Tentando medir a velocidade da luz

Video: E SE PUDÉSSEMOS ATINGIR A VELOCIDADE DA LUZ

teoria do eletromagnetismo James Clerk Maxwell diz-nos que a luz é uma onda eletromagnética viaja a 300.000 quilômetros por segundo (KPS). As equações de Maxwell nos dizer que a mudança campos elétricos e magnéticos criar e sustentar um ao outro, mesmo em regiões onde não há cargas elétricas para acelerar ou ímãs para mover. Maxwell mostraram como esses dois campos, entrelaçados em uma dança, criar seu próprio show de luzes. Os campos espalhar-se através do espaço como luz ou como qualquer outra onda electromagnética.

Video: COMO SERIA SE VIAJÁSSEMOS NA VELOCIDADE DA LUZ??

Mas antes de Maxwell, outros cientistas fizeram suas próprias tentativas de identificar a natureza da luz e calcular sua velocidade.

Galileo: Lanternas de suspensão

O quão rápido a luz viaja através do espaço? O valor moderno para a velocidade da luz é de 300.000 KPS (186.000 MPS). Na verdade, é 299,792.458 kps, mas isso é um número difícil de lembrar. A circunferência da Terra é de cerca de 40.000 km (25.000 milhas), de modo que levaria luz ligeiramente mais longo do que um décimo de segundo para viajar ao redor do mundo.

Com instrumentos modernos, o valor extremamente grande da velocidade da luz pode ser medido. Mas como é que alguém medi-la antes que esses instrumentos foram criados?

Galileo foi a primeira pessoa que tentou. Ele tinha duas pessoas ficar em colinas distantes piscando lanternas. Claramente, o experimento de Galileu não funcionou - ele não poderia até medir segundos com precisão, muito menos a minúscula fração de segundo que levou para a luz viajar entre as duas colinas.

Mas Galileu foi Galileo, e com a sua abordagem bruto para esta experiência muito difícil, ele ainda foi capaz de mostrar que a velocidade da luz é finita. Seu contemporâneo, o filósofo francês René Descartes, tinha sido dizendo que era infinito.

Roemer: sincronismo um satélite

Cerca de 70 anos após o experimento de Galileu, o jovem astrônomo dinamarquês Olaus Roemer foi capaz de obter o primeiro valor da velocidade da luz. Mas ele tinha que ir mais longe do que uma colina distante para obtê-lo. Ele usou os satélites de Júpiter em seu lugar. E ele também teve de lutar com o seu patrão - o famoso astrônomo Jean-Dominique Cassini, para quem os anéis de Saturno estão agora nomeado.

Enfrentar uma inconsistência

Roemer foi um brilhante de 21 anos que foi contratado por um dos assistentes de Cassini para ajudar no Observatório de Paris, que foi dirigido por Cassini. Mas Roemer não apenas ajudar- ele abordou um dos grandes problemas do observatório.

observações da Cassini estavam mostrando um problema com o movimento de um dos satélites de Júpiter, o chamado io (Depois de um dos muitos amantes de Zeus, que é chamado de Júpiter na mitologia romana). Parecia que a órbita de Io foi um pouco imprevisível. As vezes quando o satélite saiu de trás do planeta mudou inexplicavelmente. Cassini ordenou a seus assistentes para fazer observações melhor e fazer mais cálculos.

Roemer duvidar de que as observações ou cálculos eram o problema. O problema era que ninguém tinha tido em conta a distância relativa da Terra e Júpiter como os dois planetas deu a volta ao sol. Em lugares diferentes em suas órbitas, os planetas são às vezes mais perto e às vezes mais distantes. Quando Io sai de trás de Júpiter, a distância que a luz percorre a partir do satélite para a Terra depende da separação dos planetas naquele momento.

Cassini não concordava com seu assistente. Ele acreditava que a luz viajou de lugar para lugar instantaneamente, sem atrasos. Não importava o quão longe Júpiter era.

Roemer preso com sua idéia. Ele voltou e revisto no valor de dados tomadas no observatório da Cassini muitos anos. Com esses dados, ele foi capaz de calcular as mudanças nos tempos eclipsando para Io, uma vez que foi em torno de sua órbita. Ele tinha certeza de que ele estava certo e queria ir a público.

Indo ao redor do patrão

O que fazer? Normalmente, o diretor do laboratório faria a apresentação pública das novas descobertas, juntamente com o pesquisador que fez a descoberta. Mas Cassini não concordava com o trabalho de Roemer, de modo Roemer decidiu ir sozinho. Ele tinha sido no observatório da Cassini por cinco anos e sentia arrogante. Ele compareceu perante a Academia de Ciências de Paris e anunciou que Io estava indo para sair de trás de Júpiter exatamente dez minutos depois Cassini disse que seria.

Cassini tinha calculado que Io ia sair do eclipse em 09 de novembro de 1676, em 5:25:45. Os astrônomos saiu para olhar naquela noite. 05:25:45 iam e vinham, e Io não estava lá. Às 5:30, ainda não havia sinais de que. Mas em 5:35:45, Io reapareceu. Roemer estava certo.

amigo de Roemer Christian Huygens usado esses dados para vir para cima com o primeiro valor medido para a velocidade da luz. Seu número era de 227.000 km (140.000 milhas) por segundo, o que é cerca de 24 por cento menor do que o valor moderno.

Cassini nunca admitiu seu erro. A maioria dos astrônomos europeus seguiram Cassini e não acreditava que a velocidade da luz era finita. Cerca de 50 anos mais tarde, outros métodos para medir a velocidade da luz mostrou que Roemer tinha sido correta.

No momento em que Einstein estava na escola, a velocidade da luz foi medida com uma precisão razoavelmente boa. Esta velocidade, representada na obra de Einstein pela letra c, terminou no próprio fundamento de sua teoria da relatividade especial.