Abad Pertengahan: pengukuran pertama kecepatan cahaya

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Seperti yang sering terjadi dalam sains, perhitungannya adalah produk sampingan dari tindakan lain yang jauh lebih masuk akal secara praktis. Akhir Abad Pertengahan, kapal-kapal Eropa mengarungi lautan untuk mencari daratan dan rute perdagangan baru. Pulau-pulau yang baru ditemukan perlu dipetakan, dan untuk ini penting untuk mengetahui lebih kurang tepatnya di mana mereka berada. Ada masalah nyata dengan ini.

Koordinat geografis adalah dua nilai numerik - lintang dan bujur. Dengan garis lintang, semuanya relatif sederhana: Anda perlu mengukur ketinggian di atas cakrawala beberapa bintang yang dikenal. Di Belahan Bumi Utara, kemungkinan besar itu adalah Bintang Utara, di Selatan - salah satu bintang Salib Selatan. Pada siang hari, garis lintang dapat ditentukan oleh Matahari, tetapi kesalahannya jauh lebih besar - termasyhur cukup besar, sulit untuk mengikutinya karena kecerahannya, dan batas-batas disk yang terlihat kabur di bawah pengaruh atmosfer bumi. Namun, ini adalah tugas yang relatif mudah.

Pukul berapa sekarang

Garis bujur jauh lebih rumit. Bumi berputar pada porosnya, dan Anda dapat mengetahui di mana kita berada, mengetahui waktu yang tepat pada titik ini dan waktu di suatu tempat, garis bujur yang kita ketahui. Dalam literatur, mereka biasanya menulis "meridian utama", ini, secara umum, benar, karena kita membicarakan hal yang sama. Jika dengan waktu setempat semuanya cukup sederhana, maka dengan nol meridian itu jauh lebih rumit.

Tidak ada jam tangan yang mampu menunjukkan waktu yang tepat dari tempat mereka dibawa pergi di era penemuan geografis yang hebat. Pada saat itu, jam tangan yang dilengkapi dengan jarum menit dianggap sebagai teknik presisi tinggi. Kronometer pertama yang cocok untuk menentukan garis bujur muncul di pertengahan abad ke-18, dan sebelum itu, pelaut harus melakukannya tanpanya.

Metode tertua yang berhasil secara teoritis adalah metode jarak bulan, yang diusulkan oleh matematikawan Jerman Johann Werner pada tahun 1514. Itu didasarkan pada fakta bahwa Bulan bergerak agak cepat melintasi langit malam dan dengan mengukur dengan alat khusus - batang melintang - perpindahannya relatif terhadap beberapa bintang yang diketahui, Anda dapat mengatur waktunya. Implementasi praktis dari metode Werner ternyata sangat sulit, dan tidak memainkan peran nyata dalam navigasi.

Pada tahun 1610, Galileo Galilei menemukan empat bulan terbesar Jupiter. Ini adalah peristiwa ilmiah yang penting - dalam kemampuan astronomi observasional saat itu, satu lagi, selain Bumi, sebuah benda angkasa ditemukan, di mana satelitnya berputar. Tetapi hal terpenting bagi orang-orang sezaman adalah bahwa pergerakan satelit-satelit ini dapat diamati secara bersamaan dan merata dari semua titik di Bumi, di mana Jupiter terlihat pada saat itu.

Galileo Galilei

Sudah pada tahun 1612, Galileo mengusulkan untuk menentukan waktu yang tepat, dan karenanya bujur, dengan pergerakan Io, salah satu dari empat satelit Jupiter. Ia memiliki banyak fitur luar biasa yang tentu saja tidak diketahui Galileo, tetapi yang terpenting, ia relatif mudah diamati. Mencari tahu ketika dia memasuki bayangan planet, adalah mungkin untuk menentukan waktu secara akurat. Tetapi upaya pertama untuk menyusun tabel gerhana Io (dan satelit Galilea lainnya) mengungkapkan bahwa waktu ini telah bergeser dengan cara yang tidak dapat dipahami oleh sains pada masa itu. Alasannya tetap tidak jelas selama tiga perempat abad.

Anak pedagang

Ole Christensen Rømer lahir dalam keluarga pedagang Denmark pada tahun 1644. Informasi tentang masa mudanya tidak lengkap - dia tidak melahirkan, dan ketenaran pribadi akan datang kepadanya jauh kemudian. Diketahui bahwa ia lulus dari Universitas Kopenhagen, dan, tampaknya, terlihat karena kecerdasannya. Pada 1671, Roemer pindah ke Paris, menjadi karyawan Cassini dan segera terpilih ke Akademi Ilmu Pengetahuan - maka kumpulan orang terpelajar ini kurang elit daripada nanti.

Ole Roemer

Menjelang akhir abad, ia kembali ke Denmark, terus menjadi astronom yang berlatih, dan meninggal di sana pada tahun 1710. Tapi semua ini akan datang nanti.

Ini terbatas

Dan pada tahun 1676, ia mengusulkan perhitungan yang tidak rumit, untuk zaman modern, yang mengabadikan namanya. Inti masalahnya sederhana. Jupiter berjarak sekitar lima kali lebih jauh dari Matahari daripada Bumi. Itu membuat satu revolusi mengelilingi Matahari dalam waktu sekitar 12 tahun Bumi (kami membulatkan angka untuk kesederhanaan). Ini berarti bahwa dalam setengah tahun, jarak dari Jupiter ke Bumi akan berubah sekitar sepertiga. Dan ini kurang lebih sesuai dengan perbedaan yang diamati dalam waktu gerhana satelit Galilea.

aku hari ini

Sekarang sangat mudah bagi kita untuk memahami logika penalaran ini, tetapi pada abad ke-17 sudah menjadi kebiasaan untuk berpikir bahwa kecepatan cahaya tidak terbatas. Tetapi Roemer menyarankan bahwa ini tidak benar. Menurut perhitungannya, kecepatan cahaya sama dengan sekitar 220 ribu kilometer per detik, seperempat lebih rendah dari nilai yang ditetapkan saat ini. Tapi untuk abad ke-17 itu tidak buruk setidaknya.

Kemudian ternyata semuanya tidak sesederhana itu, dan setelah dua abad Laplace akan memperhitungkan pengaruh gravitasi satelit satu sama lain, tetapi ini adalah cerita yang sama sekali berbeda.

Ide Roemer tidak memainkan peran penting dalam penemuan geografis. Mengamati bulan-bulan Yupiter melalui teleskop yang dipasang di atas kapal, hampir tidak mungkin karena menggelinding. Dan di pertengahan abad ke-18, kronometer pertama dikembangkan, cocok untuk menentukan garis bujur.