Determinarea vitezei luminii de către Ole Rømer

Determinarea vitezei luminii de către Ole Rømer demonstrație lui, în 1676 , că lumina are o viteză finită , și , prin urmare , să nu se deplaseze instantaneu. Descoperirea este în general atribuită astronomului danez Ole Rømer (1644-1710), care a lucrat la Observatorul Regal din Paris .

Prin sincronizare de eclipse ale satelitului Iovian Io , Romer a constatat că lumina durează aproximativ 22 minute pentru a traversa o distanță egală cu diametrul de orbita Pamantului in jurul Soarelui . Acest lucru ar oferi luminii o viteză de aproximativ 220.000 de  kilometri pe secundă , sau cu aproximativ 26% mai mică decât valoarea reală de 299.792.458 de  kilometri pe secundă.

Teoria lui Rømer a fost controversată în momentul în care a anunțat-o și nu l-a convins niciodată pe directorul Observatorului din Paris , Jean-Dominique Cassini , să o accepte pe deplin. Cu toate acestea, a fost rapid susținut de alți fizicieni precum Christiaan Huygens și Isaac Newton . A fost confirmată în cele din urmă la aproape două decenii de la moartea lui Rømer datorită explicației despre aberația stelară de către astronomul englez James Bradley în 1729 .

Context

Determinarea poziționării est-vest ( longitudine ) a fost o problemă practică importantă în cartografie și navigație înainte de anii 1700 . În 1598, regele Filip al III - lea al Spaniei a oferit un premiu pentru o metodă de determinare a longitudinii unei nave fără pământ. Galileo a propus o metodă pentru stabilirea orei din zi și, prin urmare, a longitudinii, bazată pe orele eclipselor sateliților lui Jupiter , utilizând în esență sistemul Jovian ca ceas cosmic; această metodă nu a fost îmbunătățită semnificativ până când ceasurile mecanice precise nu sunt dezvoltate în secolul  al XVIII- lea . Galileo a propus această metodă Coroanei spaniole (1616-1617), dar s-a dovedit impracticabilă, mai ales din cauza dificultății de a observa eclipsele de pe o navă. Cu toate acestea, cu îmbunătățiri, metoda ar putea fi utilizată pentru lucrările de teren.

Astronomul Jean-Dominique Cassini a fost unul dintre primii care a folosit eclipsele de la sateliții galileeni pentru măsurarea longitudinii și a publicat tabele care preziceau când eclipsele vor fi vizibile dintr-o anumită locație. El a fost invitat în Franța de Ludovic al XIV-lea pentru a fonda Observatorul Regal , care s-a deschis în 1671 cu Cassini ca director, funcție pe care a ocupat-o tot restul vieții.

Unul dintre primele planuri ale lui Cassini în noul său post la Paris a fost trimiterea francezului Jean Picard la locul vechiului observator al lui Tycho Brahe la Uraniborg , pe insula Hven , Danemarca , lângă Copenhaga . Picard trebuia să observe și să temporizeze eclipsele sateliților lui Jupiter din Uraniborg, în timp ce Cassini a înregistrat orele în care au fost văzuți la Paris. Dacă Picard a înregistrat sfârșitul unei eclipse la 21  h  43  min  54  s în Uraniborg în timp ce Cassini a înregistrat sfârșitul aceleiași eclipse la 21  h  1  min  44  s mai târziu la Paris - o diferență de 42 de minute și 10 secunde - diferența de longitudine ar putea să fie calculat ca 10 ° 32 '30 " . Picard a fost ajutat în observațiile sale de un tânăr danez care tocmai își terminase studiile la Universitatea din Copenhaga , Ole Rømer și trebuie să fi fost impresionat de abilitățile asistentului său de când a aranjat pentru ca tânărul să vină la Paris să lucreze la Observatorul Regal.

