آن که سرعت نور را اندازه گرفت
نويسنده:مارک ويستون
ترجمه:مارال فريدون
ترجمه:مارال فريدون
سيصد ويک سال از مرگ کسي مي گذرد که نخستين بارسرعت نوررا اندازه گيري کرد.
در سال 1676 ميلادي اوله رومر، اخترشناس دانمارکي، دريافت که چگونه سرعت نور را فقط با تلسکوپ و زمان سنج محاسبه کند.پيش از آن هم گاليله در سال 1630ميلادي تلاش کرده بود تا با محاسبه ي زمان رسيدن نور از کوهي به کوه ديگر سرعت نور را اندازه بگيرد اما موفق نشده بود.از آن جايي که زمان حرکت نور ميان دو قله کمتر از يک بيست هزارم ثانيه بود دقت هيچ زمان سنجي آن قدرنبود که بتواند اين زمان بسيار کوتاه را اندازه بگيرد.گاليله حيرت زده شده بود.ظاهرا نور سرعتي نداشت اما سريع بود.
چهل سال بعد،رومر به کار در آکادمي علمي سلطنتي فرانسه دعوت شد.در آن جا به پسر بزرگ پادشاه،لويي چهاردهم،فيزيک مي آموخت.چندي بعد، اخترشناسان فرانسوي دريافتند که مکان سياره ي مريخ در آسمان شب پاريس با آسمان گويان فرانسه(مستعمره ي فرانسه در شمال شرقي ساحل آمريکاي جنوبي )کمي متفاوت است.آن ها با استفاده از اين اختلاف منظر فاصله ميان پاريس، گويان فرانسه، و مريخ را با روش هاي مثلثاتي به دست آوردند.اخترشناسان مدار سياره ها را از چند دهه پيش تر مطالعه کرده بودند و نسبت هاي فاصله هاي آن ها را مي دانستند.با داشتن فاصله زمين تا مريخ، مي توانستند فاصله زمين تا سياره هاي ديگر را هم حساب کنند.افزون بر اين، آن ها فاصله ي ميان زمين تا خورشيد را هم، که در حدود 150 ميليون کيلومتر است، برآورد کرده بودند.
در عين حال رومر، با حمايت هاي مالي پادشاه، تلسکوپي به طول 3متر ساخت.او با علاقه ي فراوان مشتري و خطوط سفيد و قهوه اي روي آن و حرکات سريع يو(يکي از چهار قمر بزرگ مشتري)را رصد مي کرد.رومر مي ديد که قمر يو4بار در هفته به دورمشتري مي گردد اما طولي نکشيد که متوجه نکته ي عجيبي شد؛ زمان حرکت قمر يو به دور مشتري چند ثانيه از يک گردش تا گردش بعدي متغير بود.
رومر دريافت که درشش ماه پياپي و در هر ماه، زمان گردش قمر يو3/5 دقيقه بيشتر مي شود.از اين رو، پس از گذشت شش ماه به نظر مي رسيد که يو22 دقيقه بيشتر از پيش به دور مشتري گشته است.سپس دوباره يو سرعت مي گرفت.به طوري که تا شش ماه پياپي در هر ماه به نظر مي رسيد که زمان گردش يو به دور مشتري 3/5 دقيقه کوتاه تر شده است؛ يعني 22 دقيقه درشش ماه.آن گاه زمان گردش يوبه دور مشتري برابر با زمان سال پيش مي شد.
رومر در اين که سرعت يو واقعا تغيير کند ترديد داشت و علت اين مسئله او را متعجب کرده بود تا اين که چيزي به ذهنش رسيد؛ تند و کند بودن سرعت يو در هر شش ماه به سبب روي دادن اتفاقي در نزديکي مشتري يايو نبود، بلکه ازتغيير فاصله ي ميان زمين و مشتري حين گردش اين دو به دور خورشيد ناشي مي شد.هنگامي که مشتري و زمين در دو طرف خورشيد قرار مي گرفتند، نور مشتري و قمرهاي آن زمان بيشتري را طي مي کرد تا به زمين برسد، از اين رو نور مسافت بيشتري را براي رسيدن به تلسکوپ رومر مي پيمود و زمان گردش يو در آن شش ماه 22 دقيقه طولاني تر به نظر مي رسيد.
رومر مي دانست که فاصله ي زمين تا خورشيد نزديک به 150 ميليون کيلومتر و بنابراين قطرمدارش در حدود 300 ميليون کيلومتر است، نور، اين فاصله ي اضافه را هنگامي که مشتري و زمين در دو طرف خورشيد بودند بايد طي مي کرد.هنگامي که آکادمي علمي سلطنتي يافته هاي رومر را در دسامبر سال 1676 ميلادي منتشر کرد، اين فاصله رابر 22 دقيقه تقسيم و سرعت نور را 210000کيلومتر بر ثانيه تخمين زدند؛ سرعتي بسيار زياد!
درحقيقت، سرعت نور بسيار بيشتر از تصورات رومر بود، 30 سال پس از يافته ي رومر، اخترشناساني که با تلسکوپ هاي کارآمدتر رصد مي کردند دريافتند که نور، طول مدارزمين رابا سرعت حدود 300000کيلومتر بر ثانيه و فقط در 16/5 دقيقه (نه 22 دقيقه)طي مي کند.آن ها روش محاسبه اي رومر را تغيير ندادند بلکه فقط داده هاي دقيق تري را به آن وارد کردند.
رومر پس از بازگشت به منزل خود در کپنهاگ ازدواج کرد؛ اخترشناس پيشرو کشور خويش شد؛ و به دانيل فارنهايت، شيشه گر آلماني، در اختراع دماسنج کمک شاياني کرد.او سرانجام در 19 سپتامبر 1710 ميلادي در 65 سالگي درگذشت.
