Ole Rømer och ljusets hastighet

You're history

För sådär 10 år sedan skulle det gallras gammalt mög i vårt institutionsbibliotek. Jag har svårt med att böcker kastas så jag adopterade några, bland annat en biografi om den förste amerikanske Nobelpristagaren i fysik, Albert Michelson: Bernard Jaffe – Michelson and the Speed of Light. Nu håller boken på att falla i bitar och eftersom den var så bra så tycker jag att den är värd ett blogginlägg. Den här lilla texten ger alltså en liten glimt av vad de där gulnade sidorna innehåller.

Ljusets hastighet, det snabbaste som finns, är i vakuum 299 792 458 m/s såvitt vi vet. Visserligen rapporterades ju nyligen från CERNs OPERA-experiment om neutrinos som nådde ännu lite högre hastigheter, men dessa resultat har mötts med skepsis och behöver upprepas från oberoende håll innan någon vågar tro på dem. Den frågan är hur som helst inte huvudpoängen med det här inlägget. I stället tänkte jag berätta om den första kända framgångsrika mätningen av ljusets hastighet, för 335 år sedan. För om detta berättades det i boken.

Galileo Galilei var en av de första att föreslå en metod för att undersöka ljusets hastighet. Han föreslog år 1638 att om två personer stod på varsin höjd några kilometer ifrån varandra och den ene hade en lampa med slutarmöjlighet så skulle fördröjningen från det att ljuset släpptes på till det nådde fram till ”mottagarhöjden” på något vis kunna registreras. Några forskare i den florentinska akademin testade detta experiment utan att kunna uppfatta någon fördröjning, men det kunde ju lika gärna bero på att ljushastigheten är för hög för den tidens mätredskap. Detta ansåg i alla fall Galileo, men det rådde ingen samsyn bland den tidens forskare om det hela. Många betraktade ljusets hastighet som oändlig.

Den mer eller mindre slumpartade ”upptäckten” av ljushastigheten kom sig av att den franska vetenskapsakademin ville få till bättre precision på sina kartor. En del i detta var att korrekt bestämma longituden för olika platser, dvs det som ligger till grund för våra olika tidszoner. För detta var gemensamma referenspunkter på himlavalvet behändigt. Jupiters måne Io hamnade i skugga bakom Jupiter med jämna mellanrum (drygt en gång varannat dygn) och den ”blinkningen” var en lämplig referenspunkt som ett gäng i Paris, som gjorde referensmätningar, och ett gäng i en båt vars position skulle bestämmas, kunde relatera till solens upp- och nedgång. Tidskillnaden omsattes sedan till longitud. På det där viset höll de på.

Ole Pedersen, eller Ole Rømer som han valt att kalla sig, den danske assistenten till astronomen Cassini, var en av dem som arbetade i Paris. En konstig detalj som astronomerna där hade uppmärksammat var att tiden mellan två Io-förmörkelser varierade över året. Med sex månader mellan mätningarna så var den maximala tidsskillnaden 1320 sekunder (22 minuter). Ingen visste vad det betydde, men något betydde det nog.

Det Rømer insåg som de andra inte hade fattat var att observationen kunde ha något med ljushastighet att göra. Om tidsdifferensen speglar skillnaden från solljuset att nå Jupiter och tillbaks när jorden är på ”fel” respektive på ”rätt” sida om solen så motsvarar de 1320 sekunderna den tid ljuset behöver för att transportera sig den dubbla diametern för jordens bana runt solen. Kalkylen gav ett abnormt högt värde för ljushastigheten, men det är ju just vad som kännetecknar ljus.

Rømer hade inte koll på alla detaljer. Förutsättningarna för det fanns inte riktigt på den tiden. Jupiters bana runt solen var inte känd i detalj, och en del andra justeringar hade behövt göras. Hans siffra (omräknat från dåtida, nu utdöda enheter) var ungefär 221 000 km/sek. Även om värdet är ungefär 25% för lågt så är det i rätt storleksordning. Det var styvt jobbat, tycker jag.

Den första framgångsrika ljushasighetsmätningen, tror jag.

Frågor på det?

Det har förstås gjorts fler mätningar sedan dess, och just Michelson, bokens huvudperson, var sjukligt petnoga när det kom till mätdetaljer. En fysikens Gunde Svan, kan man säga. Michelson tröttnade aldrig på att mäta ljus, men han var ju faktiskt tvåa på bollen. Rømer var ett par hundra år före, och visst är det något speciellt med första gången.

Jag är barnsligt förtjust i att läsa om hur det gått till när någon upptäckt har gjorts som knuffat vetenskapen framåt en bit. Det gör inte så jättemycket om skeendet är lite uppsnyggat i efterhand. Den här boken är full av sådana historier. De får mig att låtsas att jag också är ett sådant smarto, fast snart kommer verkligheten ikapp och jag måste ta hand om disken eller bära saker eller så. Det är också viktigt förstås, fast ändå inte samma sak som när den här dansken räknade ut ljushastigheten.

Annonser

Om Håkan

Äh jag berättar mer sedan.
Det här inlägget postades i historia, litteratur, vetenskap och har märkts med etiketterna , , . Bokmärk permalänken.

2 kommentarer till Ole Rømer och ljusets hastighet

  1. Klatuu skriver:

    Visst är det fascinerande att läsa om pionjärer och genier. Själv älskar jag E=mc2: Historien om världen mest kända ekvation. Det är den första och enda bok jag började läsa om så fort jag läst ut sista sidan i den.
    http://www.adlibris.com/se/product.aspx?isbn=9151852071

    • Håkan skriver:

      Håller helt med. E=mc2 är en fantastiskt bra bok. Annorlunda med det där ”tecken-för-tecken”-upplägget. Sedan skrev han, Bodanis, en annan som jag också läste – ”Elektricitet” – men den var inte alls lika bra.

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s