Порой меня спрашивают о довольно очевидных для современного физика вещах, например один из недавних вопросов звучал:
Откуда мы знаем, что скорость света не бесконечна? Разве можно ее замерить?
В этой статье я расскажу о том, как было открыто то, что скорость света не бесконечна, и как она была измерена.
Честь этого открытия принадлежит датскому ученому Оле Ремеру. Сделано оно было в 17-м веке. Ремер занимался наблюдениями за спутниками Юпитера. Когда между нами и ними оказывается сам Юпитер, спутники Юпитера периодически пропадают из вида. Эти моменты называются затмениями.
Ремер наблюдал за этими затмениями. В его времена считалось, что свет распространяется мгновенно. Поэтому он ожидал, что так как движение спутников по орбите вокруг Юпитера равномерно, то моменты скрытия спутника за диском Юпитера и появления спутника из-за диска Юпитера будут строго равномерны. Но к своему удивлению он заметил, что это не так. Один и тот же спутник появлялся из-за диска Юпитера то раньше чем нужно, то позже! То же самое происходило и со скрытиями спутников за Юпитером.
Сперва Ремер подумал, что возможно спутники движущиеся вокруг Юпитера то ускоряются, то замедляются, но такое поведение противоречило здравому смыслу, что заставило Ремера думать дальше. И тут его осенило - что если свет распространяется не бесконечно, а с определенной, очень высокой, но все же ограниченной скоростью? Это предположение позволило объяснить различия во времени затмений спутников Юпитера.
Ведь действительно, допустим свет распространяется мгновенно. В этом случае мы бы наблюдали появление спутника из-за Юпитера или скрытие спутника за ним в ту же секунду, когда оно произошло. При этом расстояние от нас до Юпитера не играло бы никакой роли, так как в этом случае свет любое расстояние проходил бы мгновенно.
А вот в сценарии когда скорость света ограничена мы наблюдаем появление или исчезновение спутника спустя некоторое время после того, как оно произошло - спустя время которое нужно чтобы свет прошел расстояние между Юпитером и Землей.
Тут нужно заметить, что Юпитер то приближается к нам, то отдаляется от нас. Именно поэтому возникают те самые иррегулярности, на которые обратил внимание Ремер. Когда Юпитер движется к Земле - затмения его спутников случаются раньше, чем должны, так как за то время, которое нужно спутнику, чтобы обогнуть Юпитер сам Юпитер значительно приближается к Земле и свету нужно меньше времени, чтобы преодолеть это расстояние и наоборот - когда Юпитер движется от Земли - затмения начинают запаздывать.
Зная то, как велико опережение и отставание от "графика" Ремер сумел рассчитать скорость света. Его результат составил в пересчете на современные единицы измерения порядка 225 000 км/с. Это замечательное достижение, учитывая, то, что в 17-м веке в распоряжении Ремера были только крайне примитивные измерительные приборы. В последующие годы с совершенствованием наблюдательной и измерительной техники скорость света была многократно уточнена. Сейчас точно известно, что она составляет ровно 299792,458 км/с.
Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал в телеграме. Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос.
