Ole Rømer volt az első, aki a Jupiter holdjainak megfigyelése révén meghatározta a fény sebességét.
Ole Rømer volt az első, aki a Jupiter holdjainak megfigyelésével meghatározta a fény sebességét.
2024. december 7-én, 15:05-kor az MTI hírszolgáltatása egy újabb fontos eseményt közvetít.
A fénysebesség mérésének gondolata hosszú ideig fel sem merült, még a legnagyobb elmék is, Arisztotelésztől Descartes-ig úgy gondolták, hogy a fény bármilyen távolságot egy pillanat alatt tesz meg.
A 17. században kezdtek el komolyabb kétségekkel szemlélni a fénysebesség kérdését, és Galilei volt az, aki az első lépéseket tette a fénysebesség meghatározására. Segédjével egy mérföldnyi távolságra, két domb tetejére álltak, mindketten letakart lámpát tartva a kezükben. Az egyikük villantott, míg a másik a fény megjelenését követően próbálta azt viszonozni. Azonban mivel a fény ekkora távolságot mindössze ötmilliomod másodperc alatt képes megtenni, a kísérlet végül nem hozott eredményt. Csak az emberi reakcióidő mértékét tudták pontosan meghatározni.
Az első, hozzávetőlegesen pontos mérés a fény sebességéről a dán tudós, Ole Rømer nevéhez fűződik, aki az 1670-es években végzett figyelemre méltó megfigyeléseket. Rømer a Jupiter holdjainak fogyatkozásait tanulmányozta, és észrevette, hogy ezek a jelenségek rendszerint a vártnál egy kicsit korábban történnek, amikor a Föld közelebb van a Jupiterhez, míg késlekednek, amikor a Föld távolabb van a bolygótól. Ebből a megfigyelésből arra a következtetésre jutott, hogy a fénynek van egy meghatározott sebessége, és a késlekedés az az idő, amely ahhoz szükséges, hogy a fény a megnövekedett távolságot megtegye.
A Föld pályájának hozzávetőleges ismerete alapján a feljegyzések szerint 1676. december 7-én végeztek el egy jelentős számítást, mely során a fény sebességét körülbelül 226 ezer kilométer per másodperc értékre becsülték. Ez a szám 25 százalékkal alacsonyabb volt a valóságos értéknél. Később, 1728-ban, az angol csillagász James Bradley a csillagászati aberráció jelenségét kihasználva már egy sokkal pontosabb, 301 ezer km/s-os fénysebességet határozott meg.
A csillagász portréja (Jacob Coning festménye, 1700 körül) egy lenyűgöző műalkotás, amely a tudományos felfedezések korának szellemét tükrözi. A festmény középpontjában egy elmélyült gondolkodó áll, aki a csillagok titkait kutatja. Arca a tudás iránti szenvedéllyel van teli, míg keze a csillagászati eszközök finom részleteit vizsgálja. A háttérben látható csillagképek és a tudományos műszerek hangsúlyozzák a korszak iránti tiszteletet és a felfedezések iránti vágyat. Jacob Coning mesterien ötvözi a fényt és az árnyékot, hogy életre keltse a tudás keresésének feszültségét és szépségét, miközben a csillagász szuggesztív jelenlétével mély benyomást kelt a nézőre. Ez a festmény nem csupán egy portré, hanem a tudományos gondolkodás és az emberi kíváncsiság ünnepe is.
A fény sebességét 1849. július 23-án mérte először földi, laboratóriumi körülmények között a francia Hippolyte Fizeau. Az eljárás során a fénysugár egy fogaskerék fogai között haladt át, majd egy tükörről a nyolc kilométerre elhelyezett másik tükörre esett, onnan pedig vissza az eredeti fogaskerékre.
Amennyiben a kerék fordulatszámát helyesen állították be, az alatt az idő alatt egy fokos elmozdulást értek el, ám a fogak miatt a fény nem volt látható. A fordulatszám és a megtett távolság ismeretében számították ki a fénysebességet, amelyet megközelítőleg 314 ezer kilométer per másodpercre becsültek.
A módszert később Léon Foucault finomította, és 1862-re már 298 ezer kilométeres sebességet mért, ami meglepően közel áll a ma ismert 299 792 km/s értékhez. A fény sebességét vízben is megvizsgálták, és megállapították, hogy ott lassabb, mint a levegőben. Ez a felfedezés véget vetett a Newton óta tartó vitának, amely a fény természetét boncolgatta: vajon hullámokról van szó, vagy részecskék alkotják? Az elméletek szerint a víz a hullámok mozgását lassítja, míg a részecskék gyorsabban haladhatnak, ami végleg megerősítette a fény hullámtermészetét.
Az idő múlásával a fény mérésének módszerei egyre kifinomultabbá váltak, és a tudósok fejlettebb eszközöket, mint például precíziós mérőműszereket, lézereket és céziumórákat alkalmaznak. A vákuumban mért fénysebesség pontos értéke 299 792 458 m/s, és 1983 óta a méter definíciója is ehhez az értékhez kapcsolódik: a méter hossza a fény vákuumban a másodperc 1/299 792 458-ad része alatt megtett útja. Einstein relativitáselmélete alapján a fény sebessége egy abszolút mérték, melytől gyorsabb mozgás nem lehetséges, ráadásul független attól, hogy a fényforrás vagy a megfigyelő milyen sebességgel halad.
