Tényleg, hogyan? Hogyan mérjük a legnagyobb sebességet Világegyetem szerény, földi körülményeink között? Többé nem kell ezen törnünk az agyunkat – elvégre több évszázadon keresztül oly sokan dolgoztak ezen a témán, és dolgoztak ki módszereket a fénysebesség mérésére. Kezdjük sorban a történetet.

Fény sebessége– az elektromágneses hullámok terjedési sebessége vákuumban. Latin betűvel jelöljük c. A fény sebessége körülbelül 300 000 000 m/s.

Eleinte senki sem gondolt a fénysebesség mérésének kérdésére. Van fény – ez nagyszerű. Aztán az ókorban a tudományfilozófusok körében az volt az uralkodó vélemény, hogy a fénysebesség végtelen, azaz pillanatnyi. Aztán megtörtént Középkorú Az inkvizícióval, amikor a gondolkodó és haladó emberek fő kérdése az volt: „Hogyan kerüljük el, hogy tűzbe akadjon?” És csak korszakokban ReneszánszÉs Felvilágosodás A tudósok véleménye megsokszorozódott, és természetesen megosztottak.

Így, Descartes, KeplerÉs Farm ugyanazon a véleményen voltak, mint az ókor tudósai. De úgy vélte, hogy a fénysebesség véges, bár nagyon nagy. Valójában ő végezte el a fénysebesség első mérését. Pontosabban megtette az első kísérletet a mérésére.

Galilei kísérlete

Tapasztalat Galileo Galilei zseniális volt a maga egyszerűségében. A tudós kísérletet végzett a fénysebesség mérésére, egyszerű rögtönzött eszközökkel felvértezve. Egymástól nagy és jól ismert távolságban, különböző dombokon Galilei és asszisztense állt égő lámpásokkal. Egyikük kinyitotta a lámpán lévő redőnyt, a másiknak pedig ugyanezt kellett tennie, amikor meglátta az első lámpás fényét. A távolság és az idő ismeretében (a késés, amíg az asszisztens kinyitja a lámpát) a Galileo arra számított, hogy kiszámítja a fénysebességet. Sajnos a kísérlet sikeréhez Galileinak és asszisztensének olyan dombokat kellett választania, amelyek több millió kilométerre voltak egymástól. Szeretném emlékeztetni Önöket, hogy a honlapon található jelentkezési lap kitöltésével megteheti.

Roemer és Bradley kísérletei

Az első sikeres és meglepően pontos kísérlet a fénysebesség meghatározására egy dán csillagászé volt Olaf Roemer. Roemer a csillagászati ​​módszert használta a fénysebesség mérésére. 1676-ban egy távcsövön keresztül megfigyelte a Jupiter Io műholdját, és felfedezte, hogy a műhold fogyatkozási ideje megváltozik, ahogy a Föld távolodik a Jupitertől. A maximális késleltetési idő 22 perc volt. Kiszámítva, hogy a Föld a Jupitertől a Föld pálya átmérőjének megfelelő távolságra távolodik, Roemer elosztotta az átmérő hozzávetőleges értékét a késleltetési idővel, és 214 000 kilométer/s értéket kapott. Természetesen egy ilyen számítás nagyon durva volt, a bolygók közötti távolságokat csak hozzávetőlegesen ismerték, de az eredmény viszonylag közelinek bizonyult az igazsághoz.

Bradley tapasztalata. 1728-ban James Bradley megbecsülte a fénysebességet a csillagok aberrációjának megfigyelésével. Abberáció egy csillag látszólagos helyzetében bekövetkezett változás, amelyet a Föld mozgása okoz pályáján. A Föld sebességének ismeretében és az aberrációs szög mérésével Bradley 301 000 kilométer/s értéket kapott.

Fizeau tapasztalata

Az akkori tudományos világ bizalmatlanul reagált Roemer és Bradley kísérletének eredményére. Azonban Bradley eredménye volt a legpontosabb több mint száz éven át, egészen 1849-ig. Abban az évben egy francia tudós Armand Fizeau forgó redőny módszerrel mérte a fény sebességét, égitestek megfigyelése nélkül, de itt a Földön. Valójában ez volt az első laboratóriumi módszer a fénysebesség mérésére a Galileo óta. Az alábbiakban a laboratóriumi beállítás diagramja látható.