Eclipsele lui Io

Io este cel mai interior dintre cei patru sateliți ai lui Jupiter descoperiți de Galileo în ianuarie 1610 . Rømer și Cassini îl numesc „primul satelit al lui Jupiter  ” (Jupiter I). Se învârte în jurul lui Jupiter o dată la 42 de ore și jumătate, iar planul orbitei sale în jurul lui Jupiter este foarte aproape de planul orbitei lui Jupiter în jurul soarelui . Aceasta înseamnă că își petrece o parte din fiecare orbită în umbra lui Jupiter: cu alte cuvinte, există o eclipsă de Io în timpul fiecărei orbite a satelitului.

De pe Pământ, o eclipsă de Io poate fi vizualizată în două moduri:

De pe Pământ nu este posibil să observăm atât scufundarea, cât și apariția aceleiași eclipse de Io, deoarece oricare dintre ele va fi ascunsă ( ascunse ) de Jupiter însuși. În punctul de opoziție (punctul H din diagrama de mai jos), imersiunea și apariția ar fi ascunse de Jupiter.

Pentru o perioadă de aproximativ patru luni după opoziția lui Jupiter (de la L la K în diagrama de mai jos), este posibil să se vadă apariția lui Io în timpul eclipselor sale, în timp ce pentru o perioadă de aproximativ patru luni înainte de opoziție (de la F la G ), este posibil să vedem scufundările lui Io în umbra lui Jupiter. Timp de aproximativ cinci sau șase luni ale anului, în jurul punctului de conjuncție , este imposibil să observăm eclipsele lui Io, deoarece Jupiter este prea aproape (pe cer) de Soare. Chiar și în perioadele dinaintea și după opoziție, nu toate eclipsele Io pot fi observate dintr-o anumită locație de pe suprafața Pământului: unele eclipse apar în timpul zilei pentru o anumită locație, în timp ce altele au loc în timp ce Jupiter este sub orizont ( ascuns de Pământul însuși).

Fenomenul cheie observat de Rømer a fost că durata de timp dintre eclipse nu este constantă . Dimpotrivă, variază ușor în diferite perioade ale anului. Deoarece era destul de încrezător că perioada orbitală a lui Io nu s-a schimbat de fapt, a dedus că acesta a fost un efect de observație. Având la dispoziție căile orbitale ale Pământului și ale lui Jupiter, el a observat că perioadele în care Pământul și Jupiter s-au îndepărtat corespundeau întotdeauna cu un interval de timp mai mare între eclipse. În schimb, momentele în care Pământul și Jupiter se apropie sunt întotdeauna însoțite de o scădere a intervalului de timp dintre eclipse. Rømer a dedus că această abatere ar putea fi explicată în mod satisfăcător dacă lumina ar avea o viteză finită, pe care apoi a calculat-o.

Observații

Cele mai multe hârtii Rømer au fost distruse în timpul incendiului de la Copenhaga din 1728 , dar un manuscris care a supraviețuit conține o listă de aproximativ șaizeci de observații ale eclipselor lui Io din 1668 până în 1678 . Acesta detaliază , în special , două serii de observații pe fiecare parte a opozițiilor din cele2 martie 1672 și 2 aprilie 1673. Într-o scrisoare către Christiaan Huygens datată30 septembrie 1677, Rømer indică faptul că aceste observații din 1671 până în 1673 constituie baza calculelor sale.

Manuscrisul supraviețuitor a fost scris după ianuarie 1678, data ultimei observații astronomice înregistrate (o apariție a lui Io 6 ianuarie), deci după scrisoarea lui Rømer către Huygens. Rømer pare să fi colectat date despre eclipsele de la sateliții galileeni sub forma unei foi de înșelăciune, posibil în timp ce se pregătea să se întoarcă în Danemarca în 1681. Documentul înregistrează, de asemenea, observații cu privire la opoziția8 iulie 1676, care a stat la baza anunțării rezultatelor lui Rømer.

Anunț inițial

În august 1676, Rømer a anunțat Academia Regală de Științe din Paris că urmează să schimbe baza pentru calcularea tabelelor sale de eclipsă Io. De asemenea, el ar fi putut da motivul:

Această a doua inegalitate pare a se datora faptului că lumina durează un anumit timp pentru a ajunge la noi din satelit; lumina pare să dureze aproximativ zece până la unsprezece minute [pentru a parcurge] o distanță egală cu jumătate din diametrul orbitei Pământului.

