Vraiment, comment ? Comment mesurer la vitesse la plus élevée Univers dans nos modestes conditions terrestres ? Nous n'avons plus besoin de nous creuser la tête à ce sujet - après tout, pendant plusieurs siècles, de nombreuses personnes ont travaillé sur cette question, développant des méthodes de mesure de la vitesse de la lumière. Commençons l'histoire dans l'ordre.

Vitesse de la lumière– vitesse de propagation des ondes électromagnétiques dans le vide. Il est désigné par la lettre latine c. La vitesse de la lumière est d'environ 300 000 000 m/s.

Au début, personne n’avait pensé à la question de la mesure de la vitesse de la lumière. Il y a de la lumière, c'est génial. Puis, à l’époque de l’Antiquité, l’opinion dominante parmi les philosophes scientifiques était que la vitesse de la lumière est infinie, c’est-à-dire instantanée. Puis c'est arrivé Moyen-âge avec l’Inquisition, lorsque la question principale des penseurs et des progressistes était « Comment éviter d’être pris dans l’incendie ? Et seulement à des époques Renaissance Et Éclaircissement Les avis des scientifiques se multiplièrent et, bien entendu, furent partagés.

Donc, Descartes, Kepler Et Fermeétaient du même avis que les scientifiques de l’Antiquité. Mais il pensait que la vitesse de la lumière était limitée, bien que très élevée. En fait, il a réalisé la première mesure de la vitesse de la lumière. Plus précisément, il a fait la première tentative de la mesurer.

L'expérience de Galilée

Expérience Galiléeétait brillant dans sa simplicité. Le scientifique a mené une expérience pour mesurer la vitesse de la lumière, armé de moyens simples et improvisés. À une distance grande et bien connue l'un de l'autre, sur des collines différentes, Galilée et son assistant se tenaient avec des lanternes allumées. L'un d'eux ouvrit le volet de la lanterne, et le second dut faire de même lorsqu'il aperçut la lumière de la première lanterne. Connaissant la distance et le temps (le délai avant que l'assistant ouvre la lanterne), Galilée s'attendait à calculer la vitesse de la lumière. Malheureusement, pour que cette expérience réussisse, Galilée et son assistant ont dû choisir des collines distantes de plusieurs millions de kilomètres. Je tiens à vous rappeler que vous pouvez le faire en remplissant une demande sur le site Internet.

Expériences Roemer et Bradley

La première expérience réussie et étonnamment précise pour déterminer la vitesse de la lumière fut celle d'un astronome danois. Olaf Römer. Roemer a utilisé la méthode astronomique pour mesurer la vitesse de la lumière. En 1676, il observa le satellite de Jupiter Io à travers un télescope et découvrit que l'heure de l'éclipse du satellite change à mesure que la Terre s'éloigne de Jupiter. Le délai maximum était de 22 minutes. En calculant que la Terre s'éloigne de Jupiter à une distance égale au diamètre de l'orbite terrestre, Römer a divisé la valeur approximative du diamètre par le temps de retard et a obtenu une valeur de 214 000 kilomètres par seconde. Bien sûr, un tel calcul était très approximatif, les distances entre les planètes n'étaient connues qu'approximativement, mais le résultat s'est avéré relativement proche de la vérité.

L'expérience de Bradley. En 1728 James Bradley estimé la vitesse de la lumière en observant l'aberration des étoiles. Aberration est un changement dans la position apparente d'une étoile provoqué par le mouvement de la terre sur son orbite. Connaissant la vitesse de la Terre et mesurant l'angle d'aberration, Bradley a obtenu une valeur de 301 000 kilomètres par seconde.

L'expérience de Fizeau

Le monde scientifique de l’époque réagit avec méfiance au résultat de l’expérience de Roemer et Bradley. Cependant, le résultat de Bradley était le plus précis depuis plus de cent ans, jusqu'en 1849. Cette année-là, un scientifique français Armand Fizeau mesuré la vitesse de la lumière grâce à la méthode de l'obturateur rotatif, sans observer les corps célestes, mais ici sur Terre. En fait, il s’agissait de la première méthode de laboratoire permettant de mesurer la vitesse de la lumière depuis Galilée. Vous trouverez ci-dessous un schéma de la configuration de son laboratoire.

