Die Methode, nach der Olaus
Christensen Rømer (1644-1716) die Größenordnung
der Lichtgeschwindigkeit abschätzte, wird immer noch gerne
als Beispiel genommen. Also:
Rømer glaubte bereits, dass die Lichtgeschwindigkeit
c einen endlichen konstanten Wert hat, was erst einige Jahrhunderte
später experimentell nachgewiesen wurde (Michelson/Morley
1887). Er beobachtete die Jupitermonde, im Speziellen den innersten
Mond
Io, und stellte fest, dass die Verfinsterungen des Mondes - also
wenn Io in der Schatten Jupiters tritt - Unregelmäßigkeiten
aufwießen. Mit einer Skizze tut man sich wie immer leichter:

Bei Oppositon, also wenn Jupiter der Sonne gegenübersteht,
maß Rømer die Zeiten, wann Io hinter Jupiter verschwand
bzw. wann er wieder autauchte.
Ein
halbes Jahr später (untere Skizze), als die Erde im gegenüberliegenden
Punkt ihrer Umlaufbahn stand, versuchte er die Verfinsterungszeiten
vorherzusagen, es ergab sich jedoch ein Fehler von gut 22 Minuten.
Rømer postulierte, dass die 'Fehlerquelle'
die Laufzeit des Lichtes entlang des Erdbahndurchmessers sein
musste,
weil ja jetzt die Erde um den Durchmesser ihrer Umlaufbahn weiter
entfernt stand. Jupiter hat eine Umlauftzeit von 11.87 Jahren
und
er hat sich in diesem halben Jahr etwa um 15° auf seiner Bahn
weiterbewegt.
Diese Überlegung war natürlich richtig,
das eigentliche Problem war aber, dass Rømer den genauen Erdbahndurchmesser
noch nicht kannte und diesen schätzen musste. Er nahm ihn mit
etwa 2,83 1011 [m] an, also etwas unter dem heute bekannten
Wert von ca.
2,99 1011 [m].
Die Geschwindigkeit ist ja bekanntlich Weg/Zeit,
also musste er die ihm bekannten Daten einsetzen:
Mit der Näherung L' = L+D (den Winkel lassen
wir mal großzügig beiseite) erhält man dann

Dieser Wert ist natürlich zu niedrig, in
Anbetracht des damaligen Entwicklungsstandes der Physik stimmt er
aber recht gut mit dem heutigen Wert von 2.99 108 [m/s]
überein! Rømers Methode ist zwar nicht sehr genau gewesen,
zeigte aber den Astronomen, dass bei der Analyse von Himmelsbewegungen
die Laufzeit des Lichts zu berücksichtigen ist.
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