Edat Mitjana: primera mesura de la velocitat de la llum

2024 Autora: Seth Attwood | [email protected]. Última modificació: 2023-12-16 16:00

Com passa sovint a la ciència, el seu càlcul era un subproducte d'altres accions que tenien molt més sentit pràctic. A finals de l'Edat Mitjana, els vaixells europeus naveguen pels oceans a la recerca de noves terres i rutes comercials. Cal cartografiar les illes recentment descobertes, i per això és important saber més o menys exactament on es troben. Hi va haver problemes notables amb això.

Les coordenades geogràfiques són dos valors numèrics: latitud i longitud. Amb la latitud, tot és relativament senzill: cal mesurar l'alçada sobre l'horitzó d'alguna estrella coneguda. A l'hemisferi nord, probablement serà l'estrella polar, al sud, una de les estrelles de la Creu del Sud. Durant el dia, la latitud pot ser determinada pel Sol, però l'error és significativament més gran: la lluminària és bastant gran, és difícil seguir-la a causa de la seva brillantor i els límits del seu disc visible es desdibuixen sota la influència de l'atmosfera terrestre. Tanmateix, aquesta és una tasca relativament senzilla.

Quina hora és ara

La longitud és molt més complexa. La Terra gira sobre el seu eix, i pots esbrinar on som, sabent l'hora exacta en aquest punt i l'hora en algun lloc, la longitud del qual coneixem. A la literatura s'acostuma a escriure "meridià primer", això és, en general, correcte, ja que estem parlant del mateix. Si amb l'hora local tot és bastant senzill, amb el meridià zero és molt més complicat.

No hi havia cap rellotge capaç de mostrar l'hora exacta del lloc d'on els van endur en l'època dels grans descobriments geogràfics. En aquella època, un moviment de rellotge equipat amb una agulla de minuts es considerava una tècnica d'alta precisió. Els primers cronòmetres aptes per a la determinació de la longitud van aparèixer a mitjans del segle XVIII, i abans els mariners havien de prescindir d'ells.

El mètode desenvolupat teòricament més antic va ser el mètode de la distància lunar, proposat pel matemàtic alemany Johann Werner el 1514. Es va basar en el fet que la Lluna es mou bastant ràpidament pel cel nocturn i mesurant amb un dispositiu especial, una vareta transversal, el seu desplaçament en relació amb algunes estrelles conegudes, podeu establir l'hora. La implementació pràctica del mètode de Werner va resultar ser molt difícil i no va tenir un paper notable en la navegació.

L'any 1610, Galileu Galilei va descobrir les quatre llunes més grans de Júpiter. Aquest va ser un esdeveniment científic important: dins de les capacitats de l'astronomia observacional d'aleshores, un més, a més de la Terra, es va trobar un cos celeste, al voltant del qual giraven els seus propis satèl·lits. Però el més important per als contemporanis era que el moviment d'aquests satèl·lits es podia observar simultàniament i per igual des de tots els punts de la Terra, on Júpiter és visible en aquell moment.

Galileu Galilei

Ja l'any 1612, Galileu va proposar determinar l'hora exacta, i per tant la longitud, pel moviment d'Io, un dels quatre satèl·lits de Júpiter. Té moltes característiques notables que Galileu, per descomptat, no coneixia, però, el més important, és relativament fàcil d'observar. En descobrir quan va entrar a l'ombra del planeta, va ser possible establir amb precisió l'hora. Però els primers intents de compilar taules d'eclipsis d'Io (i d'altres satèl·lits galileans) van revelar que aquest temps es va canviar d'una manera incomprensible per a la ciència d'aquella època. Els motius van romandre desconeguts durant tres quarts de segle.

Fill del comerciant

Ole Christensen Rømer va néixer en una família de comerciants danesos el 1644. La informació sobre la seva joventut és fragmentària: no va donar a llum, i la fama personal li arribarà molt més tard. Se sap que es va graduar a la Universitat de Copenhaguen i, pel que sembla, es va destacar pel seu intel·lecte. El 1671, Roemer es va traslladar a París, es va convertir en un empleat de Cassini i molt aviat va ser elegit per a l'Acadèmia de Ciències, llavors aquesta col·lecció de persones erudites era menys d'elit que després.

Ole Roemer

Cap a finals de segle, va tornar a Dinamarca, va continuar sent un astrònom en exercici i hi va morir el 1710. Però tot això vindrà més tard.

És finit

I el 1676 va proposar càlculs senzills, per als temps moderns, que van immortalitzar el seu nom. El quid de la qüestió és senzill. Júpiter està unes cinc vegades més lluny del Sol que la Terra. Fa una revolució al voltant del Sol en uns 12 anys terrestres (estem arrodonint els números per senzillesa). Això vol dir que en mig any, la distància de Júpiter a la Terra canviarà aproximadament un terç. I això correspon més o menys a la diferència observada en els temps d'eclipsi dels satèl·lits galileans.

Io avui

Ara ens és molt fàcil entendre la lògica d'aquest raonament, però al segle XVII s'acostumava a pensar que la velocitat de la llum és infinita. Però Roemer va suggerir que això no és així. Segons els seus càlculs, la velocitat de la llum era igual a uns 220 mil quilòmetres per segon, que és una quarta part inferior al valor establert avui. Però per al segle XVII no estava malament almenys.

Aleshores resulta que tot no és tan senzill, i després de dos segles Laplace tindrà en compte la influència gravitatòria dels satèl·lits entre ells, però aquesta és una història completament diferent.

La idea de Roemer no va tenir un paper significatiu en els descobriments geogràfics. Observar les llunes de Júpiter a través d'un telescopi instal·lat a bord del vaixell era, a causa del rodatge, gairebé impossible. I a mitjans del segle XVIII es van desenvolupar els primers cronòmetres, aptes per a la determinació de la longitud.