La lumière réfléchie par le miroir passait à travers les dents de la roue et était réfléchie par un autre miroir situé à 8,6 kilomètres. La vitesse de la roue a été augmentée jusqu'à ce que la lumière devienne visible dans l'espace suivant. Les calculs de Fizeau ont donné un résultat de 313 000 kilomètres par seconde. Un an plus tard, une expérience similaire avec un miroir tournant fut réalisée par Léon Foucault, qui obtint un résultat de 298 000 kilomètres par seconde.

Avec l'avènement des masers et des lasers, les gens disposent de nouvelles opportunités et moyens de mesurer la vitesse de la lumière, et le développement de la théorie a également permis de calculer la vitesse de la lumière indirectement, sans effectuer de mesures directes.

La valeur la plus précise de la vitesse de la lumière

L'humanité a accumulé une vaste expérience dans la mesure de la vitesse de la lumière. Aujourd’hui, la valeur la plus précise de la vitesse de la lumière est considérée comme 299 792 458 mètres par seconde, reçu en 1983. Il est intéressant de noter qu'une mesure plus précise de la vitesse de la lumière s'est avérée impossible en raison d'erreurs de mesure. mètres. Actuellement, la valeur d'un mètre est liée à la vitesse de la lumière et est égale à la distance parcourue par la lumière en 1/299 792 458 de seconde.

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Bien avant que les scientifiques ne mesurent la vitesse de la lumière, ils ont dû travailler dur pour définir le concept même de « lumière ». Aristote fut l'un des premiers à y réfléchir, qui considérait la lumière comme une sorte de substance mobile se propageant dans l'espace. Son ancien collègue et disciple romain Lucretius Carus a insisté sur la structure atomique de la lumière.

Au XVIIe siècle, deux théories principales sur la nature de la lumière s'étaient formées : la théorie corpusculaire et la théorie ondulatoire. Newton était l'un des partisans du premier. Selon lui, toutes les sources lumineuses émettent de minuscules particules. Pendant le « vol », ils forment des lignes lumineuses – des rayons. Son adversaire, le scientifique néerlandais Christiaan Huygens, a insisté sur le fait que la lumière est une sorte de mouvement ondulatoire.

À la suite de conflits séculaires, les scientifiques sont parvenus à un consensus : les deux théories ont droit à la vie et la lumière est un spectre d'ondes électromagnétiques visible à l'œil nu.

Un peu d'histoire. Comment la vitesse de la lumière a été mesurée

La plupart des scientifiques anciens étaient convaincus que la vitesse de la lumière est infinie. Cependant, les résultats des recherches de Galilée et Hooke ont permis de reconnaître son caractère extrême, ce qui a été clairement confirmé au XVIIe siècle par l'éminent astronome et mathématicien danois Olaf Roemer.

Il a effectué ses premières mesures en observant les éclipses de Io, le satellite de Jupiter, à une époque où Jupiter et la Terre étaient situées sur des côtés opposés par rapport au Soleil. Roemer a enregistré que lorsque la Terre s'éloignait de Jupiter d'une distance égale au diamètre de l'orbite terrestre, le temps de retard changeait. La valeur maximale était de 22 minutes. À la suite de calculs, il a obtenu une vitesse de 220 000 km/sec.

50 ans plus tard, en 1728, grâce à la découverte de l'aberration, l'astronome anglais J. Bradley « affine » ce chiffre à 308 000 km/sec. Plus tard, la vitesse de la lumière a été mesurée par les astrophysiciens français François Argot et Léon Foucault, obtenant une vitesse de 298 000 km/sec. Une technique de mesure encore plus précise a été proposée par le créateur de l'interféromètre, le célèbre physicien américain Albert Michelson.

L'expérience de Michelson pour déterminer la vitesse de la lumière

Les expériences ont duré de 1924 à 1927 et consistaient en 5 séries d'observations. L'essence de l'expérience était la suivante. Une source lumineuse, un miroir et un prisme octogonal rotatif ont été installés sur le mont Wilson, à proximité de Los Angeles, et un miroir réfléchissant a été installé 35 km plus tard sur le mont San Antonio. Tout d'abord, la lumière traversant une lentille et une fente a frappé un prisme tournant avec un rotor à grande vitesse (à une vitesse de 528 rps).

