‹

05. ความเร็วแสง — ดวงจันทร์ที่ล่าช้า

05. ​ความเร็ว​แสง — ​ดวงจันทร์​ที่​ล่าช้า

​นาฬิกา​บน​ท้องฟ้า​ที่​เดิน​ช้า​ลง

​ใน​ศตวรรษ​ที่ 17 ​นาฬิกา​ที่​ดี​ที่สุด​เรือน​หนึ่ง​ลอย​อยู่​บน​ฟ้า ​คือ​ดวงจันทร์​ไอ​โอ​ของ​ดาวพฤหัสบดี ​ที่​เคลื่อน​เข้าสู่​เงา​ของ​ดาวเคราะห์​ตรงเวลา​ครั้งแล้วครั้งเล่า ​แต่​ใน​ปี 1676 Ole Rømer ​ที่ทำงาน​อยู่​ที่​หอ​ดู​ดาว​ปารีส ​สังเกตเห็น​ว่า​นาฬิกา​เรือน​นี้​เดิน​ไม่​ตรง ​คราส​ไม่​ได้มา​ตามกำหนด​ตลอดทั้ง​ปี ​ช่วง​ที่​โลก​เคลื่อน​ห่าง​จาก​ดาวพฤหัสบดี ​คราส​มา​ช้า ​ช่วง​ที่​โลก​เคลื่อน​เข้าหา ​คราส​มา​เร็ว ​และ​รูปแบบ​นี้​ตาม​เรขาคณิต​ของ​วงโคจร​ทั้งสอง​พอดี

​สิ่ง​ที่ Rømer ​ตีพิมพ์​คือ​เวลา​ที่​แสง​ใช้​เดินทาง ​ไม่​ใช่​ความเร็ว ​และ​ข้อพิพาท​ทาง​ประวัติศาสตร์​ทั้งหมด​ที่​ตามมา​อีก​สาม​ศตวรรษ​อยู่​ที่​ความต่าง​ข้อ​นี้​เพียง​ข้อ​เดียว ​คำอธิบาย​ของ​เขา​คือ​แสง​ต้อง​ใช้เวลา​ข้าม​อวกาศ ​ความล่าช้า​จึง​วัด​ระยะทาง​ส่วนเกิน​ที่​แสง​ต้อง​เดินทาง​เพิ่ม ​เขา​ประกาศ​ว่า​แสง​ใช้เวลา​ราว 22 ​นาที​ใน​การข้าม​เส้นผ่านศูนย์กลาง​วงโคจร​โลก ​แล้ว​ใช้​ค่า​นี้​ทำนาย​ว่า​คราส​ครั้งหนึ่ง​จะ​มา​ช้า ​และ​มัน​ก็​มา​ช้า​จริง ​คำทำนาย​ที่​พิสูจน์​ต่อหน้า​สาธารณะ​นั่นเอง​ที่​ทำให้​ข้อโต้แย้ง​นี้​ยืน​อยู่​ได้

​ความเร็ว​ที่​เขา​ไม่​เคย​ระบุ

​จะ​แปลง​ตัวเลข​ของ​เขา​เป็นความ​เร็ว​ได้ ​ต้อง​รู้​เส้นผ่านศูนย์กลาง​วงโคจร​โลก​ก่อน ​และ​ใน​ปี 1676 ​ยัง​ไม่​มี​ใคร​รู้​ค่า​นั้น​แน่ชัด Christiaan Huygens ​เป็น​คน​แปลง​ค่า​นั้น​ใน​ปี 1690 ​ตัวเลข​ที่​ตำราเรียน​มัก​ยก​ให้ Rømer ​จึง​เป็น​เลขคณิต​ของ Huygens ​ส่วนหนึ่ง ​และ​เป็นการ​เดา​ขนาด​ระบบสุริยะ​แบบ​ศตวรรษ​ที่ 17 ​อีก​ส่วนหนึ่ง ​ไม่​ใช่​ของ Rømer ​ล้วนๆ ​อย่าง​ที่​เล่า​กัน

​การวัด​บน​พื้นโลก​มาถึง​กับ Hippolyte Fizeau ​ใน​ปี 1849 ​เขา​ส่ง​ลำแสง​ลอดช่อง​ฟันเฟือง​ที่​กำลัง​หมุน​ไป​ยัง​กระจก​ที่อยู่​ไกล​ออก​ไป​แล้ว​สะท้อน​กลับ ​แล้ว​ปรับ​ความเร็ว​การหมุน​จน​ลำแสง​ที่​กลับมา​ถูก​ฟัน​ซี่​ถัดไป​บัง​พอดี Albert Michelson ​ใช้เวลา​หลาย​ทศวรรษ​ขัดเกลา​วิธี​กระจก​หมุน​ที่​ใช้​หลักการ​เดียวกัน​นี้​ต่อเนื่อง​เข้าสู่​ศตวรรษ​ที่ 20 ​งาน​ทั้งสอง​ชุด​ทำ​สิ่ง​เดียวกัน ​วัด​ความเร็ว​ให้​แม่น​ขึ้น​ทีละขั้น ​จน​ใน​ปี 1983 ​กระบวนการ​นี้​จบ​ลง ​เมตร​ถูก​นิยาม​ใหม่​โดย​ตรึง​ความเร็ว​แสง​ไว้​ที่ 299,792,458 ​เมตร​ต่อ​วินาที​พอดี