A tükörről visszaverődő fény áthaladt a kerék fogain, és egy másik, 8,6 kilométerre lévő tükörről verődött vissza. A kerék sebességét addig növelték, amíg a fény láthatóvá nem vált a következő résben. Fizeau számításai 313 000 kilométer/másodperces eredményt adtak. Egy évvel később egy forgó tükörrel végzett hasonló kísérletet Leon Foucault, aki másodpercenként 298 000 kilométeres eredményt ért el.

A maserek és lézerek megjelenésével új lehetőségek és módok nyíltak az emberek előtt a fénysebesség mérésére, és az elmélet fejlődése lehetővé tette a fénysebesség közvetett, közvetlen mérések nélküli kiszámítását is.

A fénysebesség legpontosabb értéke

Az emberiség hatalmas tapasztalattal rendelkezik a fénysebesség mérésében. Ma a fénysebesség legpontosabb értékének azt tartják 299 792 458 méter másodpercenként 1983-ban érkezett. Érdekesség, hogy a fénysebesség további pontosabb mérése a mérési hibák miatt lehetetlennek bizonyult méter. Jelenleg a méter értéke a fénysebességhez van kötve, és egyenlő azzal a távolsággal, amelyet a fény 1/299 792 458 másodperc alatt tesz meg.

Végül, mint mindig, javasoljuk, hogy nézzen meg egy oktatóvideót. Barátaim, még ha olyan feladattal is szembesülnek, mint a fénysebesség önálló mérése rögtönzött eszközökkel, nyugodtan fordulhatnak szerzőinkhez segítségért. Jelentkezést a Levelező Hallgató honlapján lehet kitölteni. Kellemes és könnyed tanulást kívánunk!

Jóval azelőtt, hogy a tudósok megmérték a fénysebességet, keményen kellett dolgozniuk, hogy meghatározzák a „fény” fogalmát. Arisztotelész az elsők között gondolt erre, aki a fényt egyfajta, a térben terjedő mozgékony anyagnak tekintette. Ókori római kollégája és követője, Lucretius Carus ragaszkodott a fény atomi szerkezetéhez.

A 17. századra a fény természetének két fő elmélete alakult ki - a korpuszkuláris és a hullám. Newton egyike volt az elsőnek. Véleménye szerint minden fényforrás apró részecskéket bocsát ki. A „repülés” során fényes vonalakat - sugarakat - alkotnak. Ellenfele, a holland tudós, Christiaan Huygens ragaszkodott ahhoz, hogy a fény egyfajta hullámmozgás.

Évszázados viták eredményeként a tudósok konszenzusra jutottak: mindkét elméletnek joga van az élethez, a fény pedig az elektromágneses hullámok szemmel látható spektruma.

Egy kis történelem. Hogyan mérték a fénysebességet

A legtöbb ókori tudós meg volt győződve arról, hogy a fény sebessége végtelen. Galilei és Hooke kutatási eredményei azonban lehetővé tették szélsőséges természetét, amit a 17. században egyértelműen megerősített a kiváló dán csillagász és matematikus, Olaf Roemer.

Első méréseit Io, a Jupiter műholdjának fogyatkozásainak megfigyelésével végezte, abban az időben, amikor a Jupiter és a Föld a Naphoz képest ellentétes oldalon helyezkedett el. Roemer feljegyezte, hogy ahogy a Föld a Jupitertől a Föld pályájának átmérőjével megegyező távolságra távolodott, a késleltetési idő megváltozott. A maximális érték 22 perc volt. A számítások eredményeként 220 000 km/s sebességet kapott.

50 évvel később, 1728-ban az aberráció felfedezésének köszönhetően J. Bradley angol csillagász 308 000 km/s-ra „finomította” ezt a számot. Később François Argot és Leon Foucault francia asztrofizikusok mérték meg a fénysebességet, 298 000 km/s-os teljesítményt kapva. Még pontosabb mérési technikát javasolt az interferométer megalkotója, a híres amerikai fizikus, Albert Michelson.

