσε τις δικές του παρατηρήσεις σε αυτές του Κασίνι και πρόσεξε ότι τα χρονικά διαστήματα ανάμεσα στις εκλείψεις (ιδίως αυτές της Ιούς) ήταν μικρότερα όταν η απόσταση Γης-Δία μειωνόταν, και μεγαλύτερα όταν η απόσταση αυτή αυξανόταν. Ο Κασίνι έκανε μια σύντομη δημοσίευση τον Αύγουστο 1675, όπου έγραφε:

«Αυτή η δεύτερη ανισότητα φαίνεται να οφείλεται στο ότι το φως χρειάζεται ορισμένο χρόνο για να φθάσει ως εμάς από τον δορυφόρο. Το φως πρέπει να χρειάζεται περίπου 10 ως 11 λεπτά για να διανύσει μια απόσταση ίση με την ημιδιάμετρο της γήινης τροχιάς».

Παραδόξως, ο Κασίνι φαίνεται ότι εγκατέλειψε αυτό το σκεπτικό, ενώ ο Ρέμερ το υιοθέτησε και ξεκίνησε προσπάθεια να το τεκμηριώσει αδιαμφισβήτητα, χρησιμοποιώντας επιλεγμένες παρατηρήσεις που εκτέλεσαν αυτός και ο Πικάρ μεταξύ 1671 και 1677. Ο Ρέμερ παρουσίασε τα πορίσματά του στη Γαλλική Ακαδημία Επιστημών, ενώ λίγο μετά συνοψίσθηκαν από ανώνυμο σχολιαστή σε μια σύντομη παρουσίαση με τίτλο Demonstration touchant le mouvement de la lumiere trouve par M. Roemer de l'Academie des sciences, που δημοσιεύθηκε στις 7 Δεκεμβρίου 1676 στο Journal des scavans. Δυστυχώς η παρουσίαση πάσχει από το ότι ο σχολιαστής δεν έχει κατανοήσει την παρουσίαση του Ρέμερ, και καθώς κατέφυγε σε δυσνόητες προτάσεις για να συγκαλύψει την έλλειψη κατανοήσεως από τον ίδιο, συσκότισε τη λογική του Ρέμερ (Jan Teuber: Ole R?mer - videnskabsmand og samfundstjener, εκδ. Gads Forlag, Κοπεγχάγη 2004, κεφ. "Ole R?mer og den bev?gede Jord - en dansk f?rsteplads")

Μόνο η ερμηνεία των παρατιθέμενων αριθμών βγάζει νόημα: Καθώς 40 περιφορές της Ιούς (των 42,5 ωρών η μία) που παρατηρούνται όταν η Γη προσεγγίζει τον Δία είναι συνολικά 22 λεπτά της ώρας συντομότερες από 40 περιφορές της Ιούς που παρατηρούνται όταν η Γη απομακρύνεται από τον Δία, ο Ρέμερ συμπέρανε ότι το φως θα ταξιδέψει την απόσταση που η Γη διανύει σε 80 περιφορές της Ιούς σε 22 λεπτά. Αυτό δίνει τη δυνατότητα να υπολογισθεί το καθαρό αποτέλεσμα των παρατηρήσεων του Ρέμερ: ο λόγος της ταχύτητας του φωτός προς την ταχύτητα περιφοράς της Γης γύρω από τον Ήλιο, που βρίσκεται ίσος με 9300. Η σύγχρονη τιμή είναι περί το 10100. Ο ίδιος ο Ρέμερ ούτε υπολόγισε αυτό το κλάσμα, ούτε έδωσε κάποια τιμή για την ταχύτητα του φωτός. Αλλά πολλοί άλλοι υπελόγισαν την ταχύτητα από τα δεδομένα του, με πρώτο τον Κρίστιαν Χόυχενς: αφού αλληλογράφησε με τον Ρέμερ και απέκτησε περισσότερα δεδομένα, ο Χόυχενς συμπέρανε ότι το φως ταξίδευε 16 και 2/3 γήινες διαμέτρους το δευτερόλεπτο, θεωρώντας λανθασμένα την τιμή του Ρέμερ των 22 λεπτών ως τον χρόνο στον οποίο το φως διανύει απόσταση ίση με τη διάμετρο της τροχιάς της Γης.