A fénysebesség mérése Römer által

Römer fénysebesség-definíciója 1676-ban demonstrálta a fénysebesség végességét , amely nem terjed azonnal. A felfedezést általában a dán csillagász Ole Römer (1644-1710) nevéhez fűződik, [1. jegyzet] , aki akkoriban a párizsi Királyi Obszervatóriumban dolgozott .

A Jupiter Io holdjának fogyatkozásának időzítése után Römer kiszámította, hogy körülbelül 22 percre van szükség ahhoz, hogy a fény a Föld Nap körüli pályájának átmérőjével megegyező távolságot tegyen meg. Ez körülbelül 220 000 kilométer/ s fénysebességnek felelt meg , ami körülbelül 26%-kal alacsonyabb a 299 792 km/s-os valódi értéknél.

Römer megfigyelései ellentmondásosak voltak, amikor bejelentette őket, és soha nem tudta meggyőzni a Párizsi Obszervatórium igazgatóját, Giovanni Domenico Cassinit , hogy teljes mértékben elfogadja azokat. Azonban gyorsan támogatásra tett szert a korszak más természettudósai között , mint például Christian Huygens és Isaac Newton . Ezeket a megfigyeléseket végül csaknem két évtizeddel Roemer halála után megerősítették, amikor 1729-ben James Bradley angol csillagász elmagyarázta a csillagok aberrációját .

Háttér

A földrajzi hosszúság meghatározása az 1700-as évekig komoly gyakorlati probléma volt a térképészetben és a hajózásban . 1598-ban a spanyol III. Fülöp díjat ajánlott fel egy olyan módszerért, amellyel meghatározható egy hajó hosszúsági foka a Föld látókörén kívül. Galilei egy módszert javasolt a napszak és így a hosszúság meghatározására, amely a Jupiter holdjainak fogyatkozási idején alapul , lényegében a Jupiter rendszert kozmikus óraként használva; ezt a módszert nem fejlesztették jelentősen, amíg a tizennyolcadik században ki nem fejlesztették a pontos mechanikus órákat. Galilei javasolta módszerét a spanyol koronának (1616-1617), de az nem bizonyult praktikusnak, nem utolsósorban azért, mert nehéz volt megfigyelni a fogyatkozásokat a hajó fedélzetéről. Ennek a módszernek a továbbfejlesztésével azonban szárazföldön is használható.

Giovanni Domenico Cassini olasz csillagász használta először a galileai műholdak fogyatkozásait a hosszúság mérésére, és táblázatokat tett közzé, amelyek előre jelezték, hogy a fogyatkozás mikor lesz látható egy adott helyről. XIV. Lajos meghívta Franciaországba , hogy létrehozza a Királyi Obszervatóriumot, amely 1671-ben nyílt meg Cassini irányításával; ezt a pozíciót élete végéig betöltené.

Cassini egyik első projektje új párizsi posztján az volt, hogy a francia Jean Picardot elküldte Tycho Brahe régi obszervatóriumának helyére, az Uraniborgba , a Koppenhága melletti Ven szigetére . Picardnak kellett megfigyelnie és időzítenie a Jupiter holdjainak fogyatkozását az Uraniborgból, míg Cassini feljegyezte azokat az időpontokat, amikor Párizsban látták őket. Ha Picard a napfogyatkozás végét 9 óra 43 perccel és 54 másodperccel dél után rögzítette Uraniborgban, Cassini pedig Párizsban dél után 9 óra 1 perccel 44 másodperccel, akkor a 42 perces különbségből 10 másodperc múlva meg lehetett határozni a hosszúságot 10° 32' 30''-ként [2. megjegyzés] . Picardot megfigyeléseiben egy fiatal dán segítette, aki nemrég végzett a Koppenhágai Egyetemen , Ole Römer , és bizonyára lenyűgözte asszisztense képességei, amikor megszervezte, hogy a fiatalember Párizsba jöjjön a Királyi Obszervatóriumba dolgozni.

