Наука из простых вещей · 2 из 10. Оле Рёмер не измерял свет линейкой и секундомером на лабораторном столе. Вместо этого в 1676 году он использовал природные часы — затмения Ио, спутника Юпитера. Эти часы то «спешили», то «опаздывали» по мере движения Земли вокруг Солнца.
Почему астрономы следили за Ио
Ио регулярно скрывается в тени Юпитера. Если записывать моменты его появления и исчезновения, можно предсказывать следующие затмения. В Парижской обсерватории такие таблицы интересовали астрономов ещё и как возможный способ сверять время. Рёмер заметил систематическую особенность: когда Земля приближалась к Юпитеру, события видели чуть раньше расчёта; когда удалялась — позже.
Схема 1. Положение планет упрощено: важна разница в длине пути света до Земли. Открыть крупнее →
Из «опоздания» получился вывод
Само затмение не обязано менять время из-за положения земного наблюдателя. Меняется другое: свет от Ио должен преодолеть большее или меньшее расстояние. Если бы свет распространялся мгновенно, этой накапливающейся разницы во времени мы бы не увидели. Значит, у света есть конечная скорость.
Схема 2. Наблюдается не задержка самого затмения, а задержка его светового сигнала. Открыть крупнее →
Измерил ли Рёмер современное число?
Рёмер убедительно показал, что свету требуется время на путешествие через Солнечную систему, и использовал задержку для прогноза наблюдения. Но чтобы превратить время в скорость в километрах в секунду, нужно хорошо знать размер земной орбиты. В XVII веке он ещё был известен недостаточно точно. Поэтому фразу «Рёмер первым измерил скорость света» полезно понимать как первую астрономическую оценку его конечного времени распространения, а не как современную точную цифру.
Необычность опыта в том, что роль линейки выполняла орбита Земли, а роль часов — регулярно исчезающий спутник другой планеты.
Источники
- NASA: Рёмер, затмения Ио и конечная скорость света.
- Европейское космическое агентство: прогноз Рёмера 1676 года.
Другие истории серии
← Предыдущая история · Следующая история → · Все статьи Мозг.ру