Kaip pirmą kartą išmatuotas šviesos greitis

2024 Autorius: Sherilyn Boyd | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 09:38

Šviesos greitis vakuume yra "lygiai 299 792 458 metrai per sekundę" Šiandien mes galime pateikti tikslų skaičių, nes šviesos greitis vakuume yra universali konstantas, išmatuotas lazeriais; ir kai eksperimentas susijęs su lazeriais, sunku ginčytis su rezultatais. Kalbant apie tai, kodėl jis išryškėja šiek tiek aiškiai kaip visuma, tai nėra sutapimas - skaitiklio ilgis apibrėžiamas naudojant šią konstantą: "kelio, kurį kelia šviesa vakuume per laiko intervalą 1 / 299,792,458 sekundės"

Prieš kelis šimtus metų apskritai buvo susitarta arba bent jau buvo manoma, kad šviesos greitis buvo begalinis, kai iš tikrųjų tai tiesiog tikra, iš tiesų, tikrai greita, norint pamatyti, šviesos sparta yra šiek tiek lėtesnė nei greičiausia žinomoje visatoje - paauglės mergaitės reakcijos laikas, jei Justinas Bieberas pasakytų "Twitter": "Pirmasis atsakymas į šį čivot bus mano nauja mergina".

Pirmasis žinomas asmuo, kuris apklausė visą "šviesos greitį yra begalinis", buvo 5 a. Pr. M. Pr. Filosofas Empedoclas. Mažiau nei šimtmečio vėliau Aristotelis nesutiko su Empedocle ir šis argumentas tęsėsi daugiau nei 2000 metų.

Viena iš pirmaujančių žinomų asmenų iš tiesų sugalvojo apčiuopiamą eksperimentą, išbandytą, ar šviesos greitis buvo 1629 m. Nyderlandų mokslininkas, Isaacas Beeckmanas. Nepaisant to, kad gyveno prieš lazerius, o tai man suteikia šaltkrėtis tik galvojant apie - Beeckmanas tai suprato, trūksta lazerių, bet kokio gero mokslinio eksperimento pagrindu visada turėtų būti tam tikros sprogimo; Taigi jo eksperimentas susijęs su šaudmenimis.

Beeckmanas į veidrodėlį įdėdavo įvairius atstumus nuo sprogimo ir paprašė stebėtojų, ar jie gali pastebėti bet kokį skirtumą tuo metu, kai kiekvieno veidrodžio atspindėta šviesos spinduliai pasiekė akis. Kaip tikriausiai galvojau, eksperimentas buvo "Neapibrėžtas".

Gana panašus garsus eksperimentas, kuris nebuvo susijęs su sprogimais, galbūt buvo atliktas ar bent jau pasiūlytas "Galileo Galilei" vos po dešimtmečio vėliau 1638 m. Galileo, kaip ir Beeckmanas, taip pat įtaria, kad šviesos greitis nėra begalinis, į eksperimentą, susijusį su žibintais, kai kuriuose jo darbuose. Jo eksperimentas (jei jis kažkada tai atliko), įtraukė du žibintus į mylį atskirai ir bandė pamatyti, ar tarp šių dviejų buvo pastebima pertrauka; rezultatai buvo neišspręstos. Vienintelis dalykas, kurį Galileo galėjo suvokti, buvo tai, kad, jei šviesa nebūtų begalinė, tai buvo greita ir kad tokio nedidelio masto eksperimentai buvo sunaikinti.

Dar ne taip, kaip Danijos astronomas, Ole Römer pateko į pasipriešinimą, kad šviesos greičio matavimai buvo rimti. Eksperimento metu, kai "Galileo" mirksintys žibintai ant kalvos atrodytų kaip pagrindinės mokyklos mokslo mugės projektas, Römeris nusprendė, kad, neturėdamas lazerių ir sprogimų, eksperimentas visada turėtų apimti kosminę erdvę. Taigi jis remiasi savo pastebėjimais apie pačių planetų judėjimą, 1676 m. Rugpjūčio 22 d. Paskelbdamas savo novatoriškus rezultatus.

Konkrečiai, studijuodamas vieną iš Jupiterio palydovų, Römer pastebėjo, kad laikas tarp užtemimų gali kisti per metus (atsižvelgiant į tai, ar Žemė juda link Jupiterio ar nuo jo). Įdomu tai, kad Römeris pradėjo rūpestingai atkreipti dėmesį į laiką I0 (mėnulio, kurį jis stebėjo) ir į tai, kaip jis buvo susijęs su tuo laiku, kaip tikėtasi. Po kurio laiko Römeras pastebėjo, kad, kai Žemė skriejo saulę ir savo ruožtu gavo toli nuo Jupiterio, laikas, kurį Io įžvelgė, atsiliks nuo laukiamo laiko, užrašyto jo pastabose. Römer (teisingai) teoriškai teigė, kad tai buvo todėl, kad atspindėta šviesa iš Io nesikėlė akimirksniu.