Eclipses of Io

Az Io  a Jupiter négy holdja közül a legbelső, Galilei fedezte fel 1610 januárjában. Roemer és Cassini "a Jupiter első holdjának" nevezi. 42½ óránként egyszer megkerüli a Jupitert, és keringésének síkja nagyon közel van a Jupiter Nap körüli pályájának síkjához. Ez azt jelenti, hogy minden pályájának egy része a Jupiter árnyékában halad el fogyatkozás közben .

A Földről nézve Io napfogyatkozása kétféleképpen látható.

A Földről lehetetlen megfigyelni a süllyedést és a felbukkanást is ugyanarra az Io-fogyatkozásra, mert egyiket vagy másikat maga a Jupiter fedné. Az oppozíciós ponton (  az alábbi diagramon a H pont ) mind a süllyedést, mind a felemelkedést eltakarja a Jupiter.

Körülbelül négy hónappal a Jupiter oppozíciója után ( az alábbi ábrán L -től K -ig) Io látható a napfogyatkozásaiból, és körülbelül négy hónappal az oppozíció előtt ( F -től G -ig ) Io a Jupiter árnyékába merülve. Az év körülbelül öt-hat hónapjában, a konjunkciós pont környékén egyáltalán nem lehet megfigyelni Io fogyatkozásait, mert a Jupiter túl közel van (az égen) a Naphoz. Még az oppozíció előtti és utáni időszakokban sem figyelhető meg minden Io fogyatkozás egy adott helyről a Föld felszínén: egyes napfogyatkozások egy adott helyen, míg mások akkor következnek be, amikor a Jupiter a horizont alatt van (elrejtve maga a Föld).

A Römer által megfigyelt kulcsjelenség az volt, hogy a fogyatkozások között eltelt idő nem volt állandó. Éppen ellenkezőleg, az év különböző időszakaiban ez egy kicsit változott. Mivel meglehetősen biztos volt abban, hogy Io keringési periódusa valójában nem változik, arra a következtetésre jutott, hogy ez megfigyelési hatás. A Föld és a Jupiter keringési mozgásai a rendelkezésére állva észrevette, hogy a Föld és a Jupiter egymástól távolodásának periódusai mindig a fogyatkozások közötti hosszabb időköznek felelnek meg. Ezzel szemben a Föld és a Jupiter közeledését mindig a fogyatkozások közötti intervallum csökkenése kísérte. Römer érvelése szerint ez kielégítően megmagyarázható, ha a fénynek véges sebessége lenne, amit ő kiszámított.

Észrevételek

Roemer papírjainak többsége megsemmisült az 1728-as koppenhágai tűzvészben , de az egyik fennmaradt kézirat mintegy hatvan Io-napfogyatkozási megfigyelést tartalmaz 1668 és 1678 között [1] . Különösen két megfigyelési sorozatot részletez az 1672. március 2-i és 1673. április 2-i ellentétek mindkét oldalán. Römer megjegyzése Christian Huygensnek 1677. szeptember 30-án kelt levelében, miszerint ezek az 1671-1673-as megfigyelések támasztják alá számításait. [2] .

A fennmaradt kézirat valamivel 1678 januárja, az utolsó feljegyzett csillagászati ​​megfigyelés (Io megjelenése január 6-án) után készült, és szintén későbbi volt, mint Roemer Huygensnek írt levele. Úgy tűnik, hogy Römer aide- mémoire formájában gyűjtött adatokat a galilei holdak fogyatkozásairól , valószínűleg akkor, amikor 1681-ben Dániába készült visszatérni. A dokumentum 1676. július 8-án az ellenzék körüli megfigyeléseket is rögzítette, amelyek Römer eredményeinek kihirdetésének alapjául szolgáltak.

Kezdeti bejelentés

1676. augusztus 22-én [3. megjegyzés] Cassini bejelentette a Párizsi Királyi Tudományos Akadémiának , hogy megváltoztatja az Io-i napfogyatkozási táblázatok számítási alapját. Lehet, hogy okot is adott: [4. megjegyzés]

Ez a második eltérés a jelek szerint annak a ténynek köszönhető, hogy a fénynek némi időbe telik, mire eljut hozzánk a műholdról; úgy tűnik, hogy a fénynek tíz-tizenegy percre van szüksége ahhoz, hogy a Föld pályája átmérőjének felével egyenlő távolságot [3] leküzdjön .