Les participants aux expériences pouvaient ajuster la vitesse de rotation afin que l'image de la source lumineuse soit clairement visible dans l'oculaire. Puisque la distance entre les sommets et la fréquence de rotation étaient connues, Michelson a déterminé la vitesse de la lumière - 299 796 km/s.

Les scientifiques ont finalement décidé de la vitesse de la lumière dans la seconde moitié du XXe siècle, lorsque ont été créés les masers et les lasers, caractérisés par la plus grande stabilité de la fréquence de rayonnement. Au début des années 70, l’erreur de mesure était tombée à 1 km/s. En conséquence, sur recommandation de la XVe Conférence générale des poids et mesures, tenue en 1975, il a été décidé de supposer que la vitesse de la lumière dans le vide est désormais égale à 299792,458 km/s.

La vitesse de la lumière est-elle réalisable pour nous ?

De toute évidence, l’exploration des recoins les plus reculés de l’Univers est impensable sans des vaisseaux spatiaux volant à une vitesse fulgurante. De préférence à la vitesse de la lumière. Mais est-ce possible ?

La vitesse de la barrière lumineuse est une des conséquences de la théorie de la relativité. Comme vous le savez, augmenter la vitesse nécessite une énergie croissante. La vitesse de la lumière nécessiterait une énergie pratiquement infinie.

Hélas, les lois de la physique s’y opposent catégoriquement. À une vitesse du vaisseau spatial de 300 000 km/sec, les particules volant vers lui, par exemple les atomes d'hydrogène, se transforment en une source mortelle de rayonnement puissant égal à 10 000 sieverts/sec. C’est à peu près la même chose que d’être à l’intérieur du Grand collisionneur de hadrons.

Selon des scientifiques de l’Université Johns Hopkins, il n’existe pas dans la nature de protection adéquate contre un rayonnement cosmique aussi monstrueux. La destruction du navire sera complétée par l'érosion due aux effets de la poussière interstellaire.

Un autre problème lié à la vitesse de la lumière est la dilatation du temps. La vieillesse deviendra beaucoup plus longue. Le champ visuel sera également déformé, ce qui fera que la trajectoire du navire se déroulera comme à l'intérieur d'un tunnel, au bout duquel l'équipage verra un éclair brillant. Derrière le navire, il y aura une obscurité totale.

Ainsi, dans un futur proche, l’humanité devra limiter sa vitesse « appétits » à 10 % de la vitesse de la lumière. Cela signifie qu'il faudra environ 40 ans pour voler jusqu'à l'étoile la plus proche de la Terre, Proxima Centauri (4,22 années-lumière).

1) La vitesse de la lumière a été mesurée pour la première fois par le scientifique danois Roemer en 1676 à l'aide de la méthode astronomique. Il a chronométré le temps pendant lequel la plus grande des lunes de Jupiter, Io, se trouvait dans l'ombre de cette immense planète.

Roemer a pris des mesures au moment où notre planète était la plus proche de Jupiter, et au moment où nous étions un peu plus éloignés de Jupiter en termes astronomiques. Dans le premier cas, l’intervalle entre les foyers était de 48 heures et 28 minutes. Dans le deuxième cas, le satellite avait 22 minutes de retard. De là, il a été conclu que la lumière avait besoin de 22 minutes pour parcourir la distance entre l’observation précédente et l’observation actuelle. Ainsi, la théorie de la vitesse finie de la lumière a été prouvée, et sa vitesse a été calculée approximativement à 299 800 km/s ;

2) La méthode de laboratoire permet de déterminer la vitesse de la lumière à courte distance et avec une grande précision. Les premières expériences en laboratoire ont été réalisées par Foucault, puis par Fizeau.

Les scientifiques et leurs expériences

La vitesse de la lumière a été déterminée pour la première fois en 1676 par O. K. Roemer à partir du changement des intervalles de temps entre les éclipses des satellites de Jupiter. En 1728, il fut établi par J. Bradley, sur la base de ses observations de l'aberration de la lumière des étoiles. En 1849, A.I.L. Fizeau fut le premier à mesurer la vitesse de la lumière par le temps qu'elle met pour parcourir une distance (base) précisément connue, puisque l'indice de réfraction de l'air diffère très peu de 1, les mesures au sol donnent une valeur très proche de la vitesse.