În mod remarcabil, Rømer a anunțat că apariția Io din 16 noiembrie 1676ar fi observat cu aproximativ zece minute mai târziu decât s-ar fi calculat cu vechea metodă. Nu există nicio înregistrare a observațiilor privind apariția lui Io le16 noiembrie, dar a fost observată o apariție pe 9 noiembrie. Cu acest argument experimental în mână, Rømer a explicat Academiei Regale de Științe noua sa metodă de calcul22 noiembrie.

Contul inițial al întâlnirii Academiei Regale de Științe a fost pierdut, dar prezentarea lui Rømer a fost păstrată ca un raport în Journal des sçavans pe 7 decembrie. Acest raport anonim a fost tradus în engleză și publicat în Philosophical Transactions of the Royal Society of London la25 iulie 1677.

Raționamentul lui Rømer

Magnitudine

Rømer începe cu o demonstrație de ordinul mărimii că viteza luminii trebuie să fie atât de mare încât să treacă mai puțin de o secundă pentru a parcurge o distanță egală cu diametrul Pământului.

Punctul L de pe diagramă reprezintă a doua cvadratură a lui Jupiter, când unghiul dintre Jupiter și Soare (așa cum se vede de pe Pământ) este de 90 de  grade . Rømer presupune că un observator ar putea vedea apariția lui Io la a doua cuadratură (L), precum și apariția care are loc după o orbită a lui Io în jurul lui Jupiter (când Pământul ajunge în punctul K , diagrama nefiind la scară ), adică 42 de ore și jumătate mai târziu. În aceste 42 de ore și jumătate, Pământul s-a îndepărtat de Jupiter cu distanța LK  : conform lui Rømer, această distanță este egală cu 210 ori diametrul Pământului. Dacă lumina ar călători cu o viteză de un diametru al pământului pe secundă, ar dura 3,5 minute pentru a parcurge distanța LK . Dacă perioada orbitei lui Io în jurul lui Jupiter ar fi considerată diferența de timp dintre apariția în L și apariția în K, valoarea ar fi cu 3,5 minute mai mare decât valoarea reală.

Rømer a folosit atunci același raționament pentru observațiile din jurul primei cvadraturi (punctul G), când Pământul se apropie de Jupiter. Timpul dintre o imersiune văzută din punctul F și următoarea imersiune observată din punctul G ar trebui să fie cu 3 minute și jumătate mai mic decât perioada orbitală reală a Io. Prin urmare, ar trebui să existe o diferență de aproximativ 7 minute între perioada Io măsurată la prima cuadratură și cea obținută la a doua cuadratură. În practică, nu se observă nicio diferență, ceea ce îl determină pe Rømer să concluzioneze că viteza luminii trebuie să fie mult mai mare decât un diametru terestru pe secundă.

Efect cumulativ

Cu toate acestea, Rømer și-a dat seama că efectul vitezei finite a luminii se va acumula pe o lungă serie de observații și că acest efect cumulativ a fost raportat Academiei Regale de Științe din Paris . Efectul poate fi ilustrat de observațiile lui Rømer despre primăvara anului 1672.

Jupiter a fost în opoziție la 2 martie 1672. Primele observații de apariție au fost făcute la 7 martie (la 07:58:25) și la 14 martie (la 09:52:30). Între cele două observații, Io a parcurs patru orbite în jurul lui Jupiter, ceea ce dă o perioadă orbitală de 42 h 28 min 31¼ s.

Ultima apariție observată în această serie a fost cea din 29 aprilie (la 10:30:06). În acel moment, Io parcurgea treizeci de orbite în jurul lui Jupiter începând cu 7 martie: perioada orbitală aparentă este de 42 h 29 min 3 s. Diferitele pot părea slabe - 32 de secunde - dar înseamnă că apariția29 apriliea avut loc cu un sfert de oră mai devreme decât s-ar fi prevăzut. Singura altă explicație a fost că observațiile din 7 și 14 martie au greșit două minute.

