Medioevo: la prima misura della velocità della luce

2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08

Come spesso accade nella scienza, il suo calcolo era un sottoprodotto di altre azioni che avevano molto più senso pratico. Alla fine del Medioevo, le navi europee solcano gli oceani alla ricerca di nuove terre e rotte commerciali. Le isole appena scoperte devono essere mappate, e per questo è importante sapere più o meno esattamente dove si trovano. Ci sono stati problemi evidenti con questo.

Le coordinate geografiche sono due valori numerici: latitudine e longitudine. Con la latitudine, tutto è relativamente semplice: devi misurare l'altezza sopra l'orizzonte di qualche stella conosciuta. Nell'emisfero settentrionale, sarà molto probabilmente la stella polare, nel sud, una delle stelle della Croce del sud. Durante il giorno, la latitudine può essere determinata dal Sole, ma l'errore è significativamente maggiore: il luminare è piuttosto grande, è difficile seguirlo a causa della sua luminosità e i confini del suo disco visibile sono sfocati sotto l'influenza di l'atmosfera terrestre. Tuttavia, questo è un compito relativamente semplice.

Che ore sono adesso

La longitudine è molto più intricata. La Terra ruota sul suo asse e puoi scoprire dove siamo, conoscendo l'ora esatta in questo punto e l'ora in un luogo, di cui conosciamo la longitudine. In letteratura, di solito scrivono "primo meridiano", questo è, in generale, corretto, poiché stiamo parlando della stessa cosa. Se con l'ora locale tutto è abbastanza semplice, con il meridiano zero è molto più complicato.

Non esisteva un orologio in grado di indicare l'ora esatta del luogo da cui furono portati via all'epoca delle grandi scoperte geografiche. A quel tempo, un movimento dell'orologio dotato di una lancetta dei minuti era considerato una tecnica di alta precisione. I primi cronometri adatti a determinare la longitudine apparvero a metà del XVIII secolo e, prima ancora, i marinai dovettero farne a meno.

Il metodo più antico teoricamente elaborato era il metodo della distanza lunare, proposto dal matematico tedesco Johann Werner nel 1514. Si basava sul fatto che la Luna si muove piuttosto velocemente nel cielo notturno e misurando con uno speciale dispositivo - un'asta trasversale - il suo spostamento rispetto ad alcune stelle conosciute, è possibile impostare l'ora. L'implementazione pratica del metodo di Werner si è rivelata molto difficile e non ha svolto un ruolo notevole nella navigazione.

Nel 1610 Galileo Galilei scoprì le quattro lune più grandi di Giove. Questo fu un importante evento scientifico: nelle capacità dell'allora astronomia osservativa, un altro, oltre alla Terra, fu trovato un corpo celeste, attorno al quale ruotavano i propri satelliti. Ma la cosa più importante per i contemporanei era che il movimento di questi satelliti potesse essere osservato simultaneamente e allo stesso modo da tutti i punti della Terra, dove Giove è visibile in quel momento.

Galileo Galilei

Già nel 1612 Galileo propose di determinare l'ora esatta, e quindi la longitudine, mediante il movimento di Io, uno dei quattro satelliti di Giove. Ha molte caratteristiche notevoli che Galileo, ovviamente, non conosceva, ma, soprattutto, è relativamente facile da osservare. Scoprendo quando è entrato nell'ombra del pianeta, è stato possibile stabilire con precisione l'ora. Ma i primissimi tentativi di compilare tabelle di eclissi di Io (e di altri satelliti galileiani) hanno rivelato che questa volta è stata spostata in modo incomprensibile per la scienza di quell'epoca. Le ragioni rimasero oscure per tre quarti di secolo.

Il figlio del mercante

Ole Christensen Rømer nacque in una famiglia di mercanti danesi nel 1644. Le informazioni sulla sua giovinezza sono frammentarie: non ha partorito e la fama personale verrà da lui molto più tardi. È noto che si è laureato all'Università di Copenaghen e, a quanto pare, è stato notevole per il suo intelletto. Nel 1671, Roemer si trasferì a Parigi, divenne dipendente di Cassini e molto presto fu eletto all'Accademia delle scienze - quindi questa raccolta di dotti era meno elitaria che in seguito.

Ole Roemer

Verso la fine del secolo tornò in Danimarca, continuò ad esercitare la professione di astronomo e vi morì nel 1710. Ma tutto questo verrà dopo.

È finito

E nel 1676, propose calcoli semplici, per i tempi moderni, che immortalarono il suo nome. Il nocciolo della questione è semplice. Giove è circa cinque volte più lontano dal Sole della Terra. Fa una rivoluzione intorno al Sole in circa 12 anni terrestri (arrotondando i numeri per semplicità). Ciò significa che in sei mesi la distanza da Giove alla Terra cambierà di circa un terzo. E questo corrisponde più o meno alla differenza osservata nei tempi di eclissi dei satelliti galileiani.

Io oggi

Ora è molto facile per noi comprendere la logica di questo ragionamento, ma nel XVII secolo era consuetudine pensare che la velocità della luce fosse infinita. Ma Roemer ha suggerito che non è così. Secondo i suoi calcoli, la velocità della luce era pari a circa 220mila chilometri al secondo, ovvero un quarto inferiore al valore stabilito oggi. Ma almeno per il XVII secolo non era male.

Quindi si scopre che non tutto è così semplice, e dopo due secoli Laplace terrà conto dell'influenza gravitazionale dei satelliti l'uno sull'altro, ma questa è una storia completamente diversa.

L'idea di Roemer non ha giocato un ruolo significativo nelle scoperte geografiche. Osservare le lune di Giove attraverso un telescopio installato a bordo della nave era, a causa del rollio, quasi impossibile. E a metà del XVIII secolo furono sviluppati i primi cronometri, adatti a determinare la longitudine.