Idade Média: a primeira medição da velocidade da luz

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

Como costuma ser o caso na ciência, seu cálculo era um subproduto de outras ações que faziam muito mais sentido prático. Fim da Idade Média, navios europeus navegam pelos oceanos em busca de novas terras e rotas comerciais. As ilhas recém-descobertas precisam ser mapeadas, e para isso é importante saber mais ou menos exatamente onde elas estão. Houve problemas perceptíveis com isso.

As coordenadas geográficas são dois valores numéricos - latitude e longitude. Com a latitude, tudo é relativamente simples: você precisa medir a altura acima do horizonte de alguma estrela conhecida. No hemisfério norte, provavelmente será a Estrela do Norte, no Sul - uma das estrelas do Cruzeiro do Sul. Durante o dia, a latitude pode ser determinada pelo Sol, mas o erro é significativamente maior - a luminária é bastante grande, é difícil segui-la devido ao seu brilho e os limites de seu disco visível são borrados sob a influência de a atmosfera da terra. No entanto, esta é uma tarefa relativamente simples.

Que horas são

A longitude é muito mais complexa. A Terra gira em seu eixo, e você pode descobrir onde estamos, sabendo a hora exata neste ponto e a hora em algum lugar, cuja longitude conhecemos. Na literatura, costumam escrever-se "meridiano primo", isto, em geral, correto, já que estamos falando da mesma coisa. Se com a hora local tudo é bastante simples, com o meridiano zero é muito mais complicado.

Não havia relógio capaz de mostrar a hora exata do lugar de onde foram tirados na era das grandes descobertas geográficas. Naquela época, um movimento de relógio equipado com o ponteiro dos minutos era considerado uma técnica de alta precisão. Os primeiros cronômetros adequados para determinar a longitude surgiram em meados do século XVIII e, antes disso, os marinheiros precisavam passar sem eles.

O método mais antigo teoricamente elaborado era o método da distância lunar, proposto pelo matemático alemão Johann Werner em 1514. Foi baseado no fato de que a Lua está se movendo rapidamente no céu noturno e, medindo com um dispositivo especial - uma haste transversal - seu deslocamento em relação a algumas estrelas conhecidas, você pode definir a hora. A implementação prática do método de Werner revelou-se muito difícil e não desempenhou um papel perceptível na navegação.

Em 1610, Galileo Galilei descobriu as quatro maiores luas de Júpiter. Este foi um importante evento científico - dentro das capacidades da então astronomia observacional, mais um, além da Terra, foi encontrado um corpo celeste, em torno do qual giravam seus próprios satélites. Mas o mais importante para os contemporâneos é que o movimento desses satélites pode ser simultânea e igualmente observado de todos os pontos da Terra, onde Júpiter é visível naquele momento.

Galileo Galilei

Já em 1612, Galileu se propôs a determinar a hora exata e, portanto, a longitude, pelo movimento de Io, um dos quatro satélites de Júpiter. Tem muitas características notáveis que Galileu, é claro, não conhecia, mas, o mais importante, é relativamente fácil de observar. Descobrindo quando ele entrou na sombra do planeta, foi possível estabelecer com precisão a hora. Mas as primeiras tentativas de compilar tabelas de eclipses de Io (e de outros satélites galileanos) revelaram que esse tempo foi alterado de forma incompreensível para a ciência da época. As razões permaneceram obscuras por três quartos de século.

Filho do comerciante

Ole Christensen Rømer nasceu em uma família de comerciantes dinamarqueses em 1644. As informações sobre sua juventude são fragmentadas - ele não deu à luz, e a fama pessoal virá a ele muito mais tarde. Sabe-se que ele se formou na Universidade de Copenhagen e, aparentemente, era notável por seu intelecto. Em 1671, Roemer mudou-se para Paris, tornou-se funcionário da Cassini e logo foi eleito para a Academia de Ciências - então esse grupo de pessoas eruditas era menos elitista do que mais tarde.

Ole Roemer

No final do século, ele voltou para a Dinamarca, continuou a ser um astrônomo praticante e morreu lá em 1710. Mas tudo isso virá mais tarde.

É finito

E em 1676, ele propôs descomplicados, para os tempos modernos, cálculos que imortalizaram seu nome. O cerne da questão é simples. Júpiter está cerca de cinco vezes mais distante do Sol do que a Terra. Ele dá uma volta ao redor do Sol em cerca de 12 anos terrestres (estamos arredondando os números para simplificar). Isso significa que em meio ano, a distância de Júpiter à Terra mudará em cerca de um terço. E isso corresponde mais ou menos à diferença observada nos tempos de eclipse dos satélites galileanos.

Io hoje

Agora é muito fácil entendermos a lógica desse raciocínio, mas no século XVII era costume pensar que a velocidade da luz é infinita. Mas Roemer sugeriu que não é assim. Pelos seus cálculos, a velocidade da luz era igual a cerca de 220 mil quilômetros por segundo, um quarto menor do que o valor estabelecido hoje. Mas para o século 17 não foi ruim, pelo menos.

Então, acontece que nem tudo é tão simples, e depois de dois séculos, Laplace levará em consideração a influência gravitacional dos satélites uns sobre os outros, mas esta é uma história completamente diferente.

A ideia de Roemer não desempenhou um papel significativo nas descobertas geográficas. Observar as luas de Júpiter através de um telescópio instalado a bordo da nave era, devido ao rolamento, quase impossível. E em meados do século 18, foram desenvolvidos os primeiros cronômetros, adequados para determinar a longitude.