Predicție

Rømer nu a publicat niciodată descrierea formală a metodei sale, posibil datorită opoziției lui Cassini și Picard față de ideile sale (vezi mai jos). Cu toate acestea, natura generală a calculului său poate fi dedusă din raportul din Journal des sçavans și din anunțul făcut de Cassini la 22 august 1676.

Cassini a anunțat că noile mese

ar conține inegalitatea zilelor sau mișcarea reală a Soarelui [adică inegalitatea datorită excentricitate a orbitei Pământului ], mișcarea excentrică a lui Jupiter [adică inegalitatea datorită excentricitatea orbitei lui Jupiter] și această nouă inegalitate , nedetectat înainte [adică datorită vitezei limitate a luminii].

Prin urmare, se pare că Cassini și Rømer au calculat momentele fiecărei eclipse pe baza aproximării orbitelor circulare , apoi au aplicat trei corecții succesive pentru a estima momentul observării eclipsei la Paris.

Cele trei „inegalități” (sau nereguli) enumerate de Cassini nu erau singurele cunoscute, dar erau cele care puteau fi corectate prin calcul. Orbita lui Io este ușor neregulată din cauza rezonanță orbitală cu Europa și Ganymede , alți doi sateliți galilean Jupiter, dar nu a fost explicat pe deplin până în secolul următor. Singura soluție la dispoziția lui Cassini și a celorlalți astronomi ai timpului său a fost să facă corecții periodice asupra diagramelor eclipsei din Io, pentru a explica mișcarea orbitală neregulată: cu alte cuvinte, un fel de resetare a ceasului. Momentul evident pentru resetarea ceasului a fost imediat după opoziția lui Jupiter față de Soare, când Jupiter este cel mai aproape de Pământ și, prin urmare, cel mai ușor de observat.

Opoziția lui Jupiter cu Soarele a avut loc la sau în jurul datei de 8 iulie 1676. Memorandumul lui Rømer enumeră două apariții ale observațiilor Io după această opoziție, dar înainte de anunțul lui Cassini: August la 09:44:50 și14 augustla 11:45:55. Cu aceste date și cunoscând perioada orbitală a lui Io, Cassini a reușit să calculeze calendarul fiecărei eclipse în următoarele patru până la cinci luni.

Următorul pas în aplicarea corecției lui Rømer ar fi calcularea poziției Pământului și a lui Jupiter în orbitele lor pentru fiecare eclipsă. Acest tip de transformare a coordonatelor a fost obișnuit în pregătirea tabelelor de poziții planetare pentru astronomie și astrologie  : echivalează cu găsirea fiecărei poziții L (sau K) pentru diferitele eclipse care pot fi observate.

În cele din urmă, distanța dintre Pământ și Jupiter poate fi calculată folosind trigonometria obișnuită, în special legea cosinusului , cunoscând lungimea a două laturi (distanța dintre Soare și Pământ și distanța dintre Soare și Jupiter) și o unghiul ( unghiul dintre Jupiter și Pământ măsurat de la Soare) al unui triunghi . Distanța dintre Soare și Pământ nu era bine cunoscut la momentul respectiv , dar luând ca valoare este , distanța de la Soare la Jupiter poate fi calculată ca un multiplu al unei .

Acest model a lăsat un singur parametru reglabil: timpul necesar pentru ca lumina să parcurgă o distanță egală cu a , raza orbitei Pământului. Rømer a avut la dispoziție aproximativ treizeci de observații ale eclipselor Io între 1671 și 1673 pentru a determina care este valoarea cea mai bună: unsprezece minute. Cu această valoare, el a reușit să calculeze timpul suplimentar necesar pentru ca lumina să ajungă pe Pământ de la Jupiter în noiembrie 1676 comparativ cu august 1676: aproximativ zece minute.

Reacții inițiale

Explicația lui Rømer asupra diferenței dintre timpurile prezise și observate ale eclipselor Io a fost larg acceptată, dar încă departe de a fi acceptată universal. Huygens a fost unul dintre primii susținători, nu în ultimul rând pentru că și-a susținut ideile referitoare la refracție și i-a scris controlorului general francez , Jean-Baptiste Colbert , pentru a-l apăra pe Rømer. Cu toate acestea, Cassini , supraveghetorul lui Rømer la Observatorul Regal , era un adversar precoce și tenace al ideilor lui Rømer și se pare că Picard , mentorul lui Rømer, împărtășea multe dintre îndoielile lui Cassini.

Obiecțiile practice ale lui Cassini au stârnit multe dezbateri la Academia Regală de Științe (cu participarea lui Huygens prin scrisori din Londra). Cassini a menționat că ceilalți trei sateliți galileeni nu par să arate același efect ca Io și că au existat alte nereguli pe care teoria lui Rømer nu le-a putut explica. Rømer a răspuns că era mult mai dificil să observi cu precizie eclipsele de la alți sateliți și că efectele inexplicabile erau mult mai mici (pentru Io) decât cele ale vitezei luminii. El a recunoscut însă lui Huygens că „neregulile” inexplicabile ale celorlalți sateliți erau mai mari decât efectul vitezei luminii. A existat ceva filosofic în dispută  : Rømer a susținut că a descoperit o soluție simplă la o problemă practică importantă, în timp ce Cassini a respins teoria ca fiind defectă, deoarece nu putea explica toate observațiile. Cassini a fost obligat să includă „corecții empirice  ” în tabelele sale de eclipsă din 1693, dar nu a acceptat niciodată baza teoretică: într-adevăr, el a ales diferite valori de corecție pentru diferiții sateliți ai lui Jupiter, în contradicție directă cu teoria lui Rømer.

Ideile lui Rømer au primit o primire mult mai caldă în Anglia. Deși Robert Hooke (1635-1703) a respins faptul că presupusa viteză a luminii este mare la punctul de a fi aproape instantanee, astronomul regal John Flamsteed (1646-1719) a acceptat ipoteza lui Rømer în efemerida sa de eclipsele lui Io. Edmond Halley (1656-1742), viitor astronom regal, a fost, de asemenea, un susținător precoce și entuziast. Isaac Newton (1643-1727) a acceptat, de asemenea, ideea lui Rømer; în cartea sa Opticks , din 1704, a dat o valoare de „șapte sau opt minute” pentru ca lumina să călătorească de la Soare la Pământ, o valoare mai apropiată de valoarea reală (8:19) decât cele 11 minute estimate inițial de Rømer. Newton observă, de asemenea, că observațiile lui Rømer au fost confirmate de alții, probabil de Flamsteed și Halley în Greenwich cel puțin.

Deși pentru mulți (cum ar fi Hooke) a fost dificil să se gândească la viteza enormă a luminii, acceptarea ideii lui Rømer a suferit de un al doilea handicap prin aceea că se baza pe modelul Kepler de planete rotative în jurul Soarelui pe orbite eliptice . În timp ce modelul lui Kepler a devenit larg acceptat până la sfârșitul secolului al XVII-lea, a fost încă considerat suficient de controversat încât Newton a petrecut mai multe pagini despre dovezile observaționale în favoarea sa în Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687).

Opinia lui Rømer conform căreia viteza luminii era finită nu a fost pe deplin acceptată până când măsurătorile de aberație stelară au fost efectuate în 1727 de James Bradley (1693-1762). Bradley, care avea să devină succesorul lui Halley ca Astronomer Royal, a calculat o valoare de 8 minute 13 secunde pentru timpul de călătorie al soarelui pe Pământ. În mod ironic, aberația stelară a fost observată pentru prima dată de Cassini și (independent) de Picard în 1671, dar niciun astronom nu a putut explica fenomenul. Lucrarea lui Bradley a risipit, de asemenea, orice obiecții serioase rămase la modelul Keplerian al sistemului solar .