A legfontosabb, hogy Roemer azt jósolta, hogy az Io 1676. november 16-i megjelenését körülbelül tíz perccel később fogják megfigyelni, mint ahogy az előző módszerrel számították. Nincs adat arról, hogy Io november 16-án megjelent volna, de november 9-én napkeltét figyeltek meg. Ezekkel a kísérleti adatokkal a kezében Römer november 22-én ismertette új számítási módszerét a Királyi Tudományos Akadémiával [4] .

A Királyi Tudományos Akadémia üléséről készült eredeti jelentés elveszett, de Roemer előadását hírjelentésként rögzítették a Journal des sçavans december 7-én. Ezt a névtelen jelentést lefordították angolra, és 1677. július 25-én megjelent a londoni Philosophical Transactions of the Royal Society [5] [5. megjegyzés]

Römer érvelése

Nagyságrend

Roemer egy nagyságrendi demonstrációval kezdi, miszerint a fénysebességnek olyan nagynak kell lennie, hogy a Föld átmérőjével megegyező távolság megtétele egy másodpercnél jóval kevesebb.

A diagram L pontja a Jupiter második kvadratúráját jelenti, amikor a Jupiter és a Nap közötti szög (Földről nézve) 90°. [6. megjegyzés] Roemer azt sugallja, hogy a megfigyelő láthatja Io megjelenését a második kvadratúrában ( L ) és azt a megjelenést, amely az Io egy Jupiter körüli forgása után következik be (amikor a Föld a  K pontban van , a diagram nem léptékes), 42 és fél órával később. Ez alatt a 42 és fél óra alatt a Föld LK távolságra távolodott el a Jupitertől : ez Roemer szerint a Föld átmérőjének 210-szerese. [7. megjegyzés] Ha a fény egy Föld-átmérővel haladna másodpercenként, akkor 3½ percet vesz igénybe az LK távolság megtétele . És ha az Io Jupiter körüli forgási periódusát az L pontban való megjelenés és a K pontban való megjelenés közötti időbeli különbségnek vesszük , akkor az érték 3 és fél perccel hosszabb lesz, mint a valódi érték.

Roemer ezután ugyanezt a logikát alkalmazza az első kvadratúra (  G pont ) körüli megfigyelésekre, amikor a Föld a Jupiter felé halad. Az F pontból nézve a merülés és a  G pontból nézve a következő merülés közötti időkülönbségnek  3½ perccel kisebbnek kell lennie , mint az Io valódi keringési periódusa. Ezért az első kvadratúrában mért Io periódusok és a második kvadratúrában mért periódusok között körülbelül 7 perc különbségnek kell lennie. A gyakorlatban egyáltalán nincs különbség, amiből Römer arra a következtetésre jut, hogy a fénysebességnek sokkal nagyobbnak kell lennie, mint másodpercenként egy Földátmérő.

kumulatív hatás

Römer azonban arra is rájött, hogy a végső fénysebesség bármely hatása egy hosszú megfigyeléssorozat során felhalmozódik, és ezt a kumulatív hatást jelentette be a Párizsi Királyi Tudományos Akadémiának. A hatást Römer 1672 tavaszi megfigyelései mutatják be.

A Jupiter 1672. március 2-án ellenzékben volt: az első észlelések március 7-én (07:58:25-kor) és március 14-én (09:52:30-kor) voltak. A két megfigyelés között Io négy fordulatot tett a Jupiter körül, ami 42 óra 28 perc 31¼ másodperces keringési periódusnak felel meg.

Az epizódban utoljára április 29-én volt látható (10:30:06-kor). Io ekkorra már harmincszor fordult meg a Jupiter körül március 7. óta: a forradalom látszólagos periódusa 42 óra 29 perc 3 másodperc volt. A különbség aprónak – 32 másodpercnek – tűnik, ami azt jelentette, hogy az április 29-i megjelenés a vártnál negyed órával később történt. Az egyetlen alternatív magyarázat az volt, hogy a március 7-i és 14-i megfigyelések két perccel tévedtek.

