در قرن هفدهم (یعنی زمان گالیله) مساله ی اندازه گیری طول جغرافیایی یک کشتی در دریا برای کشتی رانان خیلی مهم شده بود تا جایی که فیلیپ سوم، پادشاه اسپانیا جایزه ای را برای کسی که این مساله را حل کنه تعیین کرد. مشکل اصلی این بود که در اون زمان ساعت های دقیق وجود نداشت. یعنی ساعت ها نمی تونستن برای مدت طولانی با یک آهنگ ثابت کار کنند و به مرور کند کار می کردند. اگه کسی می تونست یه ساعت دقیق بسازه از روی اختلاف زمان ظهر شرعی (یعنی وقتی که سایه در یک روز کمترین طول خودش رو داره)بین دو مکان می شد اختلاف طول جغرافیایی اونها رو به دست آورد.
گالیله که اولین بار قمر های مشتری را با تلسکوپش دیده بود و فهمیده بود که قمرها با دوره تناوبی ثابت به دور مشتری میگردند پیشنهاد کرد که از این قمر ها به عنوان یک ساعت بسیار دقیق استفاده بشه و اختلاف طول جغرافیایی اون دو محل اندازه گیزی بشه. ولی از اون جایی که از روی کشتی به خاطر حرکاتش روی دریا خیلی سخت می شد مشتری رو رصد کرد این فکر عملی نبود اما برای اندازه گیری طول جغرافیایی دو مکان روی خشکی فکر خوبی بود.
حدود چهل سال بعد کاسینی، منجم ایتالیایی، کسی بود که از این روش به طور گسترده برای اندازه گیری اختلاف طول جغرافیایی دو محل استفاده کرد و بنابرین شروع به انتشار جداولی شامل زمان گرفت های قمرهای مشتری از جمله نزدیک ترین قمر آن (به مشتری) یعنی "آیو" کرد. کاسینی همچنین برای ساخت و مدیریت رصدخانه ی پادشاهی فرانسه به آنجا دعوت شد.
از اولین کارهای او در این رصدخانه، فرستادن همکارش پیکارد به رصد خانهی قدیمی تیکوبراهه واقع در جزیره ای در نزدیکی کوپنهاک (پایتخت دانمارک) برای تبادل تجربه و همچنین اندازه گیری اختلاف طول جغرافیایی دو رصد خانه بود.
در آنجا پیکارد، جوانی را که تازه از دانشگاه کوپنهاک فارغ التحصیل شده بود به عنوان همکار در کنار خود یافت. توانایی های این جوان چنان پیکارد را تحت تاثیر قرار داد که به او پیشنهاد کار در رصدخانه ی پادشاهی فرانسه را کرد. و این جوان همان اوول رومر بود.
در اینجا به روش رومر برای اندازه گیری سرعت نور میپردازیم و از بیان اتفاقات تاریخی بعدی و دعوای رومرو کاسینی سر سرعت نور و حمایت های بعدی نیوتون و هویگنس از رومر و غیره چشم پوشی میکنیم.
قمر آیو ، نزدیک ترین قمر به مشتری است و در نتیجه دوره تناوب آن از دیگر قمر های گالیله ای کمتر است (حدود 78/1 روز). صفحه ی مداری چرخش آیو حول مشتری بسیار نزدیک به صفحه ی استوای مشتری است و از آن جایی که مشتری بسیار بزرگتر از آیو است. طی هر بار چرخش، آیو از سایه ی مشتری میگذرد و ما میتوانیم گرفت آیو را ببینیم. از روی همین گرفت ها دوره تناوب آیو را اندازه میگیریم.
حال فرض کنید در ساعت 2:15 دقیقه روز 22/10/90 یک گرفت آیو را دیده ایم(ما روی زمین به رنگ آبی در مکان 1هستیم). اگر دوره تناوب آیو را به این زمان اضافه کنیم زمان گرفت بعدی به دست می آید و با تکرار این عمل زمان همه ی گرفت های بعدی محاسبه می شود. حال فرض کنید آنقدر این دوره تناوب را جمع کرده ایم که زمان گرفت آیو را مثلا در ساعت 6:15 ، 25/2/91 پیش بینی می کنیم(حدود 4 ماه بعد)(زمین در مکان 2). و در این ساعت از پشت تلسکوپ به آیو نگاه میکنیم اما میبینیم که گرفت در این زمان رخ نداد بلکه در ساعت 6:27 دقیقه رخ داد. علت این است که نور از آیو تا ما این بار مسافت بیشتری را نسبت به چهار ماه پیش طی کرده است. حال با دانستن این اختلاف زمانی و محاسبه ی این اختلاف مکانی از روی رصد، میتوان سرعت نور را یافت.(البته ما میتوانیم با دانسته فرض کردن سرعت نور، اختلاف مکانی و در نتیجه فاصله ی زمین تا خورشید را از این راه به دست آوریم).