L'expérience de Fizeau

L'expérience Fizeau est une expérience visant à déterminer la vitesse de la lumière dans des milieux en mouvement (corps), réalisée en 1851 par Louis Fizeau. L'expérience démontre l'effet de l'addition relativiste des vitesses. Le nom de Fizeau est également associé à la première expérience de détermination en laboratoire de la vitesse de la lumière.

Dans l'expérience de Fizeau, un faisceau de lumière provenant d'une source lumineuse S, réfléchi par un miroir translucide 3, était périodiquement interrompu par un disque denté en rotation 2, traversait la base 4-1 (environ 8 km) et, réfléchi par le miroir 1, revenait sur le disque. Lorsque la lumière frappait la dent, elle n'atteignait pas l'observateur et la lumière tombant dans l'espace entre les dents pouvait être observée à travers l'oculaire 4. Sur la base des vitesses de rotation connues du disque, le temps qu'il a fallu à la lumière pour atteindre le voyage à travers la base a été déterminé. Fizeau a obtenu la valeur c = 313300 km/s.

L'expérience de Foucault

En 1862, J. B. L. Foucault met en œuvre l'idée exprimée en 1838 par D. Argo, utilisant un miroir tournant rapidement (512 tours par seconde) au lieu d'un disque denté. Réfléchi par le miroir, un faisceau de lumière était dirigé vers la base et, à son retour, tombait à nouveau sur le même miroir, qui avait le temps de tourner d'un certain petit angle. Avec une base de seulement 20 m, Foucault a découvert que la vitesse de la lumière est de 298 000 500 km/s. Les schémas et les idées de base des méthodes Fizeau et Foucault ont été utilisés à plusieurs reprises dans des travaux ultérieurs sur la détermination de la vitesse de la lumière.

Détermination de la vitesse de la lumière par la méthode du miroir tournant (méthode Foucault) : S – source lumineuse ; R – miroir à rotation rapide ; C est un miroir concave fixe dont le centre coïncide avec l'axe de rotation R (donc la lumière réfléchie par C retombe toujours sur R) ; M – miroir translucide ; L – lentille ; E – oculaire ; RC – distance mesurée avec précision (base). La ligne pointillée montre la position R, qui a changé pendant le temps où la lumière parcourt le trajet RC et retour, et le trajet inverse du faisceau de rayons à travers la lentille L, qui collecte le faisceau réfléchi au point S', et non au point S'. point S, comme ce serait le cas avec un miroir stationnaire R. La vitesse de la lumière est établie en mesurant le déplacement SS'.

La valeur c = 299796 4 km/s obtenue par A. Michelson en 1926 était alors la plus précise et figurait dans les tableaux internationaux des grandeurs physiques. fibre optique à vitesse lumineuse

Les mesures de la vitesse de la lumière au XIXe siècle ont joué un rôle majeur en physique, confirmant encore davantage la théorie ondulatoire de la lumière. La comparaison de Foucault en 1850 de la vitesse de la lumière de même fréquence dans l'air et dans l'eau a montré que la vitesse dans l'eau est u = c/n(n), comme le prédit la théorie des vagues. Un lien entre l'optique et la théorie de l'électromagnétisme a également été établi : la vitesse mesurée de la lumière coïncidait avec la vitesse des ondes électromagnétiques, calculée à partir du rapport des unités électromagnétiques et électrostatiques de charge électrique.

Les mesures modernes de la vitesse de la lumière utilisent une méthode Fizeau modernisée, remplaçant la roue dentée par une interférence ou un autre modulateur de lumière qui interrompt ou atténue complètement le faisceau lumineux. Le récepteur de rayonnement est une cellule photoélectrique ou un multiplicateur photoélectrique. L'utilisation d'un laser comme source de lumière, d'un modulateur ultrasonique avec une fréquence stabilisée et l'augmentation de la précision de mesure de la longueur de base réduiront les erreurs de mesure et obtiendront une valeur de c = 299792,5 · 0,15 km/s. En plus des mesures directes de la vitesse de la lumière basées sur le temps de passage d'une base connue, des méthodes indirectes sont largement utilisées, offrant une plus grande précision.

La mesure la plus précise de la valeur «c» est extrêmement importante non seulement en termes théoriques généraux et pour déterminer les valeurs d'autres grandeurs physiques, mais également à des fins pratiques. A eux, en particulier. Fait référence à la détermination des distances pendant le temps de transit des signaux radio ou lumineux dans les mesures radar, de télémétrie optique, de télémétrie lumineuse et autres mesures similaires.