Michelson kísérlete a fénysebesség meghatározására

A kísérletek 1924-től 1927-ig tartottak, és 5 megfigyeléssorozatból álltak. A kísérlet lényege a következő volt. Egy fényforrást, egy tükröt és egy forgó nyolcszögletű prizmát szereltek fel a Mount Wilsonra Los Angeles környékén, majd 35 km-rel később a Mount San Antonio-n egy fényvisszaverő tükröt. Először a fény egy lencsén és egy résen keresztül egy nagy sebességű rotorral forgó prizmát talált el (528 rps sebességgel).

A kísérletekben résztvevők úgy tudták beállítani a forgási sebességet, hogy a fényforrás képe jól látható legyen a szemlencsében. Mivel a csúcsok távolsága és a forgási frekvencia ismert volt, Michelson meghatározta a fénysebességet - 299 796 km/sec.

A tudósok végül a 20. század második felében döntöttek a fénysebesség mellett, amikor masereket és lézereket hoztak létre, amelyeket a sugárzási frekvencia legmagasabb stabilitása jellemez. A 70-es évek elejére a mérési hiba 1 km/s-ra csökkent. Ennek eredményeként az 1975-ben megtartott XV. Általános Súly- és Mértékkonferencia ajánlása alapján úgy döntöttek, hogy feltételezzük, hogy a fény sebessége vákuumban jelenleg 299792,458 km/sec.

Elérhető-e számunkra a fénysebesség?

Nyilvánvaló, hogy az Univerzum távoli sarkainak feltárása elképzelhetetlen óriási sebességgel repülő űrhajók nélkül. Lehetőleg fénysebességgel. De lehetséges ez?

A fénysebesség akadálya a relativitáselmélet egyik következménye. Tudniillik a sebesség növeléséhez több energiára van szükség. A fénysebesség gyakorlatilag végtelen energiát igényelne.

Sajnos a fizika törvényei kategorikusan ellenzik ezt. 300 000 km/s-os űrhajó sebességnél a felé repülő részecskék, például a hidrogénatomok, 10 000 sievert/sec-nek megfelelő erős sugárzás halálos forrásává válnak. Ez körülbelül ugyanaz, mint a Nagy Hadronütköztetőben lenni.

A Johns Hopkins Egyetem tudósai szerint a természetben nincs megfelelő védelem az ilyen szörnyű kozmikus sugárzás ellen. A hajó megsemmisítését a csillagközi por hatásaiból származó erózió teszi teljessé.

A fénysebesség másik problémája az idődilatáció. Az öregség sokkal hosszabb lesz. A látómező is torzul, aminek következtében a hajó pályája úgy halad át, mintha egy alagútban lenne, aminek végén a legénység egy csillogó villanást lát. A hajó mögött teljes sötétség lesz.

Tehát a közeljövőben az emberiségnek a fénysebesség 10%-ára kell korlátoznia sebességi „étvágyát”. Ez azt jelenti, hogy körülbelül 40 évbe telik elrepülni a Földhöz legközelebbi csillaghoz, a Proxima Centaurihoz (4,22 fényév).

1) A fénysebességet először Roemer dán tudós mérte meg 1676-ban csillagászati ​​módszerrel. Időzítette azt az időt, amikor a Jupiter legnagyobb holdja, az Io ennek a hatalmas bolygónak az árnyékában volt.

Roemer abban a pillanatban végzett méréseket, amikor bolygónk a legközelebb volt a Jupiterhez, és abban a pillanatban, amikor csillagászati ​​szempontból kicsit távolabb voltunk a Jupitertől. Az első esetben a járványok közötti intervallum 48 óra 28 perc volt. A második esetben a műhold 22 percet késett. Ebből arra a következtetésre jutottak, hogy a fénynek 22 percre volt szüksége ahhoz, hogy az előző megfigyeléstől a jelenlegi megfigyelésig megtegye a távolságot. Így bebizonyosodott a véges fénysebesség elmélete, és a sebessége hozzávetőlegesen 299 800 km/s volt.

2) A laboratóriumi módszer lehetővé teszi a fénysebesség kis távolságban és nagy pontosságú meghatározását. Az első laboratóriumi kísérleteket Foucault, majd Fizeau végezte.

Tudósok és kísérleteik

A fény sebességét először 1676-ban O. K. Roemer határozta meg a Jupiter műholdak fogyatkozásai közötti időintervallumok változásából. 1728-ban J. Bradley állapította meg a csillagfény aberrációjával kapcsolatos megfigyelései alapján. 1849-ben A.I.L. Fizeau mérte meg először a fény sebességét, ameddig a fény egy pontosan ismert távolságot (bázist) tesz meg, mivel a levegő törésmutatója nagyon kevéssé különbözik az 1-től, a földi mérések nagyon értéket adnak. közel a sebességhez.