Măsuri ulterioare

Astronomul suedez Pehr Wilhelm Wargentin (1717-1783) a folosit metoda Rømer pentru prepararea lui efemeridele a sateliților lui Jupiter (1746), după cum Giovanni Domenico Maraldi din Paris. Neregulile rămase în orbitele sateliților galileeni nu au fost explicate în mod satisfăcător înainte de lucrările lui Joseph-Louis Lagrange (1736-1813) și Pierre-Simon Laplace (1749-1827) privind rezonanța orbitală .

În 1809, astronomul Jean-Baptiste Joseph Delambre (1749-1822), folosind din nou observațiile lui Io, dar beneficiind de mai mult de un secol de observații din ce în ce mai precise, a obținut o valoare de 8 min 12 s pentru timpul necesar luminii solare pentru a ajunge pe Pământ. Conform valorii asumate pentru unitatea astronomică , aceasta a dus la o valoare de puțin peste 300.000 de kilometri pe secundă pentru viteza luminii.

Primele măsurători ale vitezei luminii cu dispozitive complet terestre au fost publicate în 1849 de Hippolyte Fizeau (1819-1896). Comparativ cu valorile acceptate astăzi, rezultatul lui Fizeau (aproximativ 313.000 de kilometri pe secundă) a fost prea mare și mai puțin precis decât cele obținute prin metoda Rømer. Au trecut încă treizeci de ani până când Albert A. Michelson , în Statele Unite , și-a publicat rezultatele mai precise ( 299.910  ± 50  km / s ) și că Simon Newcomb a confirmat acordul cu măsurătorile astronomice, aproape exact două secole mai târziu.Anunțul lui Rømer.

Discutii suplimentare

A măsurat Rømer viteza luminii?

Mai multe discuții au sugerat să nu-i atribuie lui Rømer măsurarea vitezei luminii, deoarece el nu a atribuit niciodată o valoare în unități terestre. Acești autori îl recunosc pe Huygens cu primul calcul al vitezei luminii.

Estimarea lui Huygens a fost de 110.000.000 de brațe pe secundă: deoarece s-a stabilit mai târziu că capul de capăt era echivalent cu puțin sub doi metri, aceasta oferă valoarea în unitățile de sistem internaționale .

Cu toate acestea, estimarea lui Huygens nu a fost un calcul precis, ci mai degrabă o ilustrare la ordinea mărimii . Pasajul relevant din Tratatul său despre lumină afirmă:

Dacă luăm în considerare dimensiunea mare a diametrului KL, care este în opinia mea de aproximativ 24 de mii de diametre ale Pământului, vom recunoaște viteza extremă a Luminii. Deoarece, presupunând că KL nu măsoară mai mult de 22 de mii din aceste diametre, se pare că, fiind traversat în 22 de minute, aceasta face o viteză de o mie de diametre într-un minut, adică 16 2/3 diametre într-o secundă sau într-un puls , care este de peste 11 sute de ori o sută de mii de brațe

Huygens nu era, în mod evident, îngrijorat de diferența de 9% dintre valoarea sa preferată pentru distanța dintre Soare și Pământ și cea pe care o folosește în calculele sale. Nici Huygens nu avea nicio îndoială cu privire la succesul lui Rømer, în timp ce îi scria lui Colbert  :

Am văzut recent, cu multă plăcere, frumoasa descoperire a lui M. Romer, demonstrația că lumina are nevoie de timp pentru a se propaga și chiar măsura acestei durate ;

Nici Newton, nici Bradley nu s-au deranjat să calculeze viteza luminii în unitățile de la sol. Următorul calcul enumerat a fost făcut probabil de Fontenelle  : pretinzând că funcționează din rezultatele lui Rømer, relatarea istorică a lucrării lui Rømer scrisă la ceva timp după 1707 dă o valoare de 48.203 leghe pe secundă. Aceasta corespunde la 16.826 de diametre ale Pământului (214.636  km ) pe secundă.