Portée de la lumière

Un télémètre lumineux est un appareil géodésique qui permet de mesurer des distances de dizaines (parfois centaines) de kilomètres avec une grande précision (jusqu'à plusieurs millimètres). Par exemple, un télémètre mesure la distance entre la Terre et la Lune avec une précision de plusieurs centimètres.

Le télémètre laser est un appareil permettant de mesurer des distances à l'aide d'un faisceau laser.

La vitesse de la lumière a été déterminée pour la première fois en 1676 par Ole Roemer à partir des changements dans les intervalles de temps entre les éclipses du satellite de Jupiter, Io.

Nous avons découvert le phénomène de la lumière pour la première fois en 9e année. Au 11ème, nous commençons à considérer le matériel le plus intéressant sur la vitesse de la lumière.
Il s'avère que l'histoire de la découverte de ce phénomène n'est pas moins intéressante que le phénomène lui-même.

Les besoins du commerce, qui se développait rapidement, et l'importance croissante de la navigation ont incité l'Académie française des sciences à commencer à affiner les cartes géographiques, ce qui nécessitait notamment un moyen plus fiable de déterminer la longitude géographique. Ole Roemer, un jeune astronome danois, a été invité à travailler au nouvel observatoire de Paris.

Des scientifiques ont proposé d'utiliser un phénomène céleste observé chaque jour à la même heure pour déterminer l'heure de Paris et l'heure à bord du navire. A partir de ce phénomène, un navigateur ou un géographe pourrait reconnaître l'heure de Paris. Un tel phénomène, visible depuis n'importe quel endroit sur mer ou sur terre, est l'éclipse de l'une des quatre grandes lunes de Jupiter, découverte par Galilée en 1609.

Le satellite Io est passé devant la planète, puis a plongé dans son ombre et a disparu de la vue. Puis il réapparut comme une lampe clignotante. L'intervalle de temps entre les deux foyers était de 42 heures 28 minutes. Les mêmes mesures prises six mois plus tard ont montré que le satellite était en retard, sortant de l'ombre 22 minutes plus tard par rapport au moment qui pouvait être calculé sur la base de la connaissance de la période orbitale d'Io. La vitesse a un résultat inexact en raison d'une détermination incorrecte du temps de retard.

En 1849, le physicien français Armand Hippolyte Louis Fizeau mena une expérience en laboratoire pour mesurer la vitesse de la lumière. Les paramètres d'installation de Fizeau sont les suivants. La source lumineuse et le miroir se trouvaient dans la maison du père de Fizeau près de Paris, et le miroir 2 était situé à Montmartre. La distance entre les rétroviseurs était de 8,66 km, la roue avait 720 dents. Il tournait sous l’action d’un mécanisme d’horlogerie entraîné par une masse descendante. À l'aide d'un compte-tours et d'un chronomètre, Fizeau a constaté que la première panne s'est produite à une vitesse de roue de 12,6 tr/s.

La lumière de la source traversait les dents de la roue en rotation et, réfléchie par le miroir, revenait à la roue dentée. Supposons que la dent et la fente de la roue dentée aient la même largeur et que la place de la fente sur la roue soit prise par la dent adjacente. La lumière sera alors bloquée par la dent et l’oculaire deviendra sombre. Grâce à la méthode de l'obturateur rotatif, Fizeau a obtenu la vitesse de la lumière : 3,14,105 km/s.

Au printemps 1879, le New York Times rapportait : « Une nouvelle étoile brillante est apparue sur l'horizon scientifique de l'Amérique. Lieutenant subalterne du service naval, diplômé de l'Académie navale d'Annapolis, Albert Michelson, qui n'a pas encore 27 ans. ans, a obtenu un succès remarquable dans le domaine de l'optique : il a mesuré la vitesse de la lumière ! Il est à noter que lors de ses examens finaux à l'académie, Albert s'est vu poser une question sur la mesure de la vitesse de la lumière. Qui aurait pu imaginer que dans peu de temps Michelson lui-même entrerait dans l'histoire de la physique comme un mètre de la vitesse de la lumière.

Avant Michelson, seuls quelques-uns (tous français) parvenaient à la mesurer avec des moyens terrestres. Et sur le continent américain, personne avant lui n’avait tenté de réaliser cette difficile expérience.

