فیلمی تکان‌دهنده از سرعت نور؛ ۳۰۰ هزار کیلومتر بر ثانیه!

سرعت نور چقدر است؟

«امپدوکلس آکراگاس» که حدود ۴۵۰ سال قبل از میلاد می‌زیست، از اولین فیلسوفانی بود که حدس زد نور با سرعت محدودی حرکت می‌کند. تقریباً هزار سال بعد، حدود ۵۲۵ میلادی، دانشمند و ریاضی‌دان رومی، «آنیسیوس بوتیوس»، تلاش کرد سرعت نور را مستند کند، اما پس از متهم شدن به خیانت و جادوگری، به‌دلیل تلاش‌های علمی‌اش سرش را از تنش جدا کردند.

سال ۱۶۷۶، اندکی پس از اختراع تلسکوپ، ستاره‌شناس دانمارکی، «اوله رومر»، اولین دانشمندی بود که برای تخمین سرعت نور جدی تلاش کرد. رومر با مطالعه قمر مشتری، آیو و خسوف‌های مکرر آن، توانست تناوب یک دوره خسوف را برای آن پیش‌بینی کند.

او طی چند سال، بار‌ها این اندازه‌گیری را انجام داد و نتیجه گرفت زمان خسوف مشتری ثابت نیست. در واقع زمانی که زمین به مشتری نزدیک می‌شد، خسوف ۱۱ دقیقه زودتر رخ می‌داد. درعین‌حال، زمانی که دو سیاره در دورترین فاصله قرار داشتند، خسوف‌ها ۱۱ دقیقه دیرتر شروع می‌شدند.

رومر با کشف این الگو، پیش‌بینی دقیقی از خسوف بعدی قمر آیو کرد. تخمین زد نور نیاز به ۲۲ دقیقه دارد تا مسافتی معادل قطر مدار زمین (۳۰۰ میلیون کیلومتر) را طی کند؛ معادل ۲۲۰٬۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه به واحد‌های کنونی. این عدد حدود ۲۶ درصد نسبت به مقدار واقعی خطا دارد که احتمالاً به‌خاطر اشتباه در محاسبه فاصله مشتری از زمین بوده است.

نفر بعدی که تخمین مفیدی از سرعت نور ارائه کرد، فیزیک‌دان بریتانیایی، «جیمز بردلی»، بود. ۱۷۲۸، یک سال پس از مرگ نیوتن، بردلی با استفاده از انحرافات ستاره‌ای، سرعت نور در خلأ را تقریباً ۳۰۱،۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه تخمین زد. این پدیده‌ها با تغییر ظاهری در موقعیت ستارگان به‌دلیل حرکت زمین به دور خورشید آشکار می‌شوند. درجه انحراف ستاره را می‌توان از نسبت سرعت مداری زمین به سرعت نور تعیین کرد. بردلی با اندازه‌گیری زاویه انحراف ستاره‌ای و اعمال آن داده‌ها بر سرعت مداری زمین، توانست تخمین بسیار دقیقی بزند.

به‌دنبال آزمایشات پیشین، فیزیک‌دانی آمریکایی‌ـ لهستانی به نام «آلبرت مایکلسون» تلاش کرد دقت این روش را افزایش بدهد و سال ۱۸۷۸ با موفقیت سرعت نور را اندازه‌گیری کرد. مایکلسون با استفاده از لنز‌ها و آینه‌های باکیفیت، نتیجه نهایی را ۲۹۹،۹۰۹ کیلومتر بر ثانیه محاسبه کرد. مایکلسون به‌خاطر این کشف جایزه نوبل فیزیک سال ۱۹۰۷ را از آن خود کرد.