ימי הביניים: המדידה הראשונה של מהירות האור

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

כפי שקורה לעתים קרובות במדע, החישוב שלו היה תוצר לוואי של פעולות אחרות שהגיוניות הרבה יותר. בסוף ימי הביניים, ספינות אירופיות שטים באוקיינוסים בחיפוש אחר אדמות חדשות ודרכי מסחר. צריך למפות איים שהתגלו לאחרונה, ולשם כך חשוב לדעת פחות או יותר בדיוק היכן הם נמצאים. היו בעיות בולטות עם זה.

קואורדינטות גיאוגרפיות הן שני ערכים מספריים - קו רוחב וקו אורך. עם קו רוחב, הכל פשוט יחסית: אתה צריך למדוד את הגובה מעל האופק של כוכב ידוע כלשהו. בחצי הכדור הצפוני, קרוב לוודאי שזה יהיה כוכב הצפון, בדרום - אחד מכוכבי הצלב הדרומי. במהלך היום, ניתן לקבוע את קו הרוחב על ידי השמש, אך השגיאה גדולה משמעותית - גוף התאורה גדול למדי, קשה לעקוב אחריו בגלל הבהירות שלו, וגבולות הדיסק הגלוי שלו מטושטשים בהשפעת האטמוספירה של כדור הארץ. עם זאת, מדובר במשימה פשוטה יחסית.

מה השעה

קו האורך הרבה יותר מורכב. כדור הארץ מסתובב על צירו, ותוכלו לגלות היכן אנו נמצאים, לדעת את השעה המדויקת בנקודה זו ואת השעה במקום כלשהו, שאת קו האורך אנו יודעים. בספרות נוהגים לכתוב "מרידיאן ראשוני", זה, באופן כללי, נכון, כי אנחנו מדברים על אותו דבר. אם עם הזמן המקומי הכל די פשוט, אז עם אפס מרידיאן זה הרבה יותר מסובך.

לא היה שעון המסוגל להראות את השעה המדויקת של המקום ממנו נלקחו בעידן התגליות הגיאוגרפיות הגדולות. באותה תקופה, תנועת שעון מצוידת במחוג דקה נחשבה לטכניקה בעלת דיוק גבוה. הכרונומטרים הראשונים המתאימים לקביעת קו האורך הופיעו באמצע המאה ה-18, ולפני כן נאלצו יורדי הים להסתדר בלעדיהם.

השיטה העתיקה ביותר שעובדה תיאורטית הייתה שיטת המרחק הירח, שהוצעה על ידי המתמטיקאי הגרמני יוהאן ורנר ב-1514. זה התבסס על העובדה שהירח נע די מהר על פני שמי הלילה ועל ידי מדידה עם מכשיר מיוחד - מוט רוחבי - תזוזה שלו ביחס לכמה כוכבים ידועים, אתה יכול לקבוע את הזמן. היישום המעשי של השיטה של ורנר התברר כקשה מאוד, והיא לא מילאה תפקיד ניכר בניווט.

בשנת 1610 גילה גלילאו גליליי את ארבעת הירחים הגדולים ביותר של צדק. זה היה אירוע מדעי חשוב - במסגרת היכולות של האסטרונומיה התצפיתית דאז, אחד נוסף, מלבד כדור הארץ, נמצא גוף שמימי, שסביבו סובבו הלוויינים שלו. אבל הדבר החשוב ביותר עבור בני זמננו היה שניתן לצפות בתנועת הלוויינים הללו בו זמנית ובאותה מידה מכל הנקודות על פני כדור הארץ, שבהן נראה צדק באותו רגע.

גלילאו גליליי

כבר בשנת 1612 הציע גלילאו לקבוע את הזמן המדויק, ומכאן את קו האורך, על ידי תנועת איו, אחד מארבעת הלוויינים של צדק. יש לו הרבה מאפיינים יוצאי דופן שגלילאו, כמובן, לא ידע עליהם, אבל, והכי חשוב, קל יחסית לצפייה. לגלות מתי הוא נכנס לצל כוכב הלכת, אפשר היה לקבוע במדויק את השעה. אבל הניסיונות הראשונים להרכיב טבלאות של ליקוי חמה של איו (ולוויינים גליליים אחרים) גילו שהזמן הזה הוסט בצורה בלתי מובנת עבור המדע של אותה תקופה. הסיבות נותרו לא ברורות במשך שלושת רבעי מאה.

בנו של סוחר

אולה כריסטנסן רומר נולד למשפחת סוחרים דנית ב-1644. המידע על נעוריו מקוטע - הוא לא ילד, והתהילה האישית תגיע אליו הרבה יותר מאוחר.ידוע שהוא סיים את לימודיו באוניברסיטת קופנהגן, וככל הנראה היה בולט באינטלקט שלו. ב-1671 עבר רומר לפריז, הפך לעובד של קאסיני ועד מהרה נבחר לאקדמיה למדעים - אז אוסף האנשים המלומדים הזה היה פחות עילית מאשר מאוחר יותר.

אולה רומר

לקראת סוף המאה הוא חזר לדנמרק, המשיך להיות אסטרונום פעיל, ומת שם ב-1710. אבל כל זה יגיע בהמשך.

זה סופי

ובשנת 1676, הוא הציע חישובים לא מסובכים, לזמנים המודרניים, שהנציחו את שמו. עיקר העניין הוא פשוט. צדק מרוחק מהשמש בערך פי חמישה מכדור הארץ. הוא מבצע מהפכה אחת סביב השמש בערך ב-12 שנות כדור הארץ (אנו מעגלים את המספרים לשם הפשטות). המשמעות היא שבעוד חצי שנה המרחק מצדק לכדור הארץ ישתנה בכשליש. וזה פחות או יותר תואם את ההבדל שנצפה בזמני הליקוי של הלוויינים הגליליים.

יו היום

כעת קל לנו מאוד להבין את ההיגיון של ההיגיון הזה, אבל במאה ה-17 נהוג היה לחשוב שמהירות האור היא אינסופית. אבל רומר הציע שזה לא כך. לפי חישוביו, מהירות האור הייתה שווה לכ-220 אלף קילומטרים לשנייה, שזה נמוך ברבע מהערך שנקבע היום. אבל במאה ה-17 זה היה לא רע לפחות.

ואז מתברר שהכל לא כל כך פשוט, ואחרי מאתיים שנה לפלס ייקח בחשבון את השפעת הכבידה של לוויינים זה על זה, אבל זה סיפור אחר לגמרי.

לרעיון של רומר לא היה תפקיד משמעותי בתגליות גיאוגרפיות. התבוננות בירחי צדק באמצעות טלסקופ שהותקן על סיפון הספינה הייתה, עקב ההתגלגלות, כמעט בלתי אפשרית. ובאמצע המאה ה-18 פותחו הכרונומטרים הראשונים, המתאימים לקביעת קו אורך.