Преди повече от 340 години датският астроном Олаф Кристенсен Роймър представи доклад пред Парижката академия за това, че скоростта на светлината е крайна. Хипотезата на Роймър е посрещната с подозрение, но след само половин век се утвърди в науката. А днес Google днес отдава почит на това важно научно събитие със симпатичен дудъл.
Роймър забелязва, че времето обиколка на спътника Йо на Юпитер с течение на времето се измества в зависимост от позицията на Земята в орбита, а именно, когато Земята е по-близо до Юпитер, моментите на затъмненията се случват по-рано от усреднените за големи интервали от време средни стойности, а когато Земята се намира далеч от Юпитер, изостават.
Като обяснение на тези колебания на моментите на затъмнения Роймър предполага, че скоростта на светлината е крайна и я изчислява въз основа на резултатите от своите наблюдения. Според неговите изчисления, скоростта на светлината е само 220 000 км/сек., което е 26 % под съвременни стойности (приблизително 300 000 км/сек). Тази съществена грешка се дължи на факта, че по онова време не са били известни с достатъчна точност стойностите на елементите на орбитата на Юпитер.
Олаф Кристенсен Роймър
През 1675 година датският астроном Оле Роймър е успял да изследва периода на обикаляне на спътника Йо и да го измери. Този период всъщност е времето между два изгрева на спътника, равно е на около 1.7 земни денонощия. Роймър е работил последователно в продължение на години. Може би едно от първите открития е било, че измерваното време между изгревите на Йо не е постоянно, а се променя - нараства и намалява. Рьомер е постигал в това измерване такава точност, каквато е можел. Приблизително по същото време в развитието на часовниците се случват две важни неща: Хюйгенс открива часовникът с махало (1656) с грешка 1-2 минути на ден, а през 1671 г. англичанинът Уилям Клемент изобретява котвения механизъм, който рязко подобрява точността. Часовник с котва е достигал по-малко от секунда отклонение за едно денонощие, обяснява гл. ас. д-р Станчо Павлов от Бургаския Университет "Професор Д-р Асен Златаров".
Илюстрацията е на Станчо Павлов от блога му roncho.net
Ето как обяснява процедурата на измерването на Роймър д-р Павлов:
Да разгледаме два последователни изгрева на Йо. Времето между тях е около 1.7 земни денонощия. За това време Земята, с орбитална скорост 30 км/сек. се приближава към Юпитер с около 4.4 милиарда километра, което съкращава пътя на светлината най-много с около 14 секунди (фигурата вляво).
Ако Земята е в срещуположната точка на орбитата си, тоест шест месеца по-късно, относителната скорост на Земята спрямо Юпитер е в обратна посока и пътят на светлината се удължава със същите 14 секунди, така, че измерваните времена между изгревите на Йо действително би трябвало да нарастват и намаляват.
Земята изминава за едно денонощие около 2.5 милиарда километра, което съответствува на около 9 светлинни секунди. Това означава, че ако часовникът с който измерваме греши с 9 секунди на ден, тази разлика би била равна на грешката в измерването - незабележима.
Оле Роймър е трябвало да бъде сигурен, че неговият часовник има по-малка грешка и че измерванията му са надеждни (има само две удобни положения за измерване в годината). Затова първото нещо, което той установява е, че скоростта на светлината съществува тоест тя не е безкрайна, както са мислили много негови съвременници. За да направи оценка на тази скорост са били нужни няколко такива измервания и точен часовник. Като прибавим и трудностите по калибриране на времената и неголямата точност на астрономическите данни за орбитата на Юпитер, е сериозно постижение, че след няколко години Оле Роймър все пак обявява: светлината се движи със скорост 220000 км/сек.
Откритието на Роймър обогатява не само физическата, но и астрономическата картина на света и откри нови хоризонти за познанието на Вселената. Благодарение на него се появи възможността по времето за движението на светлината от звездите да се измери разстоянието до тях.
До него скоростта на светлината се е смятала за безкрайна и тази идея е в основата на Нютоновата механика. През 1905г. Айнщайн, отдавайки централно място на скоростта на светлината във вакуум като фундаментална константа в Специалната си теория на относителността, преобърна представите за физичния свят
Според съвременните възгледи скоростта на светлината във вакуум е крайната скорост на частиците и разпространение на взаимодействията.
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари