科学史-物理学编年史-22罗默推算光速

时间：公元1676年。

1644年9月25日，丹麦著名天文学家奥勒·罗默出生于丹麦第二大城市奥胡斯。他就是第一个用天文方法测定光速的人。

1638年，伽利略提出了利用测量声速的方法测量光速的实验：两个人分别站在相距约1.6公里的两个山头，每个人手里拿着一盏灯，利用记录两边灯光开启关闭时间的方法来测量光速。这种方法并不能测定光速，光走完1.6公里大约只需要5.3微秒，远远小于当时的钟表能够准确计量的时间，甚至小于人类的反应速度。

但是，测量光速的序幕既然已经拉开，自然不会因为这点小挫折就草草散场，根据伽利略的假设，想要测量出光速，实验只有朝这两个方向继续努力：要么增加测量的距离，要么就需要用到更加精密的仪器，而一位来自丹麦的天文学家在几十年后为这个测量光速的实验找到了最佳的场地--宇宙。

1676年，当时于巴黎天文台就职的罗默利用测量实验得出了光速的大概数值。那时他在巴黎天文台总监，著名天文学家卡西尼手下工作，内容之一是通过观测木星卫星的掩食情况来进行经度的计算。

木卫一是伽利略于1610年1月发现的木星四颗卫星中最靠内的一颗。当木卫一围绕木星运转时，它的轨道会穿过木星的阴影，天文学术语称之为食。从地球上观测的话，看起来就像木卫一会在固定的时间消失和出现。木卫一绕木星运行一周需要42.5小时，但罗默发现，随着一年中时间的不同，木卫一有时会出现得稍晚，有时会出现得略早。罗默的天才就在于，他意识到这个误差，并非来自木卫一绕木星运转的轨道，而来自地球绕太阳运转的轨道。他注意到地球和木星相互远离的时期总是对应于较长的食间隔，相反，当地球和木星靠得更近的时候，总是伴随着食间隔的减少。于是罗默推断，光并不是瞬间传播的，而是在空间中以有限的速度传播。

他苦思冥想，得出恰当的方法，就是利用木星卫星消失和出现的理论值相比之差，算出光从木星抵达地球所需要的时间，再结合太阳与地球的距离（在当时尚且未知）计算出地球与木星的距离，从而估算出光速的数值。

1676年，罗默告知巴黎科学院，预期11月9日上午5点25分45秒发生的木卫食将推迟10分钟。巴黎皇家天文台的天文学家们对此虽然深表怀疑，但仍然对木卫食作了仔细的观测，观测结果完全证实了罗默预言的正确。11月22日他又向科学院详细地解释了他的理论，认为这种变更是由于光从木星到达地球需要时间，而这时间的长短决定于木星和地球在它们各自的轨道上所处的位置。

此后不久，惠更斯根据罗默的计算方法和地球的直径第一次计算出光速，约为214，390公里/秒；布拉德雷在接受罗默的理论之后，用光行差的方法测量出光速约为301，000公里/秒。

现在，我们知道光速是299792458米/秒，虽然罗默计算得到的结果与这个数字有一定差距。不过最重要的倒不是在于他们得出的数值是多少，而是他在普遍相信光速无限的时代证明了光速是有限的，即使是光也需要时间才能到达目的地。只是由于光速实在是太快了，所以我们在日常生活中很难注意到这一点，只有在天文学的尺度上，才能注意到这些变化。

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