Брзина светлости у вакууму ... и не само

Човек је одувек био заинтересован за природу свјетлости, што је доказано митовима, легендама, филозофским споровима и научним опажањима која су нам дошла. Светлост је увек била прилика за дискусију о античким филозофима, а покушаји да се то учине учинили су чак иу време еуклидске геометрије - 300 година пре нове ере. Чак и тада је познато о директној ширењу светлости, о једнакости углова инциденције и рефлексије, о феномену рефракције светлости и о узроцима појављивања дуге. Аристотел је веровао да је брзина светлости бескрајно велика, и стога се логично расправља, а мерење брзине светлости није предмет расправе. Типичан случај када је проблем дубље од доба разумевања одговора.

Пре око 900 година, Авиценна је предложила да, без обзира на велику брзину светлости, и даље има коначну вредност. Ово мишљење није био само он, али нико није могао експериментално доказати. Иницијатива Галилео Галилеи предложила је експеримент механичког разумијевања проблема: двоје људи који стоје неколико километара одвојено дају сигнале, отварајући поклопац фандона. Чим други учесник види светлост из прве светиљке, он отвара свој дампер и први учесник поправи време пријема сигнала реципрочног светла. Тада се растојање повећава и све се понавља. Очекивало се да ће поправити повећање кашњења и, на основу тога, израчунати брзину светлости. Експеримент није завршио ништа, јер "све није изненада, али изузетно брзо."

Први који је мерио брзину светлости у вакууму 1676. године од стране астронома Оле Ремера - искористио је откриће Галилеја: открио је 1609 четири сателита Јупитера, што је шест месеци разлика у времену између два мрка сателита била 1.320 секунди. Користећи астрономске информације свог времена, Ремер је добио брзину светлости од 222.000 км у секунди. Било је невероватно да сам метод мерења је невероватно тачан: употреба сада познатих података о пречнику орбита Земље, Јупитера и времену одлагања затамњења сателита даје брзину свјетлости у вакууму на нивоу савремених вриједности добијених другим методама.

У почетку је било само једна жалба на експерименте Ремера - било је неопходно мерење земаљским средствима. Скоро 200 година прошло, а Лоуис Физеау је изградио духовиту поставу у којој се светлост зрака одсликава из огледала на удаљености већој од 8 км и вратила се. Суптилност је била да је прошла дуж пута напред и назад кроз шупљине зупчаника, а ако се брзина ротације кола повећава, онда ће доћи тренутак када светлост престане да буде видљива. Остатак је ствар технологије. Резултат мјерења је 312000 км у секунди. Сада видимо да је Физеау још ближи истини.

Следећи корак у мерењу брзине светлости направио је Фоуцаулт, који је замијенио зупчаник равним огледалом. Ово је омогућило смањење димензија инсталације и повећање тачности мерења на 288,000 км у секунди. Није ни мање важан експеримент Фукоте, у којем је одредио брзину светлости у медијуму. У ту сврху, између огледала инсталације постављена је цев са водом. У овом експерименту откривено је да се брзина светлости смањује када се пропагира у медијуму, зависно од индекса рефракције.

У другој половини 19. века, Мицхелсон је 40 година свог живота посветио мерама на пољу светлости. Круна његовог рада била је инсталација на којој је измерио брзину светлости у вакууму користећи евакуисану металну цев дуже од миље. Још једно основно достигнуће Мицхелсон-а је доказ чињенице да је за било коју таласну дужину брзина светлости у вакууму иста као и савремени стандард 299792458 +/- 1,2 м / с. Таква мерења вршена су на основу пречишћених вредности референтног мерача, чија дефиниција је одобрена од 1983. године као међународни стандард.

Мудри Аристотел је погрешио, али за то је требало око 2000 година.