Middeleeue: die eerste meting van die spoed van lig

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

Soos dikwels in die wetenskap die geval is, was die berekening daarvan 'n neweproduk van ander aksies wat baie meer praktiese sin gemaak het. Aan die einde van die Middeleeue vaar Europese skepe die oseane op soek na nuwe lande en handelsroetes. Nuut ontdekte eilande moet gekarteer word, en hiervoor is dit belangrik om min of meer presies te weet waar hulle is. Daar was merkbare probleme hiermee.

Geografiese koördinate is twee numeriese waardes - breedtegraad en lengtegraad. Met breedtegraad is alles relatief eenvoudig: jy moet die hoogte bokant die horison van een of ander bekende ster meet. In die Noordelike Halfrond sal dit heel waarskynlik die Noordster wees, in die Suide - een van die sterre van die Suiderkruis. Gedurende die dag kan die breedtegraad deur die Son bepaal word, maar die fout is aansienlik groter - die lig is redelik groot, dit is moeilik om dit te volg as gevolg van sy helderheid, en die grense van sy sigbare skyf is vaag onder die invloed van die aarde se atmosfeer. Dit is egter 'n relatief eenvoudige taak.

Hoe laat is dit nou

Lengtegraad is baie meer ingewikkeld. Die Aarde draai om sy as, en jy kan uitvind waar ons is, met die presiese tyd op hierdie punt en die tyd op een of ander plek, waarvan die lengtegraad ons weet. In die literatuur skryf hulle gewoonlik "prime meridiaan", dit is oor die algemeen korrek, aangesien ons oor dieselfde ding praat. As met die plaaslike tyd alles redelik eenvoudig is, dan is dit met die nulmeridiaan baie meer ingewikkeld.

Daar was geen horlosie wat in staat was om die presiese tyd van die plek te wys vanwaar hulle weggeneem is in die era van die groot geografiese ontdekkings nie. Destyds is 'n horlosiebeweging toegerus met 'n minuutwyser as 'n hoë-presisie tegniek beskou. Die eerste chronometers wat geskik was vir die bepaling van lengtegraad het in die middel van die 18de eeu verskyn, en voor dit moes seevaarders daarsonder klaarkom.

Die oudste teoreties uitgewerkte metode was die maanafstandmetode, voorgestel deur die Duitse wiskundige Johann Werner in 1514. Dit was gebaseer op die feit dat die Maan taamlik vinnig oor die naghemel beweeg en deur met 'n spesiale toestel - 'n dwarsstaaf - sy verplasing relatief tot sommige bekende sterre te meet, kan jy die tyd instel. Die praktiese implementering van Werner se metode blyk baie moeilik te wees, en dit het nie 'n merkbare rol in navigasie gespeel nie.

In 1610 het Galileo Galilei die vier grootste mane van Jupiter ontdek. Dit was 'n belangrike wetenskaplike gebeurtenis - binne die vermoëns van die destydse waarnemingsterrekunde, is nog een, behalwe die Aarde, 'n hemelliggaam gevind, waarom sy eie satelliete gedraai het. Maar die belangrikste ding vir tydgenote was dat die beweging van hierdie satelliete gelyktydig en gelyktydig waargeneem kon word vanaf alle punte op die Aarde, waar Jupiter op daardie oomblik sigbaar is.

Galileo Galilei

Reeds in 1612 het Galileo voorgestel om die presiese tyd, en dus die lengtegraad, te bepaal deur die beweging van Io, een van die vier satelliete van Jupiter. Dit het baie merkwaardige kenmerke waarvan Galileo natuurlik nie geweet het nie, maar, bowenal, dit is relatief maklik om waar te neem. Om uit te vind wanneer hy die skaduwee van die planeet binnegegaan het, was dit moontlik om die tyd akkuraat vas te stel. Maar die heel eerste pogings om tabelle van verduisterings van Io (en ander Galilese satelliete) saam te stel, het aan die lig gebring dat hierdie tyd op 'n onbegryplike manier verskuif is vir die wetenskap van daardie era. Die redes het vir 'n driekwart eeu onduidelik gebly.

Handelaar se seun

Ole Christensen Rømer is in 1644 in 'n Deense handelaarsgesin gebore. Inligting oor sy jeug is fragmentaries - hy het nie geboorte gegee nie, en persoonlike roem sal baie later na hom toe kom. Dit is bekend dat hy aan die Universiteit van Kopenhagen gegradueer het, en blykbaar opvallend was vir sy intellek. In 1671 het Roemer na Parys verhuis, 'n werknemer van Cassini geword en baie gou tot die Akademie van Wetenskappe verkies - toe was hierdie versameling geleerde mense minder uitgelese as later.

Ole Roemer

Teen die einde van die eeu het hy na Denemarke teruggekeer, voortgegaan om 'n praktiserende sterrekundige te wees en is daar in 1710 oorlede. Maar dit alles sal later kom.

Dit is eindig

En in 1676 het hy ongekompliseerde, vir moderne tye, berekeninge voorgestel wat sy naam verewig het. Die kern van die saak is eenvoudig. Jupiter is sowat vyf keer verder van die Son af as die Aarde. Dit maak een omwenteling om die Son in ongeveer 12 aardjare (ons rond die getalle vir eenvoud af). Dit beteken dat die afstand van Jupiter na die aarde oor 'n halfjaar met ongeveer 'n derde sal verander. En dit stem min of meer ooreen met die waargenome verskil in die verduisteringstye van die Galilese satelliete.

Io vandag

Dit is nou vir ons baie maklik om die logika van hierdie redenasie te verstaan, maar in die 17de eeu was dit gebruiklik om te dink dat die spoed van lig oneindig is. Maar Roemer het voorgestel dat dit nie so is nie. Volgens sy berekeninge was die spoed van lig gelyk aan sowat 220 duisend kilometer per sekonde, wat 'n kwart laer is as die waarde wat vandag vasgestel word. Maar vir die 17de eeu was dit ten minste nie sleg nie.

Dan blyk dit dat alles nie so eenvoudig is nie, en na twee eeue sal Laplace die gravitasie-invloed van satelliete op mekaar in ag neem, maar dit is 'n heeltemal ander storie.

Roemer se idee het nie 'n noemenswaardige rol in geografiese ontdekkings gespeel nie. Om die mane van Jupiter waar te neem deur 'n teleskoop wat aan boord van die skip geïnstalleer is, was, weens die rol, byna onmoontlik. En in die middel van die 18de eeu is die eerste chronometers ontwikkel, geskik vir die bepaling van lengtegraad.