Deja, tikslūs skaičiavimai, kuriuos jis panaudojo, buvo prarasti 1728 m. Kopenhagos ugnyje, tačiau mes turime gana gerai suprasti dalykus iš naujienų, aptikusių jo atradimą, ir iš kitų tuo metu dirbančių mokslininkų, kurie savo darbe naudojo Römerio numerius. Svarbiausia, kad naudojant daugybė protingų skaičiavimų, susijusių su Žemės ir Jupiterio orbitų skersmeniu, Römer sugebėjo padaryti išvadą, kad šviesa prasiskverbė maždaug per 22 minutes, kol skrieja Žemės skersmuo aplink Saulę. Kristianas Huygensas vėliau pavertė tai labiau įprastais skaičiais, parodydamas, kad pagal Römerio vertinimą šviesa važinėja apie 220 000 kilometrų per sekundę. Šis skaičius yra nedidelis (maždaug 27% nuolaida), palyginti su skaičiumi, nurodytu pirmojoje pastraipoje, bet mes prie to pateksime.

Kai Römerio kolegos beveik visuotinai išreiškė abejones savo teorijoje apie Io, Römer atsakė, ramiai sakydamas, kad Io lapkričio 9 d. Užtemimas 1676 m. Vėluojasi 10 minučių. Pasibaigus laikui, abejotojai stovėjo apgaubti, nes viso dangaus kūno judėjimas paskatino jo išvadą.

Jo nuomone, Römerio kolegos buvo teisi būti nustebinti, nes net ir šiandien jo įvertinimas šviesos greičiui laikomas nuostabiu tikslumu, atsižvelgiant į tai, kad jis buvo sukurtas 300 metų prieš abu lazerius, internetą ir Conan O'Brien'ą plaukai.Gerai, pernelyg lėtai buvo 80 000 kilometrų per sekundę, tačiau, atsižvelgiant į mokslo ir technologijų būklę tuo metu, tai yra nepaprastai įspūdinga, ypač atsižvelgiant į tai, kad jis iš pradžių buvo tik nuo pat pradžių.

Dar nuostabiau yra tai, kad priežastis, kodėl Römerio vertinimas yra šiek tiek per lėtas, manoma, yra mažiau susijęs su bet kokia jo klaida ir labiau susijęs su tuo, kad paprastai priimtas Žemės ir Jupiterio orbitų skersmuo buvo išjungtas, kai Römeras atliko jo skaičiavimus. Reikšmė taip, Römer buvo tik neteisinga, nes kita žmonės nebuvo tokie nuostabūs mokslui, kokie buvo. Tiesą sakant, jei jūs lizdote teisingus orbitinius numerius į tuos, kurie, kaip manoma, yra jo originalūs skaičiavimai iš ataskaitų, kol jo dokumentai buvo sunaikinti minėtame ugnyje, jo vertinimas beveik neatitinka.

Taigi nors jis buvo techniškai neteisingas ir net jei Džeimsas Bradlis 1729 m. Sugalvojo tikslų skaičių, Römeras istorijoje išliks kaip tas vaikinas, kuris pirmą kartą įrodė, kad šviesos greitis nėra begalinis ir parengė pakankamai tikslią figūrą kokiu tiksliu greičiu buvo stebint plaktuko judesius, skrendančius milžinišku dujų kamuoliuku, esančiu apie 780 milijonų kilometrų. Štai čia ponios ir ponai, kaip blogis, trūkstantis lazerių, ar mokslas.

Premijos faktai:

• Energija, reikalinga sustabdyti saulės spindulį, yra maždaug 2.6478 × 10 ^ 33 džaulių arba 7.3551 × 10 ^ 29 vato valandų arba 6.3285 * 10 ^ 17 megatonų TNT. Atsižvelgiant į tai, didžiausias branduolinis sprogimas, kuris kada nors sprogojo (TSRS Bomba caras), "tik" pagamino 50 megatonų TNT vertingos energijos. Taigi, norint sustabdyti Žemės sklidimą nuo saulės, tinkama vieta sprogsta apie 12 657 000 000 000 000 tų branduolinių bombų.
• Nepaisant diskusijų, ar šviesos greitis buvo begalinis, ar ne, visuotinės diskusijos per visą istoriją buvo, ar šviesa atsirado ne tik akyje, bet ir kituose. Tarp žinomų mokslininkų, kurie tiki "teorine išmatuotąja šviesa", teorija buvo Ptolemėjaus ir Euklido. Dauguma, kurie manė, kad ši teorija teisinga, taip pat manė, kad šviesos greitis turi būti begalinis, nes akimirksniu atverčiame akis, mes galime matyti daugybę žvaigždžių nakties danguje ir šis skaičius nedidina ilgiau, nebent žinoma mes anksčiau pažvelgėme į ryškią šviesą, o mūsų akys prisitaiko prie tamsos.