První úspěšné měření rychlosti světla se uskutečnilo v roce 1676. Dánský astronom Ole Rømer se pokoušel změřit oběžnou dráhu Io, třetího největšího měsíce Jupitera, sledováním, jak dlouho trvalo, než projel kolem planety. Rømer při sledování Io po mnoho let udělal překvapivý objev, říká Americké muzeum přírodní historie:
Časový interval mezi po sobě jdoucími zatmění se neustále zmenšoval, když se Země na své oběžné dráze pohybovala směrem k Jupiteru a stále se prodlužovala, když se Země vzdálila od Jupiteru. Tyto rozdíly se akumulovaly. Podle jeho údajů Roemer odhadl, že když bude Země nejblíže k Jupiteru ..., dojde k zatmění Io asi o jedenáct minut dříve, než bylo předpovězeno na základě průměrného orbitálního období po mnoho let. A 6, 5 měsíce později, když byla Země nejvzdálenější od Jupiteru ..., došlo k zatmění asi o jedenáct minut později, než bylo předpovězeno.
Roemer věděl, že skutečné orbitální období Io nemůže mít nic společného s relativní polohou Země a Jupitera. Ve skvělém pohledu si uvědomil, že časový rozdíl musí být způsoben konečnou rychlostí světla.
Před Rømerem si vědci nebyli jisti, zda světlo má omezenou rychlost nebo zda jeho rychloměr byl trvale přilepen na „nekonečno“.
O několik set let později se techniky měření rychlosti světla staly ohromně přesnější a v některých případech složitější. Ve výše uvedeném videu však lidé ve vědeckém centru v Bristolu předvádějí poměrně jednoduchý způsob, jak vypočítat rychlost světla, která nezahrnuje roky pohledu do okuláru dalekohledu. Ve skutečnosti jejich přístup nepoužívá nic jiného než jednoduché kuchyňské vybavení - a čokoládu.
Ve videu hostitelé Ross Exton a Nerys Shah používají jen trochu více než mikrovlnnou troubu a čokoládovou tyčinku, aby ukázali, jak vypočítat rychlost světla. Video nedává jasně najevo, jak měření roztavených bitů na čokoládové tyčince souvisí s rychlostí světla. Ale rozebrat to trochu více vyžaduje jen podívat se na některé z jednotek použitých při jejich měření.
Hertz je fyzikální stand-in pro „cykly za sekundu“. Mikrovlnná trouba použitá ve videu produkovala světelné vlny s frekvencí 2 450 000 000 Hertzů, nebo tolik cyklů za sekundu. Jít od vrcholu k vrcholu ve vlně - v tomto případě vzdálenost mezi prvním a třetím kouskem čokolády - je jeden cyklus. Exton a Shah změřili tuto vzdálenost jako 0, 12 nebo 0, 12 metrů na cyklus. Vynásobením něčeho, co se měří v „metrech za cyklus“, něčím v „cyklech za sekundu“, získáte měření v „metrech za sekundu“. To je rychlost vlny - rychlost světla.
Trik, který dělá přístup týmu v Bristolu funguje, je, že my v moderní době již víme o světle několik důležitých věcí: že má konečnou rychlost a že tato rychlost je do značné míry konstantní. Výhodou je také to, že fyzici již vyhodili vztah mezi délkou vlny, frekvencí a rychlostí.
Když se Ole Rømer podíval na Jupitera a nejprve odvodil rychlost světla, přišel s 214 000 000 metrů za sekundu. "Toto měření, vzhledem k jeho starověku, způsobu měření a nejistotě ze 17. století v přesnosti toho, jak daleko byl Jupiter od Země, se překvapivě blíží moderní hodnotě [299 792 458] metrů za sekundu, " říká Dave Kornreich pro Cornell.
Pomocí mikrovlnné a čokoládové tyčinky dostali Exton a Shah za 294 000 000 metrů za sekundu - to není zlé pro trochu vědy o kuchyni.