Fizeau tapasztalata

A Fizeau-kísérlet egy kísérlet a fény sebességének meghatározására mozgó közegekben (testekben), amelyet Louis Fizeau végzett 1851-ben. A kísérlet bemutatja a sebességek relativisztikus összeadásának hatását. Fizeau nevéhez fűződik a fénysebesség laboratóriumi meghatározásának első kísérlete is.

Fizeau kísérletében az S fényforrásból származó fénysugarat, amelyet egy áttetsző tükör 3 visszavert, időnként megszakított egy forgó fogazott tárcsa 2, áthaladt a 4-1 alapon (kb. 8 km), majd az 1. tükörről visszaverődött. a lemezre. Amikor a fény a fogat érte, nem érte el a megfigyelőt, és a fogak közötti résbe eső fényt a 4. okuláron keresztül lehetett megfigyelni. a bázison való utazást határozták meg. Fizeau c = 313300 km/s értéket kapott.

Foucault tapasztalata

1862-ben J. B. L. Foucault megvalósította D. Argo 1838-ban kifejtett gondolatát, egy gyorsan forgó tükröt (512 fordulat/másodperc) használt fogazott tárcsa helyett. A tükörről visszaverődő fénysugár az alapra irányult, majd visszatéréskor ismét ugyanarra a tükörre esett, amelynek volt ideje egy bizonyos kis szögben elfordulni. Foucault mindössze 20 m-es bázissal megállapította, hogy a fény sebessége 298 000 500 km/s. A Fizeau és Foucault módszerek sémáit és alapötleteit többször is felhasználták a fénysebesség meghatározására vonatkozó későbbi munkákban.

Fénysebesség meghatározása forgótükör módszerrel (Foucault módszer): S – fényforrás; R – gyorsan forgó tükör; C egy rögzített homorú tükör, amelynek középpontja egybeesik az R forgástengellyel (tehát a C által visszavert fény mindig R-re esik vissza); M – áttetsző tükör; L – lencse; E – okulár; RC – pontosan mért távolság (bázis). A szaggatott vonal mutatja az R pozíciót, amely megváltozott, amíg a fény az RC útvonalon és visszafelé halad, valamint a sugárnyaláb fordított útját az L lencsén keresztül, amely a visszavert sugarat az S' pontban gyűjti össze, és nem S pont, mint az R álló tükör esetében. A fénysebesség az SS' elmozdulás mérésével állapítható meg.

Az A. Michelson által 1926-ban kapott c = 299796 4 km/s érték volt akkor a legpontosabb, és bekerült a nemzetközi fizikai mennyiségek táblázataiba. fénysebességű optikai szál

A fénysebesség 19. századi mérései nagy szerepet játszottak a fizikában, tovább erősítve a fény hullámelméletét. Foucault 1850-ben végzett összehasonlítása az azonos frekvenciájú fénysebesség levegőben és vízben azt mutatta, hogy a víz sebessége u = c/n(n), ahogy azt a hullámelmélet jósolja. Az optika és az elektromágnesesség elmélete között is létrejött az összefüggés: a mért fénysebesség egybeesett az elektromágneses hullámok sebességével, amelyet az elektromágneses és az elektrosztatikus elektromos töltési egységek arányából számítottak ki.

A fénysebesség korszerű mérése korszerűsített Fizeau-módszert alkalmaz, a fogaskereket interferenciára vagy más fénymodulátorra cserélve, amely teljesen megszakítja vagy csillapítja a fénysugarat. A sugárzás vevő egy fotocella vagy fotoelektromos sokszorozó. A lézer fényforrásként, stabilizált frekvenciájú ultrahang modulátor és az alaphossz mérési pontosságának növelése csökkenti a mérési hibákat és c = 299792,5 0,15 km/s értéket kap. A fénysebességnek egy ismert bázis áthaladási idejére alapozott közvetlen mérése mellett széles körben alkalmaznak indirekt módszereket, amelyek nagyobb pontosságot biztosítanak.

