Πώς ξέρετε πόσο γρήγορα ταξιδεύει το φως;
Πρώιμες προσπάθειες:
* ole rømer (1676): Ο Rømer παρατήρησε το φεγγάρι του Δία και παρατήρησε ότι οι εκλείψεις του (όταν εξαφανίζονται το IO πίσω από τον Δία) συνέβη αργότερα από το αναμενόμενο όταν η Γη ήταν μακρύτερα από τον Δία. Συνειδητοποίησε ότι αυτό οφείλεται στο χρόνο που πήρε φως για να ταξιδέψει στην επιπλέον απόσταση, οδηγώντας σε μια εκτίμηση της ταχύτητας του φωτός.
* James Bradley (1728): Ο Μπράντλεϊ μελέτησε την "εκτροπή του Starlight", ένα φαινόμενο όπου η φαινομενική θέση των αστεριών μετατοπίζεται ελαφρώς λόγω της κίνησης της Γης. Αυτή η μετατόπιση αποκάλυψε την πεπερασμένη ταχύτητα φωτός και έδωσε μια πιο ακριβή μέτρηση.
μεταγενέστερες εξελίξεις:
* Fizeau και Foucault (1849-1862): Αυτοί οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν έξυπνα πειράματα χρησιμοποιώντας περιστρεφόμενους οδοντωτούς τροχούς και καθρέφτες για να μετρήσουν το χρονικό φως για να ταξιδέψουν σε μια γνωστή απόσταση, εξευγενίζοντας την ταχύτητα της μέτρησης του φωτός.
* πείραμα Michelson-Morley (1887): Αυτό το πείραμα αποσκοπούσε στην ανίχνευση ενός υποθετικού μέσου που ονομάζεται "Luminiferal Aether" που θεωρήθηκε ότι μεταφέρει ελαφριά κύματα. Το μηδενικό αποτέλεσμα του πειράματος υποδηλώνει έντονα ότι το φως δεν απαιτεί ένα μέσο για να ταξιδέψει και να τσιμπήσει περαιτέρω την έννοια της σταθερής ταχύτητας του φωτός.
Σύγχρονη μέτρηση:
* Παρατηρητήριο βαρυτικού κύματος Laser Interferometer (LIGO): Το Ligo, που έχει σχεδιαστεί για την ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων, παρέχει επίσης εξαιρετικά ακριβείς μετρήσεις της ταχύτητας του φωτός χρησιμοποιώντας τον ακριβή χρονισμό των δοκών λέιζερ που ταξιδεύουν μέσα από μακρές, εκκενωμένες σήραγγες.
Βασικά σημεία:
* σταθερή ταχύτητα: Η ταχύτητα του φωτός σε ένα κενό είναι μια θεμελιώδης σταθερά του σύμπαντος, που χαρακτηρίζεται ως "C" και περίπου ίση με 299.792.458 μέτρα ανά δευτερόλεπτο.
* Σχετικότητα: Η θεωρία της ειδικής σχετικότητας του Αϊνστάιν δηλώνει ότι η ταχύτητα του φωτός είναι σταθερή για όλους τους παρατηρητές, ανεξάρτητα από τη δική τους κίνηση.
* Παγκόσμια σταθερά: Η ταχύτητα του φωτός διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο σε πολλούς επιστημονικούς τομείς, από την αστρονομία έως τη φυσική των σωματιδίων.
Έτσι, η ταχύτητα του φωτός δεν ήταν απλώς μια εικασία. Μετρήθηκε προσεκτικά και εξευγενίστηκε με διάφορα έξυπνα πειράματα και παρατηρήσεις. Αυτή η σταθερά ήταν ζωτικής σημασίας για την κατανόηση του σύμπαντος στο οποίο ζούμε.
