سرعت نور

شاید وقتی از سرعت صحبت میشه معمولا مسافت طی شده در واحد زمان در ذهنمون تداعی بشه. مثلا سرعت متوسط یک دونده سرعت یا ماشین یا هواپیما رو میشه با مقدار مسافت طی شده بر زمان طی شده محاسبه کرد.اینها پارامترهای فیزیکی ملموسی هستند که با کمک وسایل اندازه گیری عادی قابل اندازه گیری هستند. اما بعضی چیزها مانند نور یا امواج الکترومغناطیس آنقدر سریع هستند که با اندازه گیری های فیزیکی معمولی نمی توان آنها را اندازه گیری کرد. مثلا اگر در فاصله بین دو نقطه که ۱۰ کیلومتر هستند بایستیم و نوری را روشن کنیم و منتظر طرف دوم شویم تا آنرا دریافت کند، باید زمان سنج ما دقت ۳ میکروثانیه داشته باشد و علاوه بر آن شخص اندازه گیر باید توانایی اندازه گیری  این ۳ میکروثانیه را داشته باشد. همواره برای من جالب بود که سرعت نور چگونه اولین بار اندازه گیری شد و چه کسی موفق شد اولین بار آنرا با دقت نسبتا خوبی اندازه گیری کند. جواب این کنجکاوی را در زمان دبیرستان با خواندن مقاله ای که یادم نیست کجا دیدم را پیدا کردم. طبق انتظارم اولین تلاشها برای اندازه گیری سرعت نور از روشهای مستقیم و اندازه گیری فاصله  زمان طی شدن نور بر روی کره زمین آغاز شده بود و اتفاقا گالیله معروف هم از اولین کسانی بود که این آزمایش را بر روی چراغ فانوس دریایی که حدود ۳ کیلومتر از آن فاصله داشت انجام داد و تنها به این نتیجه رسید که سرعت خورشید ۱۰ برابر بزرگتر از سرعت صوت است در حالیکه می دانیم تقریبا سرعت نور یک میلیون برابر سرعت صوت است. اما برایم بسیار جالب بود که اولین اندازه گیری نسبتا دقیق که منجر شد سرعت نور را حدود دو سوم سرعت واقعی آن اندازه گیری کنند، به اواسط قرن هفدهم (حدود ۳۵۰ سال پیش) توسط ستاره شناس دانمارکی باز می گردد. اول رومه که مشغول بررسی قمرهای مشتری بود متوجه شد که با توجه به موقعیتهای مختلف زمین و مشتری زمانی که طول می کشد تا قمر آن یک دور کامل به دور مشتری بگردد تغییر می کند. شکل زیر را که از صفحه مربوط به این ستاره شناس در ویکی پدیا برداشته ام نشان می دهد که اگر زمین در موقعیت H باشد زمانی که قمر به دور مشتری می زند کمتر از زمانی است که در موقعیت K یا F باشد. این یعنی که این اختلاف زمانی مشاهده شده ناشی از تاخیر زمانی است که نور باید مسیرهای LK یا GF را طی کند. بر این اساس رومه توانست سرعت نور را حدودا ۲۲۰۰۰۰ کیلومتر بر ثانیه گزارش کند که اولین و دقیق ترین مقدار اندازه گیری در زمان خودش بود. 

این روزها و با تکیه بر عنصر اینترنت و دسترسی سریع به اطلاعات برایم غیر قابل تصور است که ۳۵۰ سال پیش دانشمندان چگونه به این اکتشافات و اختراعات مهم دست پیدا کرده اند. فکر می کنم که سخت کوشی و مصمم بودنشان آنها را با امکانات ناچیز در مقابل امکانات امروزه نایل به اهداف بزرگشان کرده است.