A „c” érték legpontosabb mérése nemcsak általános elméleti szempontból és más fizikai mennyiségek értékeinek meghatározásához rendkívül fontos, hanem gyakorlati célokra is. Nekik különösen. Rádió- vagy fényjelek átviteli idejének távolságának meghatározására vonatkozik radar-, optikai távolság-, fénytávolság- és más hasonló méréseknél.

Fénytartomány

A fénytávmérő egy geodéziai eszköz, amely lehetővé teszi több tíz (néha több száz) kilométeres távolságok nagy pontosságú (akár több milliméteres) mérését. Például egy távolságmérő több centiméteres pontossággal méri a Föld és a Hold közötti távolságot.

A lézeres távolságmérő egy olyan eszköz, amely lézersugár segítségével méri a távolságokat.

A fénysebességet először 1676-ban Ole Roemer határozta meg a Jupiter Io műholdjának fogyatkozásai közötti időintervallumok változásai alapján.

A fény jelenségével először a 9. osztályban ismerkedtünk meg. A 11.-ben elkezdjük megvizsgálni a legérdekesebb anyagot arról, hogy mi a fénysebesség.
Kiderült, hogy e jelenség felfedezésének története nem kevésbé érdekes, mint maga a jelenség.

A gyorsan fejlődő kereskedelem szükségletei és a navigáció növekvő jelentősége arra késztette a Francia Tudományos Akadémiát, hogy megkezdje a földrajzi térképek finomítását, ami különösen a földrajzi hosszúság meghatározásának megbízhatóbb módját igényelte. Ole Roemert, egy fiatal dán csillagászt meghívták az új párizsi csillagvizsgálóba.

A tudósok azt javasolták, hogy egy minden nap ugyanabban az órában megfigyelhető égi jelenséget használják a párizsi idő és a hajó fedélzetén töltött idő meghatározására. Ebből a jelenségből a navigátor vagy a földrajztudós felismerhette a párizsi időt. Ilyen, a tengeren vagy a szárazföldön bármely helyről látható jelenség a Jupiter négy nagy holdja közül az egyik napfogyatkozása, amelyet Galilei fedezett fel 1609-ben.

Az Io műhold elhaladt a bolygó előtt, majd az árnyékába merült, és eltűnt a látókörből. Aztán újra megjelent, mint egy villogó lámpa. A két járvány között 42 óra 28 perc telt el. Ugyanezek a hat hónappal későbbi mérések azt mutatták, hogy a műhold késett, és 22 perccel később bújt elő az árnyékból az Io keringési periódusának ismerete alapján kiszámítható időpillanathoz képest. A sebességnek pontatlan az eredménye a késleltetési idő helytelen meghatározása miatt.

1849-ben Armand Hippolyte Louis Fizeau francia fizikus laboratóriumi kísérletet végzett a fénysebesség mérésére. A Fizeau telepítési paraméterei a következők. A fényforrás és a tükör Fizeau apjának Párizs melletti házában, a tükör 2 pedig Montmartre-ban volt. A tükrök távolsága 8,66 km volt, a keréken 720 fog volt. Egy leszálló súly által hajtott óraszerkezet hatására forgott. Fordulatszámmérő és kronométer segítségével Fizeau megállapította, hogy az első áramszünet 12,6 rps keréksebességnél következett be.

A forrásból származó fény áthaladt a forgó kerék fogain, és a tükörről visszaverődően ismét visszatért a fogaskerékhez. Tegyük fel, hogy a fogaskerék foga és hornya azonos szélességű, és a keréken lévő horony helyét a szomszédos fog foglalja el. Ekkor a fog elzárja a fényt, és az okulár sötét lesz. Fizeau forgózáros módszerrel 3.14.105 km/s fénysebességet kapott.

1879 tavaszán a New York Times így számolt be: „Amerika tudományos horizontján egy fényes új csillag jelent meg, a haditengerészet fiatal hadnagya, az Annapolisi Tengerészeti Akadémián végzett Albert Michelson, aki még nincs 27 éves. éves, kiemelkedő sikereket ért el az optika területén: megmérte a fénysebességet! Figyelemre méltó, hogy az akadémián végzett záróvizsgái alkalmával Albertnek egy kérdést tettek fel a fénysebesség mérésével kapcsolatban. Ki gondolta volna, hogy rövid időn belül maga Michelson is a fénysebesség métereként vonul be a fizika történetébe.