Előrejelzés

Römer soha nem publikálta módszerének formális leírását, valószínűleg azért, mert Cassini és Picard ellenezte elképzeléseit (lásd alább). [8. megjegyzés] Számításainak általános jellege azonban megítélhető a Journal des sçavans híradásából és Cassini 1676. augusztus 22-i nyilatkozatából.

A Cassini bejelentette, hogy az új asztalok lesznek

tartalmazzák a napok egyenlőtlenségét vagy a Nap valódi mozgását [azaz a Föld pályájának excentricitásából adódó egyenlőtlenséget], a Jupiter excentrikus mozgását [azaz a Jupiter pályájának excentricitásából adódó egyenlőtlenséget] és ezt az új, korábban fel nem fedezett egyenlőtlenséget. [vagyis a véges fénysebesség miatt ] [3] .

Következésképpen Cassini és Roemer látszólag a körpályák közelítése alapján kiszámította az egyes napfogyatkozások idejét, majd három egymást követő korrekciót alkalmaztak, hogy megbecsüljék azt az időt, ameddig a fogyatkozást Párizsban észlelik.

A Cassini által felsorolt ​​három „egyenlőtlenség” (vagy következetlenség) nem volt az egyetlen ismert, de számítással korrigálható volt. Az Io pályája is kissé szabálytalan az Európával és a Ganümédesszel, a Jupiter két másik galileai holdjával való keringési rezonancia miatt , de ezt a jelenséget csak a következő évszázadban sikerült teljesen megmagyarázni. Cassini és korabeli többi csillagász számára az egyetlen megoldás az volt, hogy időnként beállították Io napfogyatkozási táblázatait, hogy figyelembe vegyék annak egyenetlen keringési mozgását: az óra időnkénti visszaállítása, hogy úgy mondjam. Az óra visszaállításának kézenfekvő ideje éppen a Jupiter Nappal szembenállása után volt, amikor a Jupiter a legközelebb van a Földhöz, és ezért a legkönnyebben megfigyelhető.

A Jupiter szembeállítása a Nappal 1676. július 8-án történt. Roemer feljegyzése felsorolja az Io két észlelését a konfrontáció után , de a Cassini bejelentése előtt: augusztus 7-én 09:44:50-kor és augusztus 14-én 11:45:55-kor [6] . Ezekkel az adatokkal és Io keringési periódusának ismeretében a Cassini kiszámíthatja az egyes napfogyatkozások időpontját a következő négy-öt hónapban.

A Römer-korrekció alkalmazásának következő lépése a Föld és a Jupiter helyzetének kiszámítása a pályájukon minden egyes napfogyatkozás esetén. A koordinátáknak ez a transzformációja általános volt a bolygóállások táblázatba foglalásakor mind a csillagászatban, mind az asztrológiában : ez egyenértékű az L (vagy K ) helyzetek mindegyikének megtalálásával a különböző megfigyelhető fogyatkozásokhoz.

Végül a Föld és a Jupiter távolsága kiszámítható standard trigonometriával , különösen a koszinusz törvényével , két oldal (a Nap és a Föld távolsága; a Nap és a Jupiter távolsága) és egy szög (a szög) ismeretében. a Jupiter és a Föld között) a Nappal alkotott háromszög. A Nap és a Föld távolsága ekkor még kevesen volt ismert, de a fix értéknek véve a Nap és a Jupiter távolsága a többszöröseként számítható .

Ez a modell egyetlen állítható paramétert hagyott hátra, azt az időt, ami alatt a fény a Föld pályájának sugarával megegyező távolságot tesz meg . Roemernek körülbelül harminc megfigyelése volt Io napfogyatkozásairól 1671 és 1673 között, amelyeket a legmegfelelőbbnek talált: tizenegy perc. Ezzel az értékkel ki tudta számítani, hogy a fénynek 1676 novemberében 1676 augusztusához képest mennyi további időre van szüksége ahhoz, hogy a Jupiterből elérje a Földet: körülbelül tíz perc.