Metoda Doppler

De asemenea, s-a sugerat că Rømer măsura efectul Doppler . Efectul original descoperit de Christian Doppler 166 de ani mai târziu se referă la propagarea undelor electromagnetice . Generalizarea menționată aici este schimbarea frecvenței observată de un oscilator (în acest caz, Io pe orbita în jurul lui Jupiter ) atunci când observatorul (în acest caz, pe suprafața Pământului ) se mișcă: frecvența este mai mare atunci când observatorul se mișcă spre oscilator și mai slab pe măsură ce observatorul se îndepărtează de oscilator. Această analiză aparent anacronică implică faptul că Rømer măsura raportul c / v , unde c este viteza luminii și v este viteza orbitală a Pământului (strict, componenta vitezei orbitale a Pământului paralelă cu vectorul Pământ-Jupiter) și indică că imprecizia majoră a calculelor lui Rømer a fost slaba sa cunoaștere a orbitei lui Jupiter.

Nu există nicio dovadă că Rømer a crezut că măsoară c / v  : el dă rezultatul ca durata de 22 de minute necesare pentru ca lumina să parcurgă o distanță egală cu diametrul orbitei Pământului sau, echivalent, 11 minute pentru călătoriile de lumină de la Soare pe pământ. Putem arăta cu ușurință că cele două măsurători sunt echivalente: dacă luăm τ ca timpul necesar pentru ca lumina să traverseze raza unei orbite (de exemplu de la Soare la Pământ) și P ca perioada orbitală (timpul pentru o revoluție complet), atunci

Bradley , care a măsurat c / v în studiile sale de aberație în 1729, era foarte conștient de această relație când și-a convertit rezultatele pentru c / v la o valoare pentru τ fără niciun comentariu.

Note și referințe

Note

  1. Numele lui Ole Rømer poate fi scris și Roemer, Rœmer sau Römer. Prenumele său este uneori latinizat în Olaus.
  2. Momentul apariției provine de la unul dintre puținele manuscrise ale lui Rømer care au supraviețuit , în care înregistrează data din 19 martie 1671: vezi Meyer (1915). Prin coerența cu celelalte sincronizări înregistrate în manuscris (scrise la câțiva ani după eveniment), s-a presupus că Rømer a remarcat timpul Parisului apariției. Diferența de timp de 42 de minute și 10 secunde între Paris și Uraniborg provine din același manuscris: valoarea acceptată astăzi este de 41 de minute 26 de secunde .
  3. Mai multe texte plasează în mod eronat data anunțului în 1685 sau chiar în 1684. Bobis și Lequeux (2008) au demonstrat în mod convingător că anunțul a fost făcut la 22 august 1676 și că a fost făcut de Cassini și nu de Rømer .
  4. Înregistrarea originală a întâlnirii Academiei Regale de Științe a fost pierdută. Citatul provine dintr-un manuscris inedit în limba latină conservat în biblioteca Observatorului din Paris, scris probabil de Joseph-Nicolas Delisle (1688–1768) la un moment dat înainte de 1738. A se vedea Bobis și Lequeux (2008), care conține un facsimil al manuscris .
  5. Bobis și Lequeux (2008), atribuie în mod provizoriu traducerea lui Edmond Halley (1656–1742), care avea să devină astronomul englez regal și cel mai bine cunoscut pentru calculele sale referitoare la cometa lui Halley . Cu toate acestea, alte surse - nu în ultimul rând propriul său Catalogus Stellarum Australium publicat în 1679 - sugerează că Halley se afla pe atunci pe insula Sfânta Elena din Oceanul Atlantic de Sud.
  6. Deși raportul de știri nu îl face explicit, alegerea unui punct de cuadratură pentru exemplu este puțin probabil să fie fortuită. La a doua cvadratură, mișcarea Pământului pe orbita sa îl îndepărtează direct de Jupiter. Ca atare, este punctul în care se așteaptă cel mai mare efect „asupra unei singure orbite a Io” .
  7. Cifra de 210 diametre ale Pământului pe orbita lui Io pentru viteza orbitală a Pământului față de Jupiter este mult mai mică decât cifra reală, care are în medie aproximativ 322 de diametre ale Pământului pe orbita lui Io, ținând cont de mișcarea orbitală al lui Jupiter. Rømer pare să fi crezut că Jupiter este mai aproape de Soare (și, prin urmare, se mișcă mai repede de-a lungul orbitei sale) decât este cu adevărat cazul .
  8. Academia Regală de Științe îl instruise pe Rømer să publice o lucrare comună cu colegii săi .
  9. Acest ultim punct este pus destul de clar până în 1707 de nepotul lui Cassini, Giacomo Filippo Maraldi (1665–1729), care a lucrat și la Observatorul Regal: „Pentru ca o ipoteză să fie acceptată, nu este suficient să fie de acord cu unele observații, trebuie să fie, de asemenea, în concordanță cu celelalte fenomene. " Citat în Bobis și Lequeux (2008) .
  10. Raportul exact este 1 toise = 54000 ⁄ 27706  metri, sau aproximativ 1.949 m: legea franceză din 19 frimaire An VIII (10 decembrie 1799). Huygens folosea valoarea lui Picard (1669) a circumferinței Pământului ca 360 × 25 × 2282  toises , în timp ce conversia legală din 1799 utilizează rezultatele mai precise ale lui Delambre și Méchain .
  11. Expresia este dată pentru aproximarea la o orbită circulară. Derivația este următoarea :
    (1) exprimă viteza orbitală în termeni de rază orbitală r și perioada orbitală P : v  = 2π r ⁄ P
    (2) înlocuitor τ  = r ⁄ c →  v  = 2π τc ⁄ P
    (3 ) rearanjați pentru a găsi c ⁄ v .