Michelson előtt csak keveseknek (mind francia volt) sikerült földi eszközökkel megmérniük. És az amerikai kontinensen előtte még senki sem kísérelte meg ezt a nehéz kísérletet.

A Michelson-installáció két, 35,4 km-es távolságra elválasztott hegycsúcson található. A tükör egy nyolcszögletű acélprizma volt a kaliforniai San Antonio-hegyen, maga az installáció pedig a Mount Wilsonon volt. A prizmáról való visszaverődés után a fénysugár egy tükörrendszerbe ütközött, amely visszafordította azt. Ahhoz, hogy a sugár elérje a megfigyelő szemét, a forgó prizmának legalább 1/8 fordulatnyi időt kell hagynia elfordulni, amíg a fény oda-vissza halad.

Michelson így írt: „Az a tény, hogy a fénysebesség az emberi képzelet számára hozzáférhetetlen kategória, másrészt rendkívüli pontossággal mérhető, meghatározását az egyik leglenyűgözőbb problémává teszi, amellyel egy kutató szembesülhet.
A fénysebesség legpontosabb mérését 1972-ben K. Evenson amerikai tudós és munkatársai szerezték meg. A lézermérés frekvenciájának és hullámhosszának független mérései eredményeként 299792456,2 ± 0,2 m/s értéket kaptak.

1983-ban azonban a Mérték- és Súlyközgyűlés ülésén elfogadták a mérő új definícióját (ez a fény által vákuumban megtett út hossza 1/299 792 458 másodpercben), ahonnan ebből az következik, hogy a fény sebessége vákuumban abszolút pontosan egyenlő c = 299 792 458 m/s.

1676 - Ole Roemer - csillagászati ​​módszer
s=2,22,108 m/s

1849 - Louis Fizeau - laboratóriumi módszer
s=3,12,108 m/s

1879 Albert Michelson - laboratóriumi módszer
C=3 001,108 m/s

1983. évi Súly- és Mértékadó Közgyűlés
s=299792458 m/s

A fény sebessége vákuumban „pontosan 299 792 458 méter másodpercenként”. Ma már pontosan meg tudjuk nevezni ezt az adatot, mert a fény sebessége vákuumban univerzális állandó, amelyet lézerrel mértek.

Ha az eszköz kísérletben való használatáról van szó, nehéz vitatkozni az eredményekkel. Ami azt illeti, hogy miért ilyen egész számban mérik a fénysebességet, nem meglepő: a méter hosszát a következő állandóval határozzuk meg: „A fény által vákuumban 1 időintervallumban megtett út hossza. /299 792 458 másodperc.”

Pár száz éve úgy döntöttek, vagy legalábbis feltételezték, hogy a fénysebességnek nincs határa, pedig valójában egyszerűen nagyon nagy. Ha a válasz eldönti, hogy ő lesz-e Justin Bieber barátnője, egy modern tinédzser így válaszolna erre a kérdésre: "A fénysebesség valamivel lassabb, mint a világegyetem leggyorsabb lénye."

A fénysebesség végtelenségének kérdésével először Empedoklész filozófus foglalkozott az ie V. században. Egy évszázaddal később Arisztotelész nem ért egyet Empedoklész kijelentésével, és a vita több mint 2000 évig folytatódott.

Issac Backman holland tudós volt az első ismert tudós, aki 1629-ben valódi kísérlettel állt elő a fény sebességének vizsgálatára. A lézer feltalálásától távol eső évszázadban élő Backman rájött, hogy a kísérlet alapja bármilyen eredetű robbanás kell, hogy legyen, ezért kísérletei során robbanó lőport használt.

Backman tükröket helyezett el a robbanástól különböző távolságokra, és később megkérdezte a figyelő embereket, hogy látnak-e különbséget az egyes tükrökben visszaverődő fényvillanások érzékelésében. Ahogy sejteni lehetett, a kísérlet „nem volt meggyőző”. Egy hasonló, híresebb kísérletet, de robbanás nélkül, Galileo Galilei csak egy évtizeddel később, 1638-ban hajtott végre, vagy legalábbis feltalált. Galilei, akárcsak Backman, gyanította, hogy a fénysebesség nem végtelen, és egyes műveiben utalt a kísérlet folytatására, de zseblámpák közreműködésével. Kísérletében (ha valaha is csinált ilyet!) két lámpát helyezett el egymástól mérföldre, és megpróbálta megnézni, van-e késés. A kísérlet eredménye sem volt meggyőző. Galilei csak azt tudta sugallni, hogy ha a fény nem végtelen, akkor túl gyors, és az ilyen kis léptékű kísérletek kudarcra vannak ítélve.

