Srednji vijek: prvo mjerenje brzine svjetlosti

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 15:59

Kao što je često slučaj u nauci, njegovo izračunavanje je bilo nusproizvod drugih radnji koje su imale mnogo praktičnijeg smisla. Krajem srednjeg vijeka, evropski brodovi plove oceanima u potrazi za novim zemljama i trgovačkim putevima. Novootkrivena ostrva je potrebno mapirati, a za to je važno znati koliko-toliko tačno gde se nalaze. Bilo je primjetnih problema sa ovim.

Geografske koordinate su dvije numeričke vrijednosti - geografska širina i dužina. Sa zemljopisnom širinom, sve je relativno jednostavno: potrebno je izmjeriti visinu iznad horizonta neke poznate zvijezde. Na sjevernoj hemisferi to će najvjerovatnije biti Sjevernjača, na južnoj - jedna od zvijezda Južnog krsta. Tokom dana geografsku širinu može odrediti Sunce, ali je greška znatno veća - svjetiljka je prilično velika, teško ju je pratiti zbog sjaja, a granice njenog vidljivog diska su zamagljene pod uticajem zemljina atmosfera. Međutim, ovo je relativno jednostavan zadatak.

Koliko je sati

Geografska dužina je mnogo složenija. Zemlja rotira oko svoje ose, a vi možete saznati gde se nalazimo, znajući tačno vreme u ovoj tački i vreme na nekom mestu, čiju geografsku dužinu znamo. U literaturi obično pišu "početni meridijan", to je, generalno, tačno, pošto govorimo o istoj stvari. Ako je s lokalnim vremenom sve prilično jednostavno, onda je s nultim meridijanom mnogo složenije.

Nije postojao sat koji bi mogao pokazati tačno vrijeme mjesta odakle su odvedeni u eri velikih geografskih otkrića. U to vrijeme, mehanizam sata opremljen minutnom kazaljkom smatran je visokopreciznom tehnikom. Prvi hronometri pogodni za određivanje geografske dužine pojavili su se sredinom 18. stoljeća, a prije toga su pomorci morali bez njih.

Najstarija teorijski razrađena metoda bila je metoda lunarne udaljenosti koju je predložio njemački matematičar Johann Werner 1514. godine. Zasnovan je na činjenici da se Mjesec prilično brzo kreće po noćnom nebu i mjerenjem posebnim uređajem - poprečnom šipkom - njegovo pomicanje u odnosu na neke poznate zvijezde, možete podesiti vrijeme. Praktična implementacija Wernerove metode pokazala se vrlo teškom, a nije igrala značajnu ulogu u navigaciji.

Godine 1610. Galileo Galilei je otkrio četiri najveća Jupiterova mjeseca. Ovo je bio važan naučni događaj - u okviru mogućnosti tadašnje opservacijske astronomije, pronađeno je još jedno, pored Zemlje, nebesko tijelo oko kojeg su se vrtjeli vlastiti sateliti. Ali najvažnije za savremenike bilo je to što se kretanje ovih satelita moglo istovremeno i podjednako posmatrati sa svih tačaka na Zemlji, gde je Jupiter u tom trenutku vidljiv.

Galileo Galilei

Već 1612. Galileo je predložio da se odredi tačno vrijeme, a time i geografska dužina, kretanjem Ia, jednog od četiri Jupiterova satelita. Ima mnoge izvanredne karakteristike za koje Galileo, naravno, nije znao, ali, što je najvažnije, relativno ga je lako uočiti. Saznavši kada je ušao u senku planete, bilo je moguće tačno utvrditi vreme. Ali prvi pokušaji sastavljanja tabela pomračenja Ia (i drugih Galilejevih satelita) otkrili su da je ovo vrijeme pomjereno na neshvatljiv način za nauku tog doba. Razlozi su ostali nejasni tri četvrt veka.

Trgovački sin

Ole Christensen Rømer rođen je u danskoj trgovačkoj porodici 1644. Podaci o njegovoj mladosti su fragmentarni - nije se rodio, a lična slava će mu doći mnogo kasnije. Poznato je da je diplomirao na Univerzitetu u Kopenhagenu i, po svemu sudeći, bio zapažen po svom intelektu. Godine 1671. Roemer se preselio u Pariz, postao Cassinijev zaposlenik i vrlo brzo biva izabran u Akademiju nauka - tada je ova zbirka učenih ljudi bila manje elitna nego kasnije.

Ole Roemer

Pred kraj veka vratio se u Dansku, nastavio da bude praktičan astronom i tamo umro 1710. Ali sve će to doći kasnije.

Konačan je

A 1676. godine predložio je nekomplicirane, za moderno doba, proračune koji su ovekovečili njegovo ime. Suština stvari je jednostavna. Jupiter je oko pet puta udaljeniji od Sunca od Zemlje. Napravi jednu revoluciju oko Sunca za oko 12 zemaljskih godina (zaokružujemo brojeve radi jednostavnosti). To znači da će se za pola godine udaljenost od Jupitera do Zemlje promijeniti za oko trećinu. A to manje-više odgovara uočenoj razlici u vremenima pomračenja Galilejevih satelita.

Io danas

Sada nam je vrlo lako razumjeti logiku ovog razmišljanja, ali u 17. vijeku je bilo uobičajeno misliti da je brzina svjetlosti beskonačna. Ali Roemer je sugerirao da to nije tako. Prema njegovim proračunima, brzina svjetlosti iznosila je oko 220 hiljada kilometara u sekundi, što je za četvrtinu niže od današnje utvrđene vrijednosti. Ali za 17. vek barem nije bilo loše.

Onda se ispostavi da sve nije tako jednostavno, i nakon dva stoljeća Laplace će uzeti u obzir gravitacijski utjecaj satelita jedni na druge, ali ovo je sasvim druga priča.

Roemerova ideja nije igrala značajnu ulogu u geografskim otkrićima. Posmatranje Jupiterovih mjeseci kroz teleskop instaliran na brodu bilo je, zbog kotrljanja, gotovo nemoguće. A sredinom 18. stoljeća razvijeni su prvi kronometri, pogodni za određivanje geografske dužine.