Zaman Pertengahan: ukuran pertama kelajuan cahaya

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Seperti yang sering berlaku dalam sains, pengiraannya adalah hasil sampingan daripada tindakan lain yang lebih praktikal. Akhir Zaman Pertengahan, kapal-kapal Eropah belayar di lautan untuk mencari tanah baru dan laluan perdagangan. Pulau-pulau yang baru ditemui perlu dipetakan, dan untuk ini adalah penting untuk mengetahui lebih kurang tepat di mana ia berada. Terdapat masalah yang ketara dengan ini.

Koordinat geografi ialah dua nilai berangka - latitud dan longitud. Dengan latitud, semuanya agak mudah: anda perlu mengukur ketinggian di atas ufuk beberapa bintang yang diketahui. Di Hemisfera Utara, kemungkinan besar ia adalah Bintang Utara, di Selatan - salah satu bintang Salib Selatan. Pada siang hari, latitud boleh ditentukan oleh Matahari, tetapi ralatnya jauh lebih besar - kilauannya agak besar, sukar untuk mengikutinya kerana kecerahannya, dan sempadan cakera yang kelihatan kabur di bawah pengaruh atmosfera bumi. Walau bagaimanapun, ini adalah tugas yang agak mudah.

Pukul berapa sekarang

Longitud jauh lebih rumit. Bumi berputar pada paksinya, dan anda boleh mengetahui di mana kita berada, mengetahui masa yang tepat pada ketika ini dan masa di sesuatu tempat, longitud yang kita ketahui. Dalam kesusasteraan, mereka biasanya menulis "meridian utama", ini, secara umum, betul, kerana kita bercakap tentang perkara yang sama. Jika dengan masa tempatan semuanya agak mudah, maka dengan meridian sifar ia jauh lebih rumit.

Tidak ada jam tangan yang mampu menunjukkan masa tepat tempat dari mana mereka dibawa pergi dalam era penemuan geografi yang hebat. Pada masa itu, pergerakan jam tangan yang dilengkapi dengan jarum minit dianggap sebagai teknik ketepatan tinggi. Kronometer pertama yang sesuai untuk menentukan longitud muncul pada pertengahan abad ke-18, dan sebelum itu, pelaut terpaksa melakukannya tanpa mereka.

Kaedah tertua yang digunakan secara teori ialah kaedah jarak bulan, yang dicadangkan oleh ahli matematik Jerman Johann Werner pada tahun 1514. Ia berdasarkan fakta bahawa Bulan bergerak agak cepat merentasi langit malam dan dengan mengukur dengan peranti khas - batang melintang - anjakannya berbanding beberapa bintang yang diketahui, anda boleh menetapkan masa. Pelaksanaan praktikal kaedah Werner ternyata sangat sukar, dan ia tidak memainkan peranan yang ketara dalam navigasi.

Pada tahun 1610, Galileo Galilei menemui empat bulan terbesar Musytari. Ini adalah peristiwa saintifik yang penting - dalam keupayaan astronomi pemerhatian ketika itu, satu lagi, selain Bumi, sebuah badan angkasa ditemui, di mana satelitnya sendiri berputar. Tetapi perkara yang paling penting bagi sezaman ialah pergerakan satelit-satelit ini boleh diperhatikan secara serentak dan sama dari semua titik di Bumi, di mana Musytari boleh dilihat pada masa itu.

Galileo Galilei

Sudah pada tahun 1612, Galileo mencadangkan untuk menentukan masa yang tepat, dan dengan itu longitud, dengan pergerakan Io, salah satu daripada empat satelit Musytari. Ia mempunyai banyak ciri yang luar biasa yang Galileo, tentu saja, tidak tahu tentang, tetapi, yang paling penting, ia agak mudah untuk diperhatikan. Mengetahui apabila dia memasuki bayang-bayang planet, adalah mungkin untuk menetapkan masa dengan tepat. Tetapi percubaan pertama untuk menyusun jadual gerhana Io (dan satelit Galilea lain) mendedahkan bahawa kali ini telah dialihkan dengan cara yang tidak dapat difahami untuk sains zaman itu. Sebabnya masih tidak jelas selama tiga suku abad.

Anak saudagar

Ole Christensen Rømer dilahirkan dalam keluarga saudagar Denmark pada tahun 1644. Maklumat tentang masa mudanya adalah serpihan - dia tidak melahirkan anak, dan kemasyhuran peribadi akan datang kepadanya kemudian. Adalah diketahui bahawa dia lulus dari Universiti Copenhagen, dan, nampaknya, adalah ketara kerana inteleknya. Pada tahun 1671, Roemer berpindah ke Paris, menjadi pekerja Cassini dan tidak lama kemudian dipilih ke Akademi Sains - maka kumpulan orang terpelajar ini kurang elit berbanding kemudian.

Ole Roemer

Menjelang akhir abad ini, dia kembali ke Denmark, terus menjadi ahli astronomi yang berlatih, dan meninggal dunia di sana pada tahun 1710. Tetapi semua ini akan datang kemudian.

Ia adalah terhad

Dan pada tahun 1676, dia mencadangkan pengiraan yang tidak rumit, untuk zaman moden, yang mengabadikan namanya. Intinya adalah mudah. Musytari adalah kira-kira lima kali lebih jauh dari Matahari daripada Bumi. Ia membuat satu revolusi mengelilingi Matahari dalam kira-kira 12 tahun Bumi (kami membundarkan nombor untuk kesederhanaan). Ini bermakna dalam setengah tahun, jarak dari Musytari ke Bumi akan berubah kira-kira satu pertiga. Dan ini lebih kurang sepadan dengan perbezaan yang diperhatikan dalam masa gerhana satelit Galilea.

Io hari ini

Kini sangat mudah bagi kita untuk memahami logik penaakulan ini, tetapi pada abad ke-17 adalah kebiasaan untuk berfikir bahawa kelajuan cahaya adalah tidak terhingga. Tetapi Roemer mencadangkan bahawa ini tidak begitu. Menurut pengiraannya, kelajuan cahaya adalah sama dengan kira-kira 220 ribu kilometer sesaat, iaitu suku lebih rendah daripada nilai yang ditetapkan hari ini. Tetapi untuk abad ke-17 ia tidak buruk sekurang-kurangnya.

Kemudian ternyata semuanya tidak begitu mudah, dan selepas dua abad Laplace akan mengambil kira pengaruh graviti satelit antara satu sama lain, tetapi ini adalah cerita yang sama sekali berbeza.

Idea Roemer tidak memainkan peranan penting dalam penemuan geografi. Memerhati bulan Musytari melalui teleskop yang dipasang di atas kapal adalah, disebabkan oleh bergolek, hampir mustahil. Dan pada pertengahan abad ke-18, kronometer pertama telah dibangunkan, sesuai untuk menentukan longitud.