منبع:ماهنامه نجوم شماره 207
در سال 1676 ميلادي اوله رومر، اخترشناس دانمارکي، دريافت که چگونه سرعت نور را فقط با تلسکوپ و زمان سنج محاسبه کند.پيش از آن هم گاليله در سال 1630ميلادي تلاش کرده بود تا با محاسبه ي زمان رسيدن نور از کوهي به کوه ديگر سرعت نور را اندازه بگيرد اما موفق نشده بود.از آن جايي که زمان حرکت نور ميان دو قله کمتر از يک بيست هزارم ثانيه بود دقت هيچ زمان سنجي آن قدرنبود که بتواند اين زمان بسيار کوتاه را اندازه بگيرد.گاليله حيرت زده شده بود.ظاهرا نور سرعتي نداشت اما سريع بود.
چهل سال بعد،رومر به کار در آکادمي علمي سلطنتي فرانسه دعوت شد.در آن جا به پسر بزرگ پادشاه،لويي چهاردهم،فيزيک مي آموخت.چندي بعد، اخترشناسان فرانسوي دريافتند که مکان سياره ي مريخ در آسمان شب پاريس با آسمان گويان فرانسه(مستعمره ي فرانسه در شمال شرقي ساحل آمريکاي جنوبي )کمي متفاوت است.آن ها با استفاده از اين اختلاف منظر فاصله ميان پاريس، گويان فرانسه، و مريخ را با روش هاي مثلثاتي به دست آوردند.اخترشناسان مدار سياره ها را از چند دهه پيش تر مطالعه کرده بودند و نسبت هاي فاصله هاي آن ها را مي دانستند.با داشتن فاصله زمين تا مريخ، مي توانستند فاصله زمين تا سياره هاي ديگر را هم حساب کنند.افزون بر اين، آن ها فاصله ي ميان زمين تا خورشيد را هم، که در حدود 150 ميليون کيلومتر است، برآورد کرده بودند.
در عين حال رومر، با حمايت هاي مالي پادشاه، تلسکوپي به طول 3متر ساخت.او با علاقه ي فراوان مشتري و خطوط سفيد و قهوه اي روي آن و حرکات سريع يو(يکي از چهار قمر بزرگ مشتري)را رصد مي کرد.رومر مي ديد که قمر يو4بار در هفته به دورمشتري مي گردد اما طولي نکشيد که متوجه نکته ي عجيبي شد؛ زمان حرکت قمر يو به دور مشتري چند ثانيه از يک گردش تا گردش بعدي متغير بود.
رومر دريافت که درشش ماه پياپي و در هر ماه، زمان گردش قمر يو3/5 دقيقه بيشتر مي شود.از اين رو، پس از گذشت شش ماه به نظر مي رسيد که يو22 دقيقه بيشتر از پيش به دور مشتري گشته است.سپس دوباره يو سرعت مي گرفت.به طوري که تا شش ماه پياپي در هر ماه به نظر مي رسيد که زمان گردش يو به دور مشتري 3/5 دقيقه کوتاه تر شده است؛ يعني 22 دقيقه درشش ماه.آن گاه زمان گردش يوبه دور مشتري برابر با زمان سال پيش مي شد.
رومر در اين که سرعت يو واقعا تغيير کند ترديد داشت و علت اين مسئله او را متعجب کرده بود تا اين که چيزي به ذهنش رسيد؛ تند و کند بودن سرعت يو در هر شش ماه به سبب روي دادن اتفاقي در نزديکي مشتري يايو نبود، بلکه ازتغيير فاصله ي ميان زمين و مشتري حين گردش اين دو به دور خورشيد ناشي مي شد.هنگامي که مشتري و زمين در دو طرف خورشيد قرار مي گرفتند، نور مشتري و قمرهاي آن زمان بيشتري را طي مي کرد تا به زمين برسد، از اين رو نور مسافت بيشتري را براي رسيدن به تلسکوپ رومر مي پيمود و زمان گردش يو در آن شش ماه 22 دقيقه طولاني تر به نظر مي رسيد.
رومر مي دانست که فاصله ي زمين تا خورشيد نزديک به 150 ميليون کيلومتر و بنابراين قطرمدارش در حدود 300 ميليون کيلومتر است، نور، اين فاصله ي اضافه را هنگامي که مشتري و زمين در دو طرف خورشيد بودند بايد طي مي کرد.هنگامي که آکادمي علمي سلطنتي يافته هاي رومر را در دسامبر سال 1676 ميلادي منتشر کرد، اين فاصله رابر 22 دقيقه تقسيم و سرعت نور را 210000کيلومتر بر ثانيه تخمين زدند؛ سرعتي بسيار زياد!
درحقيقت، سرعت نور بسيار بيشتر از تصورات رومر بود، 30 سال پس از يافته ي رومر، اخترشناساني که با تلسکوپ هاي کارآمدتر رصد مي کردند دريافتند که نور، طول مدارزمين رابا سرعت حدود 300000کيلومتر بر ثانيه و فقط در 16/5 دقيقه (نه 22 دقيقه)طي مي کند.آن ها روش محاسبه اي رومر را تغيير ندادند بلکه فقط داده هاي دقيق تري را به آن وارد کردند.
رومر پس از بازگشت به منزل خود در کپنهاگ ازدواج کرد؛ اخترشناس پيشرو کشور خويش شد؛ و به دانيل فارنهايت، شيشه گر آلماني، در اختراع دماسنج کمک شاياني کرد.او سرانجام در 19 سپتامبر 1710 ميلادي در 65 سالگي درگذشت.
منبع:ماهنامه نجوم شماره 207
