تبلیغات
دنیای فیزیك از دریچه پارس فیزیک

آن که سرعت نور را اندازه گرفت








سیصد ویک سال از مرگ کسی می گذرد که نخستین بارسرعت نوررا اندازه گیری کرد.


آن که سرعت نور را اندازه گرفت


در سال ۱۶۷۶ میلادی اوله رومر، اخترشناس دانمارکی، دریافت که چگونه سرعت نور را فقط با تلسکوپ و زمان سنج محاسبه کند.پیش از آن هم گالیله در سال ۱۶۳۰میلادی تلاش کرده بود تا با محاسبه ی زمان رسیدن نور از کوهی به کوه دیگر سرعت نور را اندازه بگیرد اما موفق نشده بود.از آن جایی که زمان حرکت نور میان دو قله کمتر از یک بیست هزارم ثانیه بود دقت هیچ زمان سنجی آن قدرنبود که بتواند این زمان بسیار کوتاه را اندازه بگیرد.گالیله حیرت زده شده بود.ظاهرا نور سرعتی نداشت اما سریع بود.

چهل سال بعد،رومر به کار در آکادمی علمی سلطنتی فرانسه دعوت شد.در آن جا به پسر بزرگ پادشاه،لویی چهاردهم،فیزیک می آموخت.چندی بعد، اخترشناسان فرانسوی دریافتند که مکان سیاره ی مریخ در آسمان شب پاریس با آسمان گویان فرانسه(مستعمره ی فرانسه در شمال شرقی ساحل آمریکای جنوبی )کمی متفاوت است.آن ها با استفاده از این اختلاف منظر فاصله میان پاریس، گویان فرانسه، و مریخ را با روش های مثلثاتی به دست آوردند.اخترشناسان مدار سیاره ها را از چند دهه پیش تر مطالعه کرده بودند و نسبت های فاصله های آن ها را می دانستند.با داشتن فاصله زمین تا مریخ، می توانستند فاصله زمین تا سیاره های دیگر را هم حساب کنند.افزون بر این، آن ها فاصله ی میان زمین تا خورشید را هم، که در حدود ۱۵۰ میلیون کیلومتر است، برآورد کرده بودند.


در عین حال رومر، با حمایت های مالی پادشاه، تلسکوپی به طول ۳متر ساخت.او با علاقه ی فراوان مشتری و خطوط سفید و قهوه ای روی آن و حرکات سریع یو(یکی از چهار قمر بزرگ مشتری)را رصد می کرد.رومر می دید که قمر یو۴بار در هفته به دورمشتری می گردد اما طولی نکشید که متوجه نکته ی عجیبی شد؛ زمان حرکت قمر یو به دور مشتری چند ثانیه از یک گردش تا گردش بعدی متغیر بود.

رومر دریافت که درشش ماه پیاپی و در هر ماه، زمان گردش قمر یو۳/۵ دقیقه بیشتر می شود.از این رو، پس از گذشت شش ماه به نظر می رسید که یو۲۲ دقیقه بیشتر از پیش به دور مشتری گشته است.سپس دوباره یو سرعت می گرفت.به طوری که تا شش ماه پیاپی در هر ماه به نظر می رسید که زمان گردش یو به دور مشتری ۳/۵ دقیقه کوتاه تر شده است؛ یعنی ۲۲ دقیقه درشش ماه.آن گاه زمان گردش یوبه دور مشتری برابر با زمان سال پیش می شد.

رومر در این که سرعت یو واقعا تغییر کند تردید داشت و علت این مسئله او را متعجب کرده بود تا این که چیزی به ذهنش رسید؛ تند و کند بودن سرعت یو در هر شش ماه به سبب روی دادن اتفاقی در نزدیکی مشتری یایو نبود، بلکه ازتغییر فاصله ی میان زمین و مشتری حین گردش این دو به دور خورشید ناشی می شد.هنگامی که مشتری و زمین در دو طرف خورشید قرار می گرفتند، نور مشتری و قمرهای آن زمان بیشتری را طی می کرد تا به زمین برسد، از این رو نور مسافت بیشتری را برای رسیدن به تلسکوپ رومر می پیمود و زمان گردش یو در آن شش ماه ۲۲ دقیقه طولانی تر به نظر می رسید.

رومر می دانست که فاصله ی زمین تا خورشید نزدیک به ۱۵۰ میلیون کیلومتر و بنابراین قطرمدارش در حدود ۳۰۰ میلیون کیلومتر است، نور، این فاصله ی اضافه را هنگامی که مشتری و زمین در دو طرف خورشید بودند باید طی می کرد.هنگامی که آکادمی علمی سلطنتی یافته های رومر را در دسامبر سال ۱۶۷۶ میلادی منتشر کرد، این فاصله رابر ۲۲ دقیقه تقسیم و سرعت نور را ۲۱۰۰۰۰کیلومتر بر ثانیه تخمین زدند؛ سرعتی بسیار زیاد!

درحقیقت، سرعت نور بسیار بیشتر از تصورات رومر بود، ۳۰ سال پس از یافته ی رومر، اخترشناسانی که با تلسکوپ های کارآمدتر رصد می کردند دریافتند که نور، طول مدارزمین رابا سرعت حدود ۳۰۰۰۰۰کیلومتر بر ثانیه و فقط در ۱۶/۵ دقیقه (نه ۲۲ دقیقه)طی می کند.آن ها روش محاسبه ای رومر را تغییر ندادند بلکه فقط داده های دقیق تری را به آن وارد کردند.

رومر پس از بازگشت به منزل خود در کپنهاگ ازدواج کرد؛ اخترشناس پیشرو کشور خویش شد؛ و به دانیل فارنهایت، شیشه گر آلمانی، در اختراع دماسنج کمک شایانی کرد.او سرانجام در ۱۹ سپتامبر ۱۷۱۰ میلادی در ۶۵ سالگی درگذشت.


راسخون

منبع: شبکه فیزیک ایران






ادامه مطلب...