Kezdeti reakciók

Roemer magyarázata az Io-féle napfogyatkozások előre jelzett és megfigyelt időpontjai közötti különbségről széles körben, de messze nem volt általánosan elfogadott. Huygens korai támogatója volt, különösen azért, mert támogatta a fénytörésről alkotott elképzeléseit [3] , és Römer védelmében írt Jean-Baptiste Colbert francia pénzügyi főellenőrnek [7] . Cassini , Römer felettese a Királyi Obszervatóriumban azonban korai és határozott ellenfele volt Römer elképzeléseinek [3] , és úgy tűnik, Picard , Römer mentora is osztotta Cassini kétségeit [8] .

Cassini gyakorlati kifogásai heves vitát váltottak ki a Királyi Tudományos Akadémián (Huygens részt vett egy londoni levelében) [9] . Cassini megjegyezte, hogy a másik három Galilei-hold a jelek szerint nem ugyanazt a hatást mutatta, mint az Io, és vannak más zavarok is, amelyeket Römer elmélete nem tud megmagyarázni. Römer azt válaszolta, hogy sokkal nehezebb pontosan megfigyelni más holdak fogyatkozását, és a megmagyarázhatatlan hatások sokkal kisebbek (az Io esetében), mint a fénysebesség hatása: Huygensnek azonban elismerte [2] , hogy a megmagyarázhatatlan " anomáliák" más holdakon nagyobbak voltak, mint a fénysebesség hatása. A vita részben filozófiai volt, Römer azt állította, hogy egyszerű megoldást talált egy fontos gyakorlati problémára, míg Cassini elvetette az elméletet, mint téves, mert nem tudta megmagyarázni az összes megfigyelést [9. megjegyzés] . Cassini kénytelen volt "empirikus korrekciókat" felvenni az 1693-as napfogyatkozási táblázataiba, de soha nem fogadta el az elméleti alapot: valójában különböző korrekciós értékeket választott a Jupiter különböző műholdjaihoz, ami egyenesen ellentmond Roemer elméletének [3] .

Roemer ötletei sokkal melegebb fogadtatásban részesültek Angliában. Bár Robert Hooke (1635-1703) elvetette a feltételezett fénysebességet, mint olyan gyors, hogy gyakorlatilag pillanatnyi [10] , Royal John Flamsteed csillagász (1646-1719) elfogadta Roemer hipotézisét az Io-fogyatkozások efemeriszében [11] . Edmond Halley (1656-1742), a leendő királyi csillagász is korai és lelkes támogatója volt [3] . Isaac Newton (1643-1727) is átvette Römer gondolatát; 1704-ben megjelent Optika című könyvében a Naptól a Földig terjedő fény "hét-nyolc perc" értéke [12] közelebb áll a valódi értékhez (8 perc 19 másodperc), mint Römer eredeti 11 perces becslése. Newton azt is megjegyzi, hogy Roemer megfigyeléseit más csillagászok [12] is megerősítették , legalábbis Flamsteed és Halley Greenwichben .

Bár sokak számára (például Hooke) nehezen képzelték el a hatalmas fénysebességet, Roemer ötletének elfogadása egy második akadályba ütközött, mivel ezek a Nap körül elliptikus pályán keringő bolygók Kepleri modelljén alapultak . Bár Kepler modelljét a 17. század végére széles körben elfogadták, még mindig elég ellentmondásosnak tartották, hogy Newton több oldalt is eltöltsen a megfigyelési bizonyítékok megvitatására a javára a Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (1687) című művében.

Roemer véleményét a fénysebesség végességéről egészen addig nem fogadták el teljesen, amíg James Bradley (1693-1762) 1727-ben meg nem mérte a csillagok aberrációját [13] . Bradley, aki Halley utódja lett a királyi csillagászként, 8 perc 13 másodperccel számolt a fénynek a Napról a Földre való eljutására [13] . Ironikus módon a csillagrendellenességet először Cassini és (függetlenül) Picard figyelte meg 1671-ben, de egyik csillagász sem tudta megmagyarázni a jelenséget [3] . Bradley munkája véget vetett a Naprendszer Kepleri-modellje elleni komoly kifogásoknak is.