اما... همه چیز به این آسونی هم نیست. ریزه کاری زیاد داره.
منبع:
http://en.wikipedia.org/wiki/Rømer's_determination_of_the_speed_of_light
گالیله که اولین بار قمر های مشتری را با تلسکوپش دیده بود و فهمیده بود که قمرها با دوره تناوبی ثابت به دور مشتری میگردند پیشنهاد کرد که از این قمر ها به عنوان یک ساعت بسیار دقیق استفاده بشه و اختلاف طول جغرافیایی اون دو محل اندازه گیزی بشه. ولی از اون جایی که از روی کشتی به خاطر حرکاتش روی دریا خیلی سخت می شد مشتری رو رصد کرد این فکر عملی نبود اما برای اندازه گیری طول جغرافیایی دو مکان روی خشکی فکر خوبی بود.
حدود چهل سال بعد کاسینی، منجم ایتالیایی، کسی بود که از این روش به طور گسترده برای اندازه گیری اختلاف طول جغرافیایی دو محل استفاده کرد و بنابرین شروع به انتشار جداولی شامل زمان گرفت های قمرهای مشتری از جمله نزدیک ترین قمر آن (به مشتری) یعنی "آیو" کرد. کاسینی همچنین برای ساخت و مدیریت رصدخانه ی پادشاهی فرانسه به آنجا دعوت شد.
از اولین کارهای او در این رصدخانه، فرستادن همکارش پیکارد به رصد خانهی قدیمی تیکوبراهه واقع در جزیره ای در نزدیکی کوپنهاک (پایتخت دانمارک) برای تبادل تجربه و همچنین اندازه گیری اختلاف طول جغرافیایی دو رصد خانه بود.
در آنجا پیکارد، جوانی را که تازه از دانشگاه کوپنهاک فارغ التحصیل شده بود به عنوان همکار در کنار خود یافت. توانایی های این جوان چنان پیکارد را تحت تاثیر قرار داد که به او پیشنهاد کار در رصدخانه ی پادشاهی فرانسه را کرد. و این جوان همان اوول رومر بود.
در اینجا به روش رومر برای اندازه گیری سرعت نور میپردازیم و از بیان اتفاقات تاریخی بعدی و دعوای رومرو کاسینی سر سرعت نور و حمایت های بعدی نیوتون و هویگنس از رومر و غیره چشم پوشی میکنیم.
قمر آیو ، نزدیک ترین قمر به مشتری است و در نتیجه دوره تناوب آن از دیگر قمر های گالیله ای کمتر است (حدود 78/1 روز). صفحه ی مداری چرخش آیو حول مشتری بسیار نزدیک به صفحه ی استوای مشتری است و از آن جایی که مشتری بسیار بزرگتر از آیو است. طی هر بار چرخش، آیو از سایه ی مشتری میگذرد و ما میتوانیم گرفت آیو را ببینیم. از روی همین گرفت ها دوره تناوب آیو را اندازه میگیریم.
حال فرض کنید در ساعت 2:15 دقیقه روز 22/10/90 یک گرفت آیو را دیده ایم(ما روی زمین به رنگ آبی در مکان 1هستیم). اگر دوره تناوب آیو را به این زمان اضافه کنیم زمان گرفت بعدی به دست می آید و با تکرار این عمل زمان همه ی گرفت های بعدی محاسبه می شود. حال فرض کنید آنقدر این دوره تناوب را جمع کرده ایم که زمان گرفت آیو را مثلا در ساعت 6:15 ، 25/2/91 پیش بینی می کنیم(حدود 4 ماه بعد)(زمین در مکان 2). و در این ساعت از پشت تلسکوپ به آیو نگاه میکنیم اما میبینیم که گرفت در این زمان رخ نداد بلکه در ساعت 6:27 دقیقه رخ داد. علت این است که نور از آیو تا ما این بار مسافت بیشتری را نسبت به چهار ماه پیش طی کرده است. حال با دانستن این اختلاف زمانی و محاسبه ی این اختلاف مکانی از روی رصد، میتوان سرعت نور را یافت.(البته ما میتوانیم با دانسته فرض کردن سرعت نور، اختلاف مکانی و در نتیجه فاصله ی زمین تا خورشید را از این راه به دست آوریم).
اما... همه چیز به این آسونی هم نیست. ریزه کاری زیاد داره.
منبع:
http://en.wikipedia.org/wiki/Rømer's_determination_of_the_speed_of_light