Tratar de medir la velocidad de la luz

Video: Cómo superar la velocidad de la luz

teoría del electromagnetismo de James Clerk Maxwell nos dice que la luz es una onda electromagnética que viaja a 300.000 kilómetros por segundo (kbps). Las ecuaciones de Maxwell nos dicen que el cambio de los campos eléctricos y magnéticos crean y mantienen entre sí, incluso en regiones donde no hay cargas eléctricas para acelerar o imanes para mover. Maxwell demostró cómo estos dos campos entrelazados, en un baile, crean su propio espectáculo de luces. Los campos se extienden a través del espacio como la luz o como cualquier otra onda electromagnética.

Pero antes de Maxwell, otros científicos hicieron sus propios intentos de identificar la naturaleza de la luz y para calcular su velocidad.

Galileo: lámparas colgantes

¿A qué velocidad viaja la luz a través del espacio? El valor moderno para la velocidad de la luz es de 300.000 KPS (186.000 mps). En realidad, es 299,792.458 KPS, pero eso es un número difícil de recordar. La circunferencia de la Tierra es alrededor de 40.000 km (25.000 millas), por lo que tardaría la luz ligeramente más largo que una décima de segundo para viajar por todo el mundo.

Con instrumentos modernos, el extremadamente grande valor de la velocidad de la luz se puede medir. Pero, ¿cómo alguien medirlo antes de la creación de esos instrumentos?

Galileo fue la primera persona que intentó. Tenía dos personas de pie en las colinas distantes linternas intermitentes. Claramente, el experimento de Galileo no funciona - ni siquiera podía medir con precisión de segundos, y mucho menos la pequeña fracción de segundo que tardó la luz en viajar entre las dos colinas.

Pero Galileo Galileo, y con su enfoque de crudo a este experimento muy difícil, todavía era capaz de demostrar que la velocidad de la luz es finita. Su contemporáneo, filósofo francés René Descartes, había estado diciendo que era infinito.

Roemer: la sincronización de un satélite

Algunos 70 años después del experimento de Galileo, el joven astrónomo danés Olaus Roemer fue capaz de obtener el primer valor de la velocidad de la luz. Pero tenía que ir más allá de una colina distante conseguirlo. Utilizó los satélites de Júpiter en su lugar. Y también tuvo que luchar con su jefe - el famoso astrónomo Jean-Dominique Cassini, para quien los anillos de Saturno están nombrados.

Hacer frente a una inconsistencia

Roemer fue una antigua luminosa 21 años que fue contratado por uno de los asistentes de la Cassini para ayudar en el Observatorio de París, que fue encabezada por la Cassini. Pero Roemer no sólo ayuda- abordó uno de los principales problemas del observatorio.

observaciones de la Cassini mostraban un problema con el movimiento de uno de los satélites de Júpiter, el nombre io (Después de una de las muchas amantes de Zeus, que se llama Júpiter en la mitología romana). Parecía como si la órbita de Io era un poco impredecible. Los tiempos en que el satélite salió de detrás del planeta cambiaron inexplicablemente. Cassini ordenó a sus asistentes para hacer mejores observaciones y hacer más cálculos.

Roemer dudaba de que las observaciones o cálculos eran el problema. El problema era que nadie había tenido en cuenta la distancia relativa de la Tierra y Júpiter como los dos planetas dieron la vuelta al sol. En diferentes lugares en sus órbitas, los planetas son a veces más cerca ya veces más separados. Cuando Io sale de detrás de Júpiter, la distancia que la luz recorre desde el satélite a la Tierra depende de la separación de los planetas en ese momento.

Cassini no estaba de acuerdo con su ayudante. Él creía que la luz viajaba de un lugar a otro de forma instantánea, sin retrasos. No importa lo lejos que era Júpiter.

Roemer pegado con su idea. Volvió y revisado valor de muchos años de los datos tomados en el observatorio de la Cassini. Con estos datos, fue capaz de calcular los cambios en los tiempos que eclipsan a Io ya que dio la vuelta en su órbita. Estaba seguro de que él tenía razón y quería hacerlo público.

Video: Velocidad de la luz medida con un microondas

Yendo por el jefe

¿Qué hacer? Normalmente, el director del laboratorio, haría que la presentación pública de los nuevos hallazgos, junto con el investigador que realizó el descubrimiento. Pero Cassini no estaba de acuerdo con el trabajo de Roemer, por lo Roemer decidió ir solo. Había estado en el observatorio de la Cassini durante cinco años y se sentía engreído. Se presentó ante la Academia de Ciencias de París y anunció que Io iba a salir de detrás de Júpiter exactamente diez minutos después de Cassini dijo que lo haría.

Cassini había calculado que Io iba a salir del eclipse el 9 de noviembre, 1676, en 5:25:45. Los astrónomos fueron a buscar esa noche. 05:25:45 vino y se fue, e Io no estaba allí. A las 5:30, todavía no había signos de ello. Pero en 5:35:45, Io reapareció. Roemer tenía razón.

Roemer amigo de Christian Huygens utiliza estos datos para llegar con el primer valor medido para la velocidad de la luz. Su número fue de 227.000 kilometros (140.000 millas) por segundo, que es aproximadamente un 24 por ciento menor que el valor moderno.

Cassini nunca admitió su error. La mayoría de los astrónomos europeos siguieron Cassini y no creían que la velocidad de la luz era finita. Unos 50 años más tarde, otros métodos para medir la velocidad de la luz mostraron que Roemer había sido correcta.

En el momento en que Einstein estaba en la escuela, la velocidad de la luz se había medido con precisión bastante buena. Esta velocidad, representada en la obra de Einstein por la letra do, terminamos en el mismo fundamento de su teoría especial de la relatividad.