Újabb mérések

Per Wilhelm Wargenthin (1717-1783) svéd csillagász 1746-ban Römer módszerét alkalmazta a Jupiter holdjainak efemeridjei elkészítésekor, akárcsak a Párizsban dolgozó Giovanni Domenico Maraldi [3] . A galileai műholdak pályájának fennmaradó szabálytalanságait nem tudták kielégítően megmagyarázni Joseph Louis Lagrange (1736-1813) és Pierre-Simon Laplace (1749-1827) orbitális rezonanciával kapcsolatos munkáiig .

Jean-Baptiste Joseph Delambre (1749–1822) csillagász 1809-ben ismét Io megfigyelései alapján, de ezúttal a több mint egy évszázados, egyre pontosabb megfigyeléseknek köszönhetően beszámolt arról az időről, amíg a fény eljut a Naptól a Földig. 8 perc 12 másodperc alatt. A csillagászati ​​egység értékétől függően ez a fénysebesség valamivel több mint 300 000 km/s.

Hippolyte Fizeau (1819-1896) 1849-ben publikálta a fénysebesség első, teljesen földi műszerekkel végzett mérését . A ma elfogadott értékekhez képest Fizeau eredménye (kb. 313 000 kilométer/másodperc) túl magas és kevésbé pontos volt, mint a Römer-féle módszerrel kapottak. Újabb harminc év telt el , mire A. A. Michelson az USA-ban közzétette pontosabb eredményeit (299 910 ± 50 km/s), Simon Newcomb pedig csillagászati ​​mérésekkel is megerősítette az egyetértést, majdnem pontosan két évszázaddal Roemer kijelentése után.

Későbbi megbeszélés

Roemer megmérte a fénysebességet?

Több megbeszélés is felvetette, hogy nem Römernek kellene tulajdonítani a fénysebesség mérését, mivel soha nem adott meg értékeket földi egységekben [14] . Ezek a szerzők Huygensnek tulajdonítják a fénysebesség első számítását [15] .

Huygens 110 000 000 tuase /másodperc értékre becsülte az értéket: mivel később kiderült, hogy egy tuaz alig haladja meg a két métert, [10. megjegyzés] ez SI-egységben adja meg az értéket.

Huygens becslése azonban nem volt pontos számítás, hanem egy nagyságrendi szintű illusztráció . A Treatise on Light vonatkozó része így szól:

Figyelembe véve a KL átmérő hatalmas méretét, amely véleményem szerint a Föld körülbelül 24 ezer átmérője, a fény szélsőséges sebessége felismerhető. Hiszen ha feltételezzük, hogy a KL nem több, mint 22 ezer ezekből az átmérőkből, akkor kiderül, hogy 22 perc alatt ez ezer átmérő/perc sebességet jelent, azaz 16-2/3 átmérőt. egy másodperc vagy egy impulzusütés alatt, ami több 11 százszor százezer toise [16]

Nyilvánvalóan Huygenst nem zavarta az általa preferált Nap-Föld távolság és a számításai során használt 9 százalékos különbség. Huygensnek nem voltak kétségei Römer eredményeivel kapcsolatban, amikor ezt írta Colbertnek :

Nemrég nagy örömmel figyeltem meg Römer úr csodálatos felfedezését, miszerint időbe telik a fény terjedéséhez, sőt ennek méréséhez is [7] .

Sem Newton, sem Bradley nem törődött azzal, hogy kiszámítsa a fénysebességet földi egységekben. A következő számítást valószínűleg Fontenelle végezte : Roemer eredményein alapuló munkának állítása szerint Roemer művének történeti leírása, amelyet valamivel 1707 után írt, 48 203  liga másodpercenkénti értéket ad [17] . Ez 16 826 Földátmérő (214 636 km) másodpercenként.

