امروز در فضا: اوله رومر به‌طور اتفاقی سرعت نور را کشف کرد

تا قبل از ۲۱ نوامبر ۱۶۷۶، دانشمندان گمان می‌کردند که نور به‌صورت آنی یا بی‌نهایت سریع حرکت می‌کند. تا اینکه ستاره‌شناس دانمارکی، اوله رومر سرعت نور را کشف کرد.

اوله رومر چگونه به سرعت نور پی برد؟

رومر تلسکوپ بلند سه متری داشت که با آن مشتری و قمرهایش را رصد می‌کرد. او درواقع می‌خواست ادعای گالیله، تحت عنوان ایجاد ساعت کیهانی توسط رصد قمرهای مشتری را آزمایش کند.

رومر طی این رصد شاهد ناپدید‌شدن آیو در پشت مشتری و ظاهر‌شدن دوباره در سمت دیگر بود‌. او بارها و طی چند سال این اندازه‌گیری را انجام داد‌. در کمال تعجب، زمان خسوف مشتری ثابت نبود.

زمانی که زمین به مشتری نزدیک می‌شد، خسوف ۱۱ دقیقه زودتر رخ می‌داد. در عین حال، زمانی که دو سیاره در دورترین فاصله قرار داشتند، خسوف‌ها ۱۱ دقیقه دیرتر به‌وقوع می‌پیوستند.

رومر با کشف این الگو، یک پیش‌بینی دقیق برای خسوف بعدی قمر آیو کرد. پس از آن یافته‌های خود را به آکادمی سلطنتی علوم پاریس برد و ادعای خود را درباره اینکه سرعت نور باید محدود باشد، توضیح داد.

نظریه رومر در آن زمان بسیار بحث‌برانگیز بود و او به زحمت توانست جووانی کاسینی را متقاعد کند. به‌هرحال این فرضیه توسط فیلسوفان و دانشمندان آن زمان مانند کریستین هویگنس و ایزاک نیوتون به‌سرعت قبول شد.

با این‌وجود، تجربیات و آزمایشات دانشمندان در دهه‌های بعدی این فرضیه را تأیید می‌کرد. ماکسول با محاسبه سرعت امواج الکترومغناطیسی به همان عدد رومر رسید، زیرا نور متشکل از این امواج است.

انیشتین نیز با اعمال معادلات قدیمی ماکسول به نسبیت خاص، دریافت که این نرخ دقیقاً تبدیل سرعت نور است.

مقدار ثابت c

رومر تخمین زد که نور نیاز به ۲۲ دقیقه دارد تا مسافتی معادل قطر مدار زمین (۳۰۰ میلیون کیلومتر) را طی کند که ۲۲۰٬۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه به واحدهای کنونی می‌شود.

این عدد حدود ۲۶ درصد نسبت به مقدار واقعی خطا دارد که احتمالاً به‌خاطر اشتباه در محاسبه عناصر مداری مشتری بود. یعنی احتمالاً مشتری را نزدیک‌تر از آن چیزی که واقعاً هست در نظر گرفته بود.