ความเร็วของแสงถูกวัดเป็นครั้งแรกอย่างไร

ความเร็วของแสงถูกวัดเป็นครั้งแรกอย่างไร

ความเร็วของแสงในสูญญากาศยืนที่ "299,792,458 เมตรต่อวินาที“ เหตุผลที่วันนี้เราสามารถใส่ตัวเลขที่แน่นอนได้เนื่องจากความเร็วของแสงในสุญญากาศเป็นค่าคงที่สากลที่ได้รับการวัดด้วยเลเซอร์ และเมื่อการทดลองเกี่ยวข้องกับเลเซอร์เราก็ยากที่จะโต้แย้งกับผลลัพธ์ ว่าทำไมมันออกมาค่อนข้างเด่นชัดเป็นจำนวนทั้งหมดนี้ไม่ใช่เรื่องบังเอิญความยาวของเมตรถูกกำหนดโดยใช้ค่าคงที่นี้: "ความยาวของเส้นทางที่เดินทางโดยแสงในสูญญากาศในระหว่างช่วงเวลาของ 1 / 299,792,458 ของวินาที .”

ก่อนหน้านี้ไม่กี่ร้อยปีที่ผ่านมาได้มีการตกลงกันโดยทั่วไปหรืออย่างน้อยก็สันนิษฐานได้ว่าความเร็วของแสงนั้นไม่มีที่สิ้นสุดเมื่อความจริงมันเป็นจริงจริงๆเร็วจริงๆสำหรับการอ้างอิงความเร็วของแสงจะช้ากว่าความเร็วที่เร็วที่สุดเพียงเล็กน้อย สิ่งที่อยู่ในจักรวาลที่รู้จักกันดีเวลาตอบสนองของสาววัยรุ่นถ้า Justin Bieber พูดใน Twitter ว่า "คนแรกที่ตอบกลับทวีตนี้จะเป็นแฟนใหม่ของฉัน"

คนแรกที่รู้จักคำถามทั้งหมด "ความเร็วของแสงคือสิ่งที่ไม่มีที่สิ้นสุด" เป็นนักปรัชญา Empedocles ศตวรรษที่ 5 น้อยกว่าหนึ่งศตวรรษต่อมาอริสโตเติลจะไม่เห็นด้วยกับ Empedocles และการโต้เถียงอย่างต่อเนื่องมานานกว่า 2,000 ปีหลังจาก

หนึ่งในบุคคลที่โดดเด่นคนแรกเกิดขึ้นจริงเพื่อทดสอบว่าแสงมีความเร็วสูงหรือไม่นั้นนักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ Isaac Beeckman ในปี ค.ศ. 1629 ถึงแม้จะมีชีวิตอยู่ในช่วงเวลาก่อนที่เลเซอร์จะทำให้ผมรู้สึกหนาวสั่นแค่คิดถึง Beeckman ก็เข้าใจแล้วว่า การขาดแคลนเลเซอร์พื้นฐานของการทดลองทางวิทยาศาสตร์ที่ดีควรเกี่ยวข้องกับการระเบิดบางชนิด ดังนั้นการทดลองของเขาจึงเกี่ยวข้องกับดินปืนระเบิด

Beeckman วางกระจกไว้หลายระยะจากการระเบิดและถามผู้สังเกตการณ์ว่าพวกเขาสามารถมองเห็นความแตกต่างได้หรือไม่เมื่อแสงสะท้อนจากกระจกส่องถึงดวงตาของพวกเขา อย่างที่คุณอาจคาดเดาได้การทดสอบคือ “สรุปไม่ได้”.

การทดลองที่มีชื่อเสียงคล้าย ๆ กันซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับการระเบิดอาจดำเนินการได้หรืออย่างน้อยที่สุดที่เสนอโดยกาลิเลโอกาลิเลอีภายใต้ทศวรรษต่อมาในปี ค.ศ. 1638 กาลิเลโอเช่นเดียวกับที่ Beeckman สงสัยว่าความเร็วของแสงไม่ได้เป็นอนันต์ ไปจนถึงการทดลองเกี่ยวกับโคมไฟในงานบางอย่างของเขา การทดลองของเขา (ถ้าเขาเคยทำอย่างนั้นทั้งหมด) การวางโคมไฟสองแห่งห่างกันหนึ่งไมล์และพยายามที่จะดูว่ามีความล่าช้าที่สังเกตเห็นได้หรือไม่ระหว่างสอง; ผลสรุปไม่ได้ สิ่งเดียวที่กาลิเลโอสามารถคาดการณ์ได้คือถ้าแสงไม่ได้ไม่มีที่สิ้นสุดมันก็รวดเร็วและการทดลองในขนาดเล็กดังกล่าวถูกกำหนดให้ล้มเหลว

