Знаете ли вы, как и когда измерялась скорость света?

Скорость света в вакууме является универсальной постоянной, что важно во многих областях физики. Его значение составляет ровно 299 792 458 метров в секунду (или 300 000 км / с, как он также используется), что определяет, что длина пути, пройденного светом в вакууме, составляет 1/299 792 458 секунды.

Это предельное значение и было измерено с помощью лазеров. Однако скорость света не всегда считалась конечной. Несколько веков назад считалось обратное, но сегодня мы знаем, что это очень (очень и очень) быстро, но оно имеет определенную ценность.

Первое сообщение о том, как подвергать сомнению скорость света, пришло от философа Эмпедокла в 5 веке до нашей эры, который считал его бесконечным. Несколько десятилетий спустя Аристотель не согласился с утверждением другого философа, руководившим дискуссией более 2000 лет, пока любопытство ученого не могло быть объединено с самыми передовыми ресурсами того времени.

Первые значения

Именно тогда голландец Исаак Бикман в 1629 году провел первый ощутимый эксперимент, чтобы проверить, действительно ли свет имеет заданную скорость. Для выполнения этого процесса Бекман использовал эксперимент с детонацией пороха.

Эксперимент голландского ученого состоял в том, чтобы разместить зеркала на разных расстояниях от взрыва, чтобы некоторые люди могли наблюдать. Выполняя этот процесс, он спросил наблюдателей, видят ли они какие-либо различия во вспышке света, отраженного от каждого зеркала в их поле зрения.

К сожалению, эксперимент имел сложный способ измерить что-то более точное и был объявлен неокончательным. Но стоит попробовать, Бекман! По крайней мере, его название могло послужить источником вдохновения для детской научной программы 1990-х годов (но с написанием Бикмана).

Галилеевские фонарики

Как и Бикман, Галилей также верил, что скорость света не бесконечна. Итак, в 1638 году он отправился в свой эксперимент, чтобы сделать первое измерение этой скорости в истории. Его метод был очень прост. Он и его помощник были примерно в миле отсюда.

У них были фонарики, которые можно было накрывать и открывать, и Галилею пришлось бы видеть, не было ли заметных задержек между их яркостью. Этот эксперимент также был безрезультатным, но Галилей был уверен, что «если скорость не мгновенная, она необычайно быстра».

В рамках эксперимента Галилей, вероятно, использовал водяные часы, где количество жидкости, вытекающей из контейнера, представляет количество времени, которое прошло. Таким образом, он только сделал вывод, что свет распространяется как минимум в десять раз быстрее звука.

Расчеты на небесах

В 1675 году датский астроном Оле Рёмер, наблюдая за одним из спутников Юпитера, понял, что времена затмений, похоже, зависят от взаимного расположения этой планеты и Земли. Если Земля была около Юпитера, орбита этой луны, казалось бы, ускорялась.

Если Земля была далеко от Юпитера, она, казалось, замедлилась. Рассуждая, что орбитальная скорость Луны не должна зависеть от ее расстояния, он пришел к выводу, что очевидное изменение произошло из-за дополнительного времени, пройденного светом, когда Земля была дальше всего от Юпитера.

После этого наблюдения Ромер также поняла, что, когда Земля вращается вокруг Солнца и удаляется от Юпитера, время, необходимое для того, чтобы увидеть Луну, оказалось больше, чем ожидалось, согласно ее записям. Затем он предположил, что это потому, что отраженный свет этой луны не перемещался мгновенно.

Он пришел к выводу, что свету понадобилось около 22 минут, чтобы пройти расстояние от орбиты Земли вокруг Солнца, и что он должен был пройти со скоростью 200 000 км / с. Астроном официально объявил о результатах своих исследований 22 августа 1676 года.

Новые ценности

На протяжении десятилетий и столетий другие ученые делали свои определения на основе данных Рёмера, таких как Джеймс Брэдли в 1728 году, который подсчитал, что скорость света в вакууме будет около 301 000 км / с, используя звездную рефракцию для расчета это значение.

Другим ученым, который назвал число, был француз Ипполит Луи Физо, который оценил 313 300 км / с в эксперименте со светом, зеркалами и звездочкой. Леон Фуко в 1862 году почти достиг официального значения, которое мы имеем в настоящее время, и оценил его в 299 796 км / с.

После этого другие ученые провели еще несколько исследований, приблизив их к количеству. До тех пор, пока в 1983 году Генеральная конференция мер и весов окончательно не установила текущее значение в 299 792 458 метров в секунду из-за переопределения измерения счетчика в Международной системе единиц.

* Первоначально опубликовано 13.02.2014.

***

Знаете ли вы информационный бюллетень Mega Curioso? Еженедельно мы производим эксклюзивный контент для любителей самых интересных и причудливых вещей этого большого мира! Зарегистрируйте свою электронную почту и не пропустите этот способ оставаться на связи!