Viete ako a kedy sa merala rýchlosť svetla?

Rýchlosť svetla vo vákuu je univerzálna konštanta, ktorá je dôležitá v mnohých oblastiach fyziky. Jeho hodnota je presne 299 792 458 metrov za sekundu (alebo 300 000 km / s, ako sa tiež používa), čo definuje, že dĺžka cesty cestovanej svetlom vo vákuu trvá 1 299 792 458 sekundy.

Toto je konečná hodnota a bola meraná pomocou laserov. Rýchlosť svetla však nebola vždy považovaná za obmedzenú. Pred niekoľkými storočiami sme si mysleli opak, ale dnes vieme, že je veľmi (veľmi a veľmi) rýchly, ale má určitú hodnotu.

Prvá správa o spochybňovaní rýchlosti svetla prišla od filozofa Empedoclesa v 5. storočí pred Kristom, ktorý veril, že je nekonečný. O niekoľko desaťročí neskôr, Aristoteles nesúhlasil s vyhlásením druhého filozofa, čo viedlo diskusiu viac ako 2 000 rokov, kým vedecká zvedavosť nemohla byť kombinovaná s najpokročilejšími zdrojmi času.

Prvé hodnoty

To bolo, keď v roku 1629 Holanďan Isaac Beeckman uskutočnil prvý hmatateľný experiment, aby otestoval, či svetlo skutočne malo nastavenú rýchlosť. Na vykonanie tohto procesu použil Beeckman experiment s detonáciou strelného prachu.

Holandský vedecký experiment mal za cieľ umiestniť zrkadlá v rôznych vzdialenostiach od výbuchu, pričom niektorí ľudia ich sledovali. Počas tohto procesu sa spýtal pozorovateľov, či by mohli vidieť akékoľvek rozdiely v záblesku svetla odrážanom od každého zrkadla, ktoré bolo v zornom poli.

Nanešťastie, experiment mal zložitý spôsob merania presnejších údajov a bol vyhlásený za nepresvedčivý. Ale stojí za vyskúšanie, Beeckman! Aspoň jeho názov mohol slúžiť ako inšpirácia pre detský vedecký program z 90. rokov (ale s pravopisom Beackman).

Galilejské lucerny

Rovnako ako Beeckman aj Galileo veril, že rýchlosť svetla nebola nekonečná. V roku 1638 sa teda vydal na svoj experiment, aby urobil prvé meranie tejto rýchlosti v histórii. Jeho metóda bola veľmi jednoduchá. On a asistent boli asi míle ďaleko.

Mali baterky, ktoré bolo možné zakryť a odkryť, a Galileo by musel zistiť, či medzi ich jasom nedošlo k nejakým výrazným oneskoreniam. Tento experiment bol tiež nepresvedčivý, ale Galileo si bol istý, že „ak rýchlosť nie je okamžitá, je mimoriadne vysoká.“

V rámci experimentu Galileo pravdepodobne použil vodné hodiny, kde množstvo kvapaliny vypustenej z nádoby predstavuje množstvo času, ktoré uplynulo. Týmto spôsobom vyvodil len to, že svetlo cestuje najmenej desaťkrát rýchlejšie ako zvuk.

Výpočty na nebesiach

V roku 1675 si dánsky astronóm Ole Römer pri pozorovaní jedného z Jupiterových mesiacov uvedomil, že doba zatmení podľa všetkého závisí od relatívnych pozícií tejto planéty a Zeme. Keby sa Zem priblížila k Jupiteru, zdá sa, že obežná dráha tohto mesiaca sa zrýchlila.

Ak bola Zem ďaleko od Jupitera, zdalo sa, že sa spomalila. Usúdil, že obežná rýchlosť Mesiaca by nemala byť ovplyvnená jeho vzdialenosťou. Z toho vyvodil, že zjavná zmena pochádza z času navyše, ktorý prešlo, keď bola Zem vzdialená od Jupitera.

Po tomto pozorovaní si Römer tiež uvedomila, že keďže Zem obiehala okolo Slnka a odchádzala preč od Jupitera, čas potrebný na to, aby bol Mesiac videný, bol podľa jej poznámok dlhší, ako sa očakávalo. Potom teoretizoval, že to bolo preto, že odrazené svetlo toho mesiaca necestovalo okamžite.

Dospelo sa k záveru, že svetlu prebehla vzdialenosť okolo orbity Zeme okolo Slnka asi 22 minút a že muselo prejsť rýchlosťou 200 000 km / s. Astronóm oficiálne oznámil výsledky svojho výskumu 22. augusta 1676.

Nové hodnoty

V priebehu desaťročí a storočí robili iní vedci svoje definície na základe Römerových, napríklad Jamesa Bradleyho v roku 1728, ktorý odhadoval, že rýchlosť svetla vo vákuu by sa pohybovala okolo 301 000 km / s, pomocou výpočtu hviezdneho lomu túto hodnotu.

Ďalší vedec, ktorý uviedol číslo, bol Francúz Hippolyte Louis Fizeau, ktorý odhadol 313 300 km / s pri experimente so svetlom, zrkadlami a reťazovým kolesom. Leon Foucault, v roku 1862, takmer dosiahol oficiálnu hodnotu, ktorú v súčasnosti máme, a odhadoval sa na 299 796 km / s.

Potom ďalší vedci vykonali ďalšie štúdie a dosiahli približný počet. Až do roku 1983 bola všeobecná konferencia váh a mier s konečnou platnosťou stanovená na 299 792 458 metrov za sekundu, a to z dôvodu nového vymedzenia merania v medzinárodnom systéme jednotiek.

* Pôvodne zverejnené 13. 2. 2014.

***

Poznáte informačný bulletin Mega Curioso? Týždenne vyrábame exkluzívny obsah pre milovníkov najväčších kuriozít a bizarov tohto veľkého sveta! Zaregistrujte svoj e-mail a nenechajte si ujsť tento kontakt, aby ste boli v kontakte!