L'installation Michelson était située sur deux sommets montagneux séparés par une distance de 35,4 km. Le miroir était un prisme octogonal en acier situé sur le mont San Antonio en Californie, et l'installation elle-même était située sur le mont Wilson. Après réflexion par le prisme, le faisceau lumineux heurte un système de miroirs qui le renvoie. Pour que le faisceau atteigne l’œil de l’observateur, le prisme rotatif doit avoir le temps de tourner au moins 1/8 de tour pendant le temps de déplacement de la lumière.

Michelson a écrit : « Le fait que la vitesse de la lumière soit une catégorie inaccessible à l’imagination humaine, et qu’en revanche elle puisse être mesurée avec une précision extraordinaire, fait de sa définition l’un des problèmes les plus fascinants auxquels un chercheur puisse être confronté.
La mesure la plus précise de la vitesse de la lumière a été obtenue en 1972 par le scientifique américain K. Evenson et ses collègues. À la suite de mesures indépendantes de la fréquence et de la longueur d’onde du laser, ils ont obtenu une valeur de 299792456,2 ± 0,2 m/s.

Cependant, en 1983, lors d'une réunion de l'Assemblée générale des poids et mesures, une nouvelle définition du mètre fut adoptée (il s'agit de la longueur du trajet parcouru par la lumière dans le vide en 1/299 792 458 de seconde), à ​​partir de laquelle il s'ensuit que la vitesse de la lumière dans le vide est absolument exactement égale à c = 299 792 458 m/s.

1676 - Ole Roemer - méthode astronomique
s = 2,22,108 m/s

1849 - Louis Fizeau - méthode laboratoire
s= 3.12.108m/s

1879 Albert Michelson - méthode de laboratoire
C = 3 001,108 m/s

1983 Réunion de l'Assemblée générale des poids et mesures
s=299792458 m/s

La vitesse de la lumière dans le vide est « exactement de 299 792 458 mètres par seconde ». Aujourd’hui, nous pouvons nommer ce chiffre avec précision car la vitesse de la lumière dans le vide est une constante universelle mesurée à l’aide d’un laser.

Lorsqu’il s’agit d’utiliser cet outil dans une expérience, il est difficile de contester les résultats. Quant à savoir pourquoi la vitesse de la lumière est mesurée dans un tel nombre entier, ce n'est pas surprenant : la longueur d'un mètre est déterminée à l'aide de la constante suivante : « La longueur du trajet parcouru par la lumière dans le vide dans un intervalle de temps de 1 /299 792 458 de seconde.

Il y a quelques centaines d’années, il a été décidé, ou du moins supposé, que la vitesse de la lumière n’avait pas de limite, alors qu’en réalité elle est tout simplement très élevée. Si la réponse déterminait si elle deviendrait la petite amie de Justin Bieber, une adolescente moderne répondrait à cette question par : "La vitesse de la lumière est légèrement plus lente que la chose la plus rapide de l'univers."

Le premier à aborder la question de l’infinité de la vitesse de la lumière fut le philosophe Empédocle au Ve siècle avant JC. Un autre siècle plus tard, Aristote ne sera pas d'accord avec la déclaration d'Empédocle, et le conflit se poursuivra pendant plus de 2 000 ans.

Le scientifique néerlandais Issac Backman a été le premier scientifique connu à proposer une véritable expérience pour tester si la lumière avait une certaine vitesse, en 1629. Vivant à un siècle loin de l'invention du laser, Backman s'est rendu compte que la base de l'expérience devait être une explosion de toute origine, c'est pourquoi dans ses expériences il a utilisé de la poudre à canon détonante.

Backman a placé des miroirs à différentes distances de l'explosion et a ensuite demandé aux personnes qui regardaient si elles avaient vu une différence dans la perception du flash de lumière réfléchi dans chacun des miroirs. Comme vous pouvez le deviner, l’expérience n’a pas été concluante. Une expérience similaire, plus célèbre, mais sans recours à une explosion, aurait pu être réalisée, ou du moins inventée, par Galileo Galilei seulement une décennie plus tard, en 1638. Galilée, comme Backman, soupçonnait que la vitesse de la lumière n'était pas infinie et, dans certaines de ses œuvres, il faisait référence à la poursuite de l'expérience, mais avec la participation de lampes de poche. Dans son expérience (s'il en a déjà fait une !), il a placé deux lumières distantes d'un kilomètre et demi et a essayé de voir s'il y avait un retard. Le résultat de l’expérience n’a pas non plus été concluant. La seule chose que Galilée pouvait suggérer était que si la lumière n’était pas infinie, elle était trop rapide et que les expériences menées à si petite échelle étaient vouées à l’échec.

