Den første vellykkede måling af lysets hastighed fandt sted i 1676. Den danske astronom Ole Rømer forsøgte at måle Io, Jupiters tredje største måne, ved at se, hvor lang tid det tog at gå omkring planeten. Når jeg så Io over mange år, gjorde Rømer en overraskende opdagelse, siger American Museum of Natural History:
Tidsintervallet mellem efterfølgende formørkelser blev stadigt kortere, da Jorden i sin bane bevægede sig mod Jupiter og blev støt længere, når Jorden bevægede sig væk fra Jupiter. Disse forskelle akkumulerede. Fra hans data estimerede Roemer, at når Jorden var tættest på Jupiter ..., ville formørkelser af Io forekomme omkring elleve minutter tidligere end forudsagt baseret på den gennemsnitlige orbitalperiode i mange år. Og 6, 5 måneder senere, da Jorden var længst væk fra Jupiter ..., ville formørkelserne forekomme cirka elleve minutter senere end forudsagt.
Roemer vidste, at den sande orbitalperiode af Io ikke kunne have noget at gøre med Jordens og Jupiters relative positioner. I en strålende indsigt indså han, at tidsforskellen må skyldes den endelige lyshastighed.
Før Rømer var videnskabsmænd usikre på, om lys havde en begrænset hastighed, eller om dens hastighedsmåler var permanent fast på ”uendelig”.
Et par hundrede år senere er teknikker til måling af lysets hastighed blevet forbløffende mere præcise og i nogle tilfælde mere komplekse. Men i videoen ovenfor viser folk ved At Bristol videnskabscenter en relativt enkel måde at beregne lysets hastighed, der ikke involverer årelang kigning gennem et teleskop okular. Faktisk bruger deres tilgang intet andet end simpelt køkkenudstyr - og chokolade.
I videoen bruger værterne Ross Exton og Nerys Shah lidt mere end en mikrobølgeovn og en chokoladestang for at vise, hvordan man beregner lysets hastighed. Videoen gør det ikke helt klart, hvordan måling af de smeltede bit på en chokoladestang relaterer sig til lysets hastighed. Men at nedbryde det lidt mere kræver bare at tage et kig på nogle af de enheder, der bruges i deres målinger.
Hertz er fysik-stand-in for "cyklusser pr. Sekund." Mikrobølgeovnen, der blev brugt i videoen, producerede lysbølger med en frekvens på 2.450.000.000 Hertz, eller så mange cyklusser i sekundet. At gå fra top til top i en bølge - i dette tilfælde afstanden mellem den første og den tredje smeltede bit chokolade - er en cyklus. Exton og Shah målte denne afstand som 0, 12 meter eller 0, 12 meter pr. Cyklus. At multiplicere noget målt i “meter pr. Cyklus” med noget i “cykler per sekund” giver en måling i “meter per sekund.” Det er bølgens hastighed — lysets hastighed.
Det trick, der får At Bristol-teamets tilgang til at fungere, er, at vi i den moderne tid allerede ved et par vigtige ting om lys: at det har en endelig hastighed, og at hastigheden stort set er konstant. Vi har også fordelen ved, at fysikere allerede har drillet forholdet mellem bølgelængde, frekvens og hastighed.
Da Ole Rømer kiggede mod Jupiter og først deducerede lysets hastighed kom han med 214.000.000 meter i sekundet. ”Denne måling, i betragtning af dens antikhed, målemetode og usikkerhed fra 1600-tallet i nøjagtigt hvor langt Jupiter var fra Jorden, er overraskende tæt på den moderne værdi på [299 792 458] meter per sekund, ” siger Dave Kornreich for Cornell.
Ved hjælp af en mikrobølgeovn og en chokoladestang fik Exton og Shah 294.000.000 meter pr. Sekund - ikke dårligt for lidt køkkenvidenskab.