จนกระทั่งนักดาราศาสตร์ชาวเดนมาร์ก Ole Römerเข้าร่วมการต่อสู้เพื่อให้การวัดความเร็วของแสงร้ายแรง ในการทดลองที่ทำให้กาลิเลโอกระพริบโคมไฟบนเนินเขาดูเหมือนว่าโครงการโรงเรียนวิทยาศาสตร์ระดับประถมศึกษาRömerระบุว่าการขาดเลเซอร์และการระเบิดการทดลองควรเกี่ยวข้องกับพื้นที่รอบนอก ดังนั้นเขาจึงตั้งข้อสังเกตของเขาเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของดาวเคราะห์ด้วยการประกาศผลที่ไม่คาดคิดในวันที่ 22 สิงหาคม ค.ศ. 1676

โดยเฉพาะในขณะที่ศึกษาดาวดวงหนึ่งของดาวพฤหัสบดีRömerสังเกตเห็นว่าช่วงเวลาระหว่างสุริยุปราคาจะเปลี่ยนแปลงไปตลอดทั้งปี (ขึ้นอยู่กับว่าโลกกำลังเคลื่อนไปทางดาวพฤหัสบดีหรืออยู่ห่างจากดาวพฤหัสหรือไม่) สงสัยเกี่ยวกับเรื่องนี้Römerเริ่มจดบันทึกเกี่ยวกับเวลา I0 (ดวงจันทร์ที่เขากำลังเฝ้าสังเกต) จะเข้ามาดูและมีความสัมพันธ์กับเวลาปกติที่คาดไว้ได้อย่างไร หลังจากที่ครู่หนึ่งRömerสังเกตเห็นว่าเมื่อโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์และหันห่างจากดาวพฤหัสบดีไปอีกครั้งเวลาที่ Io จะเข้ามาในมุมมองจะล้าหลังเวลาที่คาดไว้ที่เขียนลงในบันทึกย่อของเขา Römer (ถูกต้อง) ทฤษฎีว่าเป็นเพราะแสงสะท้อนจาก Io ไม่ได้เดินทางทันที

แต่น่าเสียดายที่การคำนวณที่แน่นอนที่เขาใช้อยู่หายไปใน Copenhagen Fire of 1728 แต่เรามีเรื่องราวที่ดีงามจากเรื่องราวต่างๆที่ครอบคลุมการค้นพบของเขาและจากนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ในช่วงเวลานั้นซึ่งใช้ตัวเลขของRömerในการทำงานของตัวเอง ความสำคัญของการใช้เส้นโค้งขนาดใหญ่ของวงโคจรของโลกและดาวพฤหัสทำให้เราสามารถสรุปได้ว่าต้องใช้เวลาประมาณ 22 นาทีในการข้ามเส้นผ่าศูนย์กลางของวงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ ต่อมา Christiaan Huygens ได้แปลงตัวเลขให้เป็นตัวเลขธรรมดามากขึ้นซึ่งแสดงให้เห็นว่าการประมาณค่าของRömerมีค่าประมาณ 220,000 กิโลเมตรต่อวินาที ตัวเลขนี้ลดลงเล็กน้อย (ประมาณ 27%) จากรูปที่ระบุไว้ในย่อหน้าแรก แต่เราจะทำอย่างนั้นสักครู่

เมื่อเพื่อนร่วมงานของRömerเกือบจะแสดงความสงสัยในทฤษฎีเกี่ยวกับ Io ของเขาRömerตอบด้วยใจเยียนบอกพวกเขาว่า Io ของ 9 พฤศจิกายนอุปราคาใน 1676 เป็นไปได้ 10 นาทีล่าช้า เมื่อถึงเวลานั้นผู้สงสัยก็ยืนนิ่งเฉยขณะที่การเคลื่อนไหวของท้องฟ้าทั้งตัวยืมความเชื่อมั่นต่อข้อสรุปของเขา

เพื่อนร่วมงานของRömerมีสิทธิที่จะประหลาดใจในการประมาณค่าของเขาเนื่องจากแม้ในปัจจุบันการประมาณความเร็วของแสงจะถือว่ามีความถูกต้องน่าอัศจรรย์ใจเมื่อพิจารณาถึง 300 ปีก่อนการมีอยู่ของเลเซอร์ทั้งสองชนิดอินเทอร์เน็ตและ Conan O'Brien's ผม.เอาล่ะ 80,000 กิโลเมตรต่อวินาทีช้าเกินไป แต่เมื่อพิจารณาถึงสถานะของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในเวลานั้นสิ่งนี้น่าประทับใจมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งเขาเป็นคนแรกที่ทำงานออกจากลางสังหรณ์เริ่มต้นด้วย