Ez egészen addig folytatódott, amíg a dán csillagász, Olaf Roemer komoly kísérleteket nem kezdett a fénysebességgel. Galilei lámpás dombkísérletei Roemer kísérleteihez képest középiskolai tudományos projektnek tűntek. Elhatározta, hogy a kísérletet a világűrben kell végrehajtani. Így figyelmét a bolygók megfigyelésére összpontosította, és 1676. augusztus 22-én ismertette újító nézeteit.

A Jupiter egyik holdjának tanulmányozása során Roemer észrevette, hogy a fogyatkozások közötti idő az év során változik (attól függően, hogy a Jupiter a Föld felé vagy attól távolodik). Ez érdekelte, Roemer gondosan feljegyezte az általa megfigyelt hold (Io) megjelenési idejét, és összehasonlította azokat az időket azokkal az időkkel, amikor általában várható lenne. Egy idő után Roemer észrevette, hogy ahogy a Föld távolabb került a Jupitertől, amikor a Nap körül kering, az idő, amikor Io látómezőbe került, még jobban elmarad a korábban a feljegyzésekben szereplő időponttól. Roemer (helyesen) elmélete szerint ez azért van, mert a fénynek hosszabb ideig tart a Földtől a Jupiterig terjedő távolság megtétele, mivel maga a távolság növekszik.

Sajnos számításai elvesztek az 1728-as koppenhágai tűzvészben, de felfedezéséről nagy mennyiségű információval rendelkezünk kortársai történeteiből, valamint más tudósok beszámolóiból, akik Roemer számításait alkalmazták munkáik során. Ezek lényege az, hogy a Föld átmérőjével és a Jupiter pályájával kapcsolatos számos számítás révén Roemer arra a következtetésre jutott, hogy a fénynek körülbelül 22 percre van szüksége ahhoz, hogy a Föld Nap körüli pályájának átmérőjével megegyező távolságot tegyen meg. Christiaan Huygens később átváltoztatja ezeket a számításokat érthetőbb számadatokká, megmutatva, hogy Roemer becslése szerint a fény körülbelül 220 000 kilométert tesz meg másodpercenként. Ez az adat még mindig sokban különbözik a modern adatoktól, de hamarosan visszatérünk rájuk.

Amikor Roemer egyetemi kollégái aggodalmukat fejezték ki elméletével kapcsolatban, ő nyugodtan közölte velük, hogy az 1676. november 9-i napfogyatkozás 10 perccel később következik be. Amikor ez megtörtént, a kételkedők elképedtek, mert az égitest megerősítette elméletét.

Roemer kollégái rendkívül elcsodálkoztak a számításain, hiszen még ma is meglepően pontosnak tartják a fénysebességre vonatkozó becslését, tekintve, hogy 300 évvel a lézerek és az internet feltalálása előtt készült. Bár a 80 000 kilométer túl lassú, a tudomány és a technika akkori állapotát figyelembe véve az eredmény valóban lenyűgöző. Ráadásul Roemer csak a saját sejtéseire támaszkodott.

Ami még meglepőbb, hogy a túl alacsony sebesség oka nem Roemer számításaiban keresendő, hanem abban, hogy számításainak elvégzésekor még nem voltak pontos adatok a Föld és a Jupiter pályájáról. Ez azt jelenti, hogy a tudós csak azért hibázott, mert más tudósok nem voltak olyan okosak, mint ő. Tehát ha a meglévő modern adatokat beleveszi az általa végzett eredeti számításokba, akkor a fénysebesség-számítások helyesek.

Bár a számítások technikailag hibásak voltak, és James Bradley 1729-ben pontosabb definíciót talált a fénysebességre, Roemer az első emberként vonult be a történelembe, aki bebizonyította, hogy a fénysebesség meghatározható. Ezt úgy tette, hogy megfigyelte a Földtől mintegy 780 millió kilométerre található óriási gáznemű golyó mozgását.