Viduslaiki: pirmais gaismas ātruma mērījums

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Kā tas bieži notiek zinātnē, tā aprēķināšana bija citu darbību blakusprodukts, kam bija daudz praktiskāka jēga. Viduslaiku beigas Eiropas kuģi kuģo pa okeāniem, meklējot jaunas zemes un tirdzniecības ceļus. Jaunatklātās salas ir jākartē, un šim nolūkam ir svarīgi vairāk vai mazāk precīzi zināt, kur tās atrodas. Ar to bija manāmas problēmas.

Ģeogrāfiskās koordinātas ir divas skaitliskās vērtības - platums un garums. Ar platuma grādiem viss ir salīdzinoši vienkārši: jums ir jāizmēra augstums virs kādas zināmas zvaigznes horizonta. Ziemeļu puslodē tā, visticamāk, būs Ziemeļzvaigzne, Dienvidos - viena no Dienvidu krusta zvaigznēm. Dienas laikā platumu var noteikt Saule, taču kļūda ir ievērojami lielāka - gaismeklis ir diezgan liels, tam ir grūti izsekot tā spilgtuma dēļ, un tā redzamā diska robežas ir izplūdušas. zemes atmosfēra. Tomēr tas ir samērā vienkāršs uzdevums.

Cik ir pulkstens

Garums ir daudz sarežģītāks. Zeme griežas ap savu asi, un jūs varat uzzināt, kur mēs atrodamies, zinot precīzu laiku šajā punktā un laiku kādā vietā, kuras garumu mēs zinām. Literatūrā viņi parasti raksta "sākotnējais meridiāns", tas kopumā ir pareizi, jo mēs runājam par vienu un to pašu. Ja ar vietējo laiku viss ir pavisam vienkārši, tad ar nulles meridiānu ir daudz sarežģītāk.

Nebija neviena pulksteņa, kas varētu parādīt precīzu laiku tai vietai, no kurienes tie tika aizvesti lielo ģeogrāfisko atklājumu laikmetā. Tolaik pulksteņa kustība, kas aprīkota ar minūšu rādītāju, tika uzskatīta par augstas precizitātes paņēmienu. Pirmie hronometri, kas piemēroti garuma noteikšanai, parādījās 18. gadsimta vidū, un pirms tam jūrniekiem nācās iztikt bez tiem.

Vecākā teorētiski izstrādātā metode bija Mēness attāluma metode, ko 1514. gadā ierosināja vācu matemātiķis Johans Verners. Tas tika balstīts uz faktu, ka Mēness diezgan ātri pārvietojas pa naksnīgajām debesīm un, mērot ar īpašu ierīci - šķērsenisko stieni - tā pārvietojumu attiecībā pret dažām zināmām zvaigznēm, var iestatīt laiku. Vernera metodes praktiskā realizācija izrādījās ļoti sarežģīta, un tai nebija manāma loma navigācijā.

1610. gadā Galileo Galilejs atklāja četrus lielākos Jupitera pavadoņus. Šis bija nozīmīgs zinātnisks notikums - toreizējās novērojumu astronomijas iespēju robežās bez Zemes tika atrasts vēl viens debess ķermenis, ap kuru riņķoja savi pavadoņi. Taču laikabiedriem svarīgākais bija tas, ka šo pavadoņu kustību varēja vienlaicīgi un vienlīdzīgi novērot no visiem Zemes punktiem, kur tajā brīdī ir redzams Jupiters.

Galilejs Galilejs

Jau 1612. gadā Galileo ierosināja noteikt precīzu laiku un līdz ar to arī garumu, pārvietojoties Io, vienam no četriem Jupitera satelītiem. Tam ir daudz ievērojamu iezīmju, par kurām Galileo, protams, nezināja, bet, pats galvenais, to ir salīdzinoši viegli novērot. Uzzinot, kad viņš iekļuva planētas ēnā, bija iespējams precīzi noteikt laiku. Taču jau pirmie mēģinājumi sastādīt Io (un citu Galilejas satelītu) aptumsumu tabulas atklāja, ka šis laiks tā laikmeta zinātnei ir pārbīdīts nesaprotamā veidā. Iemesli palika neskaidri trīs ceturtdaļas gadsimta.

Tirgotāja dēls

Ole Kristensens Rēmers dzimis dāņu tirgotāja ģimenē 1644. gadā. Informācija par viņa jaunību ir fragmentāra - viņš nav dzemdējis, un personīgā slava viņam nāks daudz vēlāk. Ir zināms, ka viņš absolvējis Kopenhāgenas universitāti un, acīmredzot, bija pamanāms ar savu intelektu. 1671. gadā Rēmers pārcēlās uz Parīzi, kļuva par Cassini darbinieku un pavisam drīz tika ievēlēts Zinātņu akadēmijā – tad šī mācīto cilvēku kolekcija bija mazāk elite nekā vēlāk.

Ole Rēmers

Gadsimta beigās viņš atgriezās Dānijā, turpināja būt praktizējošs astronoms un tur nomira 1710. gadā. Bet tas viss nāks vēlāk.

Tas ir ierobežots

Un 1676. gadā viņš ierosināja mūsdienu laikam vienkāršus aprēķinus, kas iemūžināja viņa vārdu. Lietas būtība ir vienkārša. Jupiters atrodas apmēram piecas reizes tālāk no Saules nekā Zeme. Tas veic vienu apgriezienu ap Sauli aptuveni 12 Zemes gados (mēs noapaļojam skaitļus vienkāršības labad). Tas nozīmē, ka pusgada laikā attālums no Jupitera līdz Zemei mainīsies aptuveni par trešdaļu. Un tas vairāk vai mazāk atbilst novērotajai atšķirībai Galilejas satelītu aptumsumu laikos.

Jā šodien

Tagad mums ir ļoti viegli saprast šīs spriešanas loģiku, bet 17. gadsimtā bija pieņemts uzskatīt, ka gaismas ātrums ir bezgalīgs. Taču Roemers norādīja, ka tas tā nav. Pēc viņa aprēķiniem, gaismas ātrums bija aptuveni 220 tūkstoši kilometru sekundē, kas ir par ceturtdaļu mazāks par šodien noteikto vērtību. Bet 17. gadsimtā tas nebija slikti.

Tad izrādās, ka viss nav tik vienkārši, un pēc diviem gadsimtiem Laplass ņems vērā satelītu gravitācijas ietekmi vienam uz otru, taču tas ir pavisam cits stāsts.

Rēmera idejai nebija nozīmīgas lomas ģeogrāfiskajos atklājumos. Novērot Jupitera pavadoņus caur teleskopu, kas uzstādīts uz kuģa, ripošanas dēļ bija gandrīz neiespējami. Un 18. gadsimta vidū tika izstrādāti pirmie hronometri, kas piemēroti garuma noteikšanai.