Velocitat de la llum

 

Edu3.cat

 

Després del Sol, de la Lluna i de Venus, Júpiter és l’astre més lluminós del firmament. Gràcies a Júpiter, precisament, sabem millor com és la llum.

Júpiter és un planeta gegant: té una massa que és més del doble de la massa de tots els altres planetes del sistema solar junts. És un planeta gasós amb un nucli central sòlid relativament petit.

Amb uns binocles es poden veure els quatre satèl·lits principals de Júpiter. Tret d’Europa, els altres satèl·lits -Ió, Ganimedes i Cal·listo- són més grans que la nostra Lluna. Giren a l’entorn de Júpiter relativament de pressa. Ió tarda 43 hores a recórrer la seva òrbita. El més lent, Cal·listo, hi triga 16 dies i mig.

Júpiter projecta una àmplia ombra a l’espai. A cada volta, els satèl·lits han de travessar aquesta ombra i, per tant, s’eclipsen. La llum del Sol deixa d’il·luminar-los i desapareixen durant una estona.

Amb un telescopi, és fàcil de veure. Cada dia, de mitjana, es produeix un eclipsi. El fenomen es pot aprofitar per calcular el període de translació d’un satèl·lit: mesurant el temps que transcorre entre dos eclipsis seguits, i aplicant-hi una correcció que depèn del moviment de Júpiter i del de la Terra.

A finals del segle XVII, l’astrònom danès Olaus Roëmer treballava fent mesures dels moviments dels astres. Entre els objectes d’estudi de Roëmer hi havia Júpiter i els seus satèl·lits.

Roëmer va mesurar diverses vegades l’interval de temps que hi havia entre dos eclipsis consecutius d’un mateix satèl·lit de Júpiter. Però no aconseguia mai que els resultats coincidissin.

Primer ho va atribuir a errades en les mesures o a inexactituds dels rellotges. Però després va adonar-se que, quan la Terra s’allunyava de Júpiter, la diferència era més gran que quan s’hi acostava. Per tant, la causa de les diferències no era instrumental sinó natural. El mateix Roëmer va deduir-la: la llum no es propaga per l’espai instantàniament, sinó que està un cert temps a anar del satèl·lit a la Terra.

Efectivament, en les èpoques que la Terra és més a prop de Júpiter, la llum ha de recórrer menys camí. Per tant, els intervals de temps entre dos eclipsis són més curts. En canvi, quan la Terra és a la màxima distància de Júpiter, la llum triga més a arribar i els intervals entre eclipsis són més llargs.

Roëmer va estimar que la velocitat de la llum era d’uns 220 mil quilòmetres per segon.

Cinquanta anys després, l’astrònom anglès James Bradley, per un procediment diferent, va calcular que la llum viatja a 283 mil quilòmetres per segon.

Els experiments successius han anat precisant aquest valor tan significatiu.

Actualment sabem que la llum viatja a 299.729 quilòmetres i mig per segon; en números rodons, a 300 mil quilòmetres per segon. Però el descobriment va començar gràcies a la lluminosa presència de Júpiter.