สิ่งที่น่าอัศจรรย์ยิ่งกว่านั้นก็คือเหตุผลที่การประเมินของRömerนิดหน่อยช้าเกินไปคิดว่าไม่เกี่ยวข้องกับข้อผิดพลาดใด ๆ ในส่วนของเขาและเกี่ยวข้องกับข้อเท็จจริงที่ว่าเส้นผ่าศูนย์กลางที่ยอมรับกันโดยทั่วไปของวงโคจรของโลกและดาวพฤหัสบดีถูกปิดเมื่อ Römerทำการคำนวณของเขา ความหมายใช่Römerผิดเท่านั้นเพราะ อื่น ๆ คนไม่ได้เป็นที่น่ากลัวที่วิทยาศาสตร์ในขณะที่เขาเป็น ในความเป็นจริงถ้าคุณเสียบตัวเลขวงโคจรที่ถูกต้องลงในสิ่งที่คิดว่าเป็นการคำนวณต้นฉบับของเขาจากรายงานก่อนที่เอกสารของเขาจะถูกทำลายลงในกองไฟดังกล่าวการประเมินของเขาเกือบจะเป็นจุดที่

ดังนั้นแม้ว่าเขาจะผิดทางเทคนิคและถึงแม้ว่าเจมส์แบรดลีย์จะได้ตัวเลขที่ถูกต้องมากขึ้นในปีพ. ศ. 1729 Römerจะลงไปในประวัติศาสตร์ในฐานะคนที่เป็นคนแรกที่พิสูจน์ว่าความเร็วของแสงไม่เป็นอนันต์และสร้างตัวเลข ballpark ที่ถูกต้องแม่นยำ เกี่ยวกับความเร็วที่แน่นอนคือการสังเกตความเคลื่อนไหวของจุดที่โคจรรอบลูกแก๊สยักษ์ที่อยู่ห่างจากที่นี่ประมาณ 780 ล้านกิโลเมตร นั่นคือสุภาพสตรีและสุภาพบุรุษมีวิธีการอย่างไร badass, lacking lasers, science

ข้อมูลโบนัส:

  • พลังงานที่จำเป็นต่อการหยุดโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์อยู่ที่ประมาณ 2.6478 × 10 ^ 33 จูลหรือ 7.3551 × 10 ^ 29 วัตต์ชั่วโมงหรือ 6.3285 * 10 ^ 17 เมกะไบต์ของทีเอ็นที สำหรับการอ้างอิงการระเบิดนิวเคลียร์ที่ใหญ่ที่สุดที่เคยมีการระเบิด (ซาร์บอมบาโดยสหภาพโซเวียต) "มีเพียง" เท่านั้นที่ผลิตพลังงานมูลค่ากว่า 50 ล้านเหรียญของทีเอ็นที ดังนั้นจะใช้เวลาประมาณ 12,657,000,000,000,000 ของระเบิดนิวเคลียร์เหล่านั้นที่จุดที่ถูกต้องเพื่อไม่ให้โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์
  • นอกเหนือจากการถกเถียงกันว่าความเร็วของแสงไม่มีที่สิ้นสุดหรือไม่การถกเถียงด้านทั่วไปในประวัติศาสตร์เป็นเรื่องที่เกิดขึ้นในดวงตาหรือจากสิ่งอื่น ในบรรดานักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงที่เชื่อในทฤษฎี "light emitted from the eye" คือ Ptolemy และ Euclid คนส่วนใหญ่ที่คิดว่าทฤษฎีนี้ถูกต้องก็คิดว่าความเร็วของแสงต้องเป็นอนันต์เพราะทันทีที่เราเปิดตาเราสามารถมองเห็นดาวฤกษ์จำนวนมากในท้องฟ้ายามค่ำคืนและจำนวนดังกล่าวจะไม่เพิ่มขึ้นอีกต่อไปเว้นเสียแต่ว่าแน่นอน ก่อนหน้านี้เรามองไปที่แสงที่สว่างและดวงตาของเรากำลังปรับตัวเข้ากับความมืด

แสดงความคิดเห็นของคุณ

โพสต์ยอดนิยม

ตัวเลือกของบรรณาธิการ

หมวดหมู่