Cela a continué jusqu'à ce que l'astronome danois Olaf Roemer commence de sérieuses expériences sur la vitesse de la lumière. Les expériences de Galilée sur la colline des lanternes ressemblaient à un projet scientifique de lycée comparé aux expériences de Roemer. Il a déterminé que l’expérience devait être menée dans l’espace. Ainsi, il concentra son attention sur l'observation des planètes et présenta ses vues innovantes le 22 août 1676.

En particulier, en étudiant l'une des lunes de Jupiter, Roemer a remarqué que le temps entre les éclipses varie tout au long de l'année (selon que Jupiter se rapproche ou s'éloigne de la Terre). Intéressé par cela, Roemer a pris des notes minutieuses sur les moments où la lune qu'il observait, Io, était apparue, et a comparé ces moments avec les moments où on s'y attendait normalement. Après un certain temps, Roemer remarqua que, tout comme la Terre s'éloignait de Jupiter à mesure qu'elle tournait autour du Soleil, le moment où Io apparaissait était encore plus en retard par rapport au temps précédemment noté dans les enregistrements. Roemer a (à juste titre) théorisé que cela était dû au fait que la lumière met plus de temps à parcourir la distance entre la Terre et Jupiter à mesure que la distance elle-même augmente.

Malheureusement, ses calculs ont été perdus dans l'incendie de Copenhague en 1728, mais nous disposons d'une grande quantité d'informations sur sa découverte provenant des récits de ses contemporains, ainsi que des rapports d'autres scientifiques qui ont utilisé les calculs de Roemer dans leurs travaux. L'essentiel est que grâce à de nombreux calculs liés au diamètre de la Terre et à l'orbite de Jupiter, Roemer a pu conclure que la lumière mettrait environ 22 minutes pour parcourir une distance égale au diamètre de l'orbite terrestre autour du Soleil. Christiaan Huygens convertit plus tard ces calculs en chiffres plus compréhensibles, montrant que Roemer estime que la lumière parcourt environ 220 000 kilomètres par seconde. Ce chiffre est encore très différent des données modernes, mais nous y reviendrons prochainement.

Lorsque les collègues universitaires de Roemer exprimèrent leurs inquiétudes quant à sa théorie, il leur dit calmement que l'éclipse du 9 novembre 1676 se produirait 10 minutes plus tard. Lorsque cela s'est produit, les sceptiques ont été étonnés, car le corps céleste a confirmé sa théorie.

Les collègues de Roemer ont été extrêmement étonnés par ses calculs, car aujourd'hui encore, son estimation de la vitesse de la lumière est considérée comme étonnamment précise, étant donné qu'elle a été réalisée 300 ans avant l'invention des lasers et d'Internet. Bien que parcourir 80 000 kilomètres soit trop lent, compte tenu de l’état de la science et de la technologie de l’époque, le résultat est vraiment impressionnant. De plus, Roemer ne s'est appuyé que sur ses propres suppositions.

Ce qui est encore plus surprenant, c'est que la raison de la vitesse trop faible n'était pas dans les calculs de Roemer, mais dans le fait qu'il n'existait pas de données précises sur les orbites de la Terre et de Jupiter au moment où il effectuait ses calculs. Cela signifie que le scientifique a commis une erreur uniquement parce que d’autres scientifiques n’étaient pas aussi intelligents que lui. Donc, si vous mettez les données modernes existantes dans les calculs originaux qu’il a effectués, les calculs de vitesse de la lumière sont corrects.

Bien que les calculs soient techniquement incorrects et que James Bradley ait trouvé une définition plus précise de la vitesse de la lumière en 1729, Roemer est entré dans l'histoire comme la première personne à prouver que la vitesse de la lumière pouvait être déterminée. Il l'a fait en observant le mouvement d'une boule gazeuse géante située à une distance d'environ 780 millions de kilomètres de la Terre.