​เมื่อ​การวัด​กลาย​มา​เป็น​นิยาม

​เมื่อ​รู้​ค่า​ปริมาณ​หนึ่ง​ได้ดี​กว่า​หน่วย​ที่​ใช้​บอก​ค่า​นั้น ​การวัด​มัน​ให้​แม่น​ขึ้น​ก็​หมด​ความหมาย ​ทุกวันนี้​ความเร็ว​แสง​เป็น​ค่า​แน่นอน​โดย​ข้อกำหนด ​และ​การทดลอง​ที่​ดีขึ้น​ทุกครั้ง​ในอนาคต​จะ​ไป​ขัดเกลา​นิยาม​ของ​เมตร​แทน ​การก​ลับ​ด้าน​นี้ ​ค่าคงที่​ถูก​ตรึง ​ส่วน​หน่วย​เป็น​ฝ่าย​ลอย ​คือ​รูปแบบ​ที่​บท​ท้ายๆ ​ของ​หนังสือ​เล่ม​นี้​สร้าง​ขึ้น​บน​นั้น ​และ​ปี 1983 ​คือ​จุด​ที่​มัน​เริ่มต้น

​ตัวอย่าง: ​เถียง​กัน​เรื่อง​ความยาว​ของ​ไม้เมตร​มีประโยชน์​อยู่ ​จนถึง​วันที่​ไม้เมตร​อันนั้น​กลายเป็น​ตัว​นิยาม​หนึ่ง​เมตร ณ ​จุด​นั้น​สิ่ง​ที่​เถียง​กัน​อยู่​คือ​ไม้บรรทัด​ของ​คุณ​เอง

​คำตัดสิน. Rømer ​พิสูจน์​ว่า​แสง​มี​ความเร็ว​จำกัด ​และ​วัด​เวลา​ที่​แสง​ใช้​ข้าม​วงโคจร​โลก ​ส่วน​ความเร็ว​ที่​ยก​ให้​เป็น​ของ​เขา​นั้น​ต้อง​อาศัย Huygens ​และ​ค่า​เส้นผ่านศูนย์กลาง​วงโคจร​ที่​ยัง​รู้​ไม่​ดี ​และ​ตั้งแต่​ปี 1983 ​ตัวเลข​นี้​เป็น​นิยาม ​ไม่​ใช่​ผล​การวัด

​จะ​พลิก​คำตัดสิน​ได้​เมื่อ: ​มี​ต้นฉบับ​ที่​แสดงว่า Rømer ​ระบุ​ค่า​ความเร็ว​ใน​หน่วย​ของ​เขา​เอง ​ซึ่ง​จะ​คืน​เครดิต​ตามตำรา​เรียน​ให้​เขา

​แหล่ง​อ้างอิง. 2026 · "Rømer's determination of the speed of light" — Wikipedia · 2009 · "Ole Rømer and the Speed of Light," Optics & Photonics News — Optica

บทถัดไป · 6 / 1206. จำนวนอะตอมเท่าไร — การพิสูจน์ว่าสสารมีความเป็นเม็ดเล็ก ๆ
Size
Page
Font

How Big How Far How Old

❦
101. กล่องข้อมูล — ทุกตัวเลขล้วนมีคนคนแรกที่เป็นผู้ค้นพบ202. ขนาดของโลก — เงาและก้าวย่าง303. เมตร — ข้อผิดพลาดที่ซ่อนอยู่ในมาตรฐาน404. น้ำหนักของโลก — คาเวนดิชในโรงเก็บของ505. ความเร็วแสง — ดวงจันทร์ที่ล่าช้า606. จำนวนอะตอมเท่าไร — การพิสูจน์ว่าสสารมีความเป็นเม็ดเล็ก ๆ707. อายุของโลก — ผู้ที่กำจัดสารตะกั่วออกไปเช่นกัน808. บันไดระยะทาง — ขั้นของ Leavitt และรอยร้าวในนั้น909. อุณหภูมิของท้องฟ้า — สัญญาณรบกวนที่ยังคงอยู่1010. ความยาวของหนึ่งวินาที — ตัวเลขที่เรารู้จักกันดีที่สุด1111. วัตถุต้นแบบชิ้นสุดท้าย — วันที่กิโลกรัมเลิกเป็นวัตถุ1212. การอ่านกล่องข้อมูล — ขั้นตอนการดำเนินงาน