Referințe

  1. Meyer (1915).
  2. Rømer (1677).
  3. Bobis și Lequeux (2008).
  4. Teuber (2004).
  5. Saito (2005).
  6. Huygens (14 octombrie 1677). „Am văzut recent cu multă bucurie frumoasa invenție pe care a găsit-o Sr. Romer, pentru a demonstra că lumina în răspândire folosește timpul și chiar pentru a măsura acest timp, ceea ce este o descoperire foarte importantă și care are confirmarea că observatorul regal va fii angajat cu demnitate. Pentru mine această demonstrație mi-a plăcut cu atât mai mult că, în ceea ce scriu despre Dioptric, mi-am asumat același lucru ... "
  7. Rømer (1677). "Dominos Cassinum and Picardum quod attinet, quorum judicium de illa re cognoscere desideras, hic quidem plane mecum felt."
  8. A se vedea nota 2 la Huygens (16 septembrie 1677).
  9. În Cursurile sale despre lumină din 1680 : „atât de rapid încât este dincolo de imaginație […] și dacă da, de ce poate să nu fie la fel de instantaneu, nu știu niciun motiv”. Citat în Daukantas (2009).
  10. Daukantas (2009).
  11. Newton (1704): „Lumina se propagă din corpuri luminoase în timp și petrece aproximativ șapte sau opt minute dintr-o oră trecând de la Soare la Pământ. Acest lucru a fost observat mai întâi de Romer, apoi de alții, prin intermediul Eclipsele sateliților din Jupiter. "
  12. Bradley (1729).
  13. Cohen (1940). Wróblewski (1985).
  14. franceză (1990), pp. 120-21.
  15. Huygens (1690), pp. 8-9. Traducere de Silvanus P. Thompson.
  16. Godin și Fonetenelle (1729–34). Rezultă din Observațiile domnului Roëmer că lumina într-o secundă de timp face 48203 lighe comune ale Franței și  377 ⁄ 1141  părți ale uneia dintre aceste liguri, o fracțiune care trebuie neglijată.
  17. Shea (1998).

Vezi și tu

Bibliografie

Articole similare

linkuri externe

<img src="https://fr.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1x1" alt="" title="" width="1" height="1" style="border: none; position: absolute;">