Doppler módszer

Azt is felvetették, hogy Römer a Doppler-effektust mérte . Az eredeti hatás, amelyet Christian Doppler fedezett fel 166 évvel később [18] , az elektromágneses hullámok terjedésére vonatkozik. Az itt említett általánosítás az oszcillátor (jelen esetben a Jupiter körül keringő Io) megfigyelt frekvenciájának változása a megfigyelő (jelen esetben a Föld felszínén) mozgása során: a frekvencia nagyobb, ha a megfigyelő a forrás felé halad, és alacsonyabb. amikor a megfigyelő távolodik a forrástól. Ez a látszólag anakronisztikus elemzés arra utal, hogy Römer megmérte a c ⁄ v arányt , ahol c  a fény sebessége, v  pedig a Föld keringési sebessége (szigorúan a Föld keringési sebességének a Föld-Jupiter vektorral párhuzamos összetevője ), és rámutat. hogy a számítások fő pontatlansága Roemer a Jupiter pályájának gyenge ismerete [18] [7. megjegyzés] .

Nincs bizonyíték arra, hogy Römer azt gondolta volna, hogy c ⁄ v -t mér : eredményét úgy adja meg, hogy 22 percnyi idő, amikor a fény a Föld pályájának átmérőjével megegyező távolságot tesz meg, vagy 11 percet, amikor a fény megteszi a Föld pályájának átmérőjét. a Nap a Föld felé [2] . Könnyen kimutatható, hogy ez a két mérés ekvivalens: ha τ -t adjuk meg annak az időnek, amely alatt a fény áthalad egy pálya sugarán (például a Naptól a Földig), és P -t a forgási periódusként ( egy teljes fordulathoz szükséges idő), akkor [11. megjegyzés]

Bradley , aki 1729-ben c ⁄ v -t mért az aberrációk tanulmányozása során, jól ismerte ezt az összefüggést, amikor c ⁄ v -ből minden megjegyzés nélkül τ értékre konvertálta eredményeit [13] .

Megjegyzések

  1. ↑ Rømer vezetéknevének többféle írásmódja is létezik: Roemer, Rœmer, Römer és mások. Daisy Ole egy litinezett Olaus.
  2. ↑ A megjelenés idejét Roemer néhány fennmaradt kéziratának egyikéből veszi, amelyben a dátumot 1671. március 19-re jegyzi: lásd Meyer (1915). A kéziratban (néhány évvel az esemény után írt) más dátumokkal egyetértésben felmerült, hogy Römer feljegyezte a párizsi megjelenési időt. A Párizs és Uraniborg közötti 42 perc 10 másodperces időkülönbség ugyanabból a kéziratból származik: a ma elfogadott érték 41 perc 26 másodperc.
  3. ↑ Több szöveg tévesen 1685-re vagy akár 1684-re teszi a bejelentés dátumát. Bobis és Lequeux (2008) meggyőzően bizonyította, hogy a bejelentés 1676. augusztus 22-én történt, és azt Cassini tette, nem pedig Römer.
  4. ↑ A Királyi Tudományos Akadémia ülésének eredeti jelentése elveszett. Az idézet a Párizsi Obszervatórium könyvtárában található, kiadatlan latin kéziratból származik, valószínűleg Joseph Nicolas Delisle (1688-1768) írta valamikor 1738 előtt. A kézirat fakszimiléjét lásd Bobis és Lequeux (2008).
  5. ↑ Bobis és Lequeux (2008) feltételesen Edmond Halley -nak (1656-1742) tulajdonítják a fordítást, akiből lesz az angol királyi csillagász , és aki leginkább a Halley-üstökössel kapcsolatos számításairól ismert . Más források azonban – nem utolsósorban saját Catalogus Stellarum Australium , 2022. január 20-án archiválva a Wayback Machine -nél 1679-ben – azt sugallják, hogy Halley St. Helena annak idején az Atlanti-óceán déli részén.
  6. ↑ Bár ez nem szerepel kifejezetten a hírekben, a példa kvadratúrapontjának kiválasztása valószínűleg nem véletlen. A második kvadratúrában a Föld mozgása a pályáján közvetlenül elviszi a Jupitertől. Így ez az a pont, ahol a legnagyobb hatás várható az Io egyik pályáján.
  7. ↑ 1 2 A Földnek a Jupiterhez viszonyított keringési sebességére vonatkozó Io pályánkénti 210 Földátmérő jóval alacsonyabb, mint a valós adat, amely a Jupiter keringési mozgását figyelembe véve átlagosan körülbelül 322 földátmérőt jelent Io pályánként. Úgy tűnik, Römer azt hitte, hogy a Jupiter közelebb van a Naphoz (és ezért gyorsabban mozog a pályáján), mint amilyen valójában.
  8. ↑ A Királyi Tudományos Akadémia megbízta Roemert, hogy adjon ki egy közös tanulmányt kollégáival.
  9. ↑ Ez utóbbi megállapítást Cassini unokaöccse, Giacomo Filippo Maraldi (1665–1729), aki szintén a Királyi Obszervatóriumban dolgozott, már 1707-ben egészen világossá tette: összhangban kell lennie más jelenségekkel. Idézi Bobis és Lequeux (2008).
  10. ↑ A pontos arány 1 toise = 54 000 ⁄ 27 706  méter, vagyis körülbelül 1,949 m: 1799. december 10-i francia törvény ( 19 frimaire An VIII ). Huygens Picard (1669) Föld kerületét 360 x 25 x 2282 toise-ban használta, míg az 1799-es törvényi érték Delambre és Méchain pontosabb eredményeit használja.
  11. ↑ Egy körpályára való közeledés kifejezése adott. A következtetés a következő:

    (1) fejezze ki a keringési sebességet az r pályasugár és a P forgási periódus segítségével : v  = 2π r ⁄ P

    (2) helyettesítő τ  = r ⁄ c →  v  = 2π τc ⁄ P

    ( 3) keresse meg c ⁄ v .

Jegyzetek

  1. ↑ Meyer (1915).
  2. ↑ 1 2 3 Rømer (1677).
  3. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Bobis és Lequeux (2008).
  4. ↑ Teuber (2004).
  5. ↑ A fény mozgásával kapcsolatos demonstráció, amelyet Párizsból közöltek a Journal des Scavans-ban, és itt készült angolul , Philosophical Transactions of the Royal Society of London : 893–94, 1677 , < https://archive.org/stream/ philosophicaltra02royarich#page/397/mode/1up > 
  6. ↑ Saito (2005).
  7. ↑ 1 2 Huygens (1677. október 14.). "J'ay veu depuis peu avec bien de la joye la belle discovery qu'a trouvé le Sr. Romer, pour demonstrer que la lumiere en se repandant emploie du temps, et mesme pour mesurer ce temps, qui est une decouverte fort importante et a la megerősítése de la quelle l'observatoire Royal s'emploiera dignement. Pour my cette demonstration m'a agrée d'autant plus, que dans ce que j'escris de la Dioptrique j'ay supposé la mesme chose…”
  8. ↑ Rømer (1677). "Dominos Cassinum et Picardum quod attinet, quorum judicium de illa re cognoscere desideras, hic quidem plane mecum sentit."
  9. ↑ Lásd a 2. jegyzetet Huygensnél (1677. szeptember 16.).
  10. ↑ Az 1680-as Lectures on Light című művében : "olyan gyors, hogy minden képzeletet felülmúl […], és ha igen, miért nem olyan azonnali, nem tudom, miért." Idézi Daukantas (2009).
  11. ↑ Daukantas (2009).
  12. ↑ 1 2 Newton (1704): "A fény időben terjed a világító testekből, és körülbelül hét-nyolc percet tölt a Napról a Földre való áthaladással. Ezt először Romer, majd mások is megfigyelték a Jupiter-műholdak fogyatkozása révén."
  13. ↑ 1 2 3 Bradley (1729).
  14. ↑ Cohen (1940). Wroblewski (1985).
  15. ↑ francia (1990), pp. 120-21. Archiválva : 2022. január 20. a Wayback Machine -nél
  16. ↑ Huygens (1690), pp. 8-9. Archivált : 2022. január 20., a Wayback Machine Translation, Silvanus P. Thompson által. Archiválva : 2015. szeptember 24. a Wayback Machine -nál
  17. ↑ Godin és Fonetenelle (1729-34). „Il suit des Observations de Mr. Roëmer, que la lumiére dans une seconde de tems fait 48203 lieuës communes de France, &  377 ⁄ 1141  party d'une de ces lieuës, fraction qui doit bien être négligée."
  18. ↑ 1 2 Shea (1998).

Irodalom

Linkek