הקביעה של קו אורך היא בעיה מעשית משמעותית בקרטוגרפיה ובתחום הניווט. פליפה השלישי, מלך ספרד הציע פרס למי שימצא שיטה שתאפשר לקבוע באיזה קו אורך נמצאת ספינה שאינה קרובה ליבשה. גליליאו הציע שיטה לקבוע את זמני היום ולפיכך גם את קווי האורך, בהתבסס על ליקויי הירחים של צדק, ולמעשה להשתמש בשיטה זו כשעון קוסמי; שיטה זו לא שופרה באופן משמעותי עד שפותחו שעונים מכניים מדויקים במאה השמונה עשרה. גליליאו הציע שיטה זו למלוכה הספרדית (1616-1617) אבל היא הוכחה כלא מעשית, בשל אי הדיוקים ברישומיו של גליליאו ובשל הקושי לצפות בליקוי מאורות על ספינה. ואולם, עם מעט ליטושים ניתן היה להשתמש בשיטה ביבשה.
לאחר שסיים לימודיו בקופנהגן, רמר הצטרף למצפה הכוכבים של אורניבורג באי השוודי ון, בקרבת קופנהגן, בשנת 1671. במהלך תקופה של מספר חודשים, ז'אן פיקרד ורמר צפו בקרוב ל-140 ליקויים בירחו של כוכב הלכת צדק, הירח איו, בזמן שבפריז צפה ג'ובאני קאסיני באותם ליקויים. על ידי השוואת זמני הליקויים, חושב ההפרש בין קו האורך של פריז לזה של אורניבורג.
קאסיני צפה בירחיו של צדק בין השנים 1666 ו-1668, ומצא אי-התאמות במדידות שלו, שהובילו למסקנה שלאור יש מהירות סופית. בשנת 1672 הגיע רמר לפריז והמשיך לצפות בירחיו של צדק כעוזרו של קאסיני. רמר הוסיף את תצפיותיו לאלה של קאסיני, והבחין בכך שהזמנים בין הליקויים (בעיקר אלה של איו) נעשו קצרים יותר ככל שכדור הארץ התקרב לצדק, וארוכים יותר ככל שכדור הארץ התרחק. קאסיני פרסם מאמר קצר באוגוסט 1675 בו הוא הצהיר:
"כפי הנראה הסטייה השנייה נגרמה מפני שלאור לקח זמן מה כדי להגיע אלינו מהירח; נראה כי לאור נדרשים בין עשר לאחת-עשרה דקות כדי לחצות מרחק המשתווה למחצית הקוטר של מסלול כדור הארץ"
באופן מוזר, קאסיני נטש את ההסבר שסיפק, ורמר אימץ אותו והחליט להוכיח את נכונותו, בעזרת מספר תצפיות שהוא ופיקרד ביצעו בין השנים 1671 ו-1677. רמר הציג את תוצאותיו בפני האקדמיה הצרפתית למדעים, והרעיון סוקר זמן קצר לאחר מכן על ידי כתב אנונימי במאמר קצר. המאמר הראה שהכתב לא הבין את דבריו של רמר, וכשהלה ניסה לכסות על אי הבנתו, הוא בלבל ושיבש את הסברו של רמר. ועם זאת, רק הדוגמאות המספריות שהופיעו במאמר היו הגיוניות: 40 הקפות של איו, הנצפות על כדור הארץ כל 42.5 שעות, כאשר כדור הארץ מתקרב לצדק, קצרות ב-22 דקות מאשר 40 הקפות של איו הנצפות כאשר כדור הארץ מתרחק מצדק. הודות לכך, רמר הסיק שהאור יעבור מרחק, אותו עובר כדור הארץ במהלך 80 הקפות של איו, ב-22 דקות. הדבר מאפשר לחשב את התוצאה שרמר הגיעה אליה בתצפיתו: היחס בין מהירות האור, לבין המהירות שבה כדור הארץ מקיף את השמש הוא 22 / 80 * 42.5 ~ 9,300. החישוב המודרני שיעשה כיום יניב תוצאה העומדת על כ-10,100.
רמר לא חישב את היחס הזה, והוא גם לא חישב את מהירות האור למעשה. אבל, רבים אחרים חישבו מהירות על סמך המידע שלו, הראשון היה כריסטיאן הויגנס; לאחר הצלבה עם נתוניו של רמר והפקת מידע נוסף, הויגנס הסיק שהאור עובר בשנייה מרחק של פי 16 ו-2/3 מקוטרו של כדור הארץ.
הוא פירש לא נכונה את הערך של 22 הדקות בתור הזמן שלוקח לאור לעבור את קוטרו מסלולו של כדור הארץ.
קביעתו של רמר שמהירות האור היא סופית לא נתקבלה עד למדידות שנערכו על ידי ג'יימס ברדלי בשנת 1727.
בשנת 1809, שוב באמצעות תצפיות על איו, והפעם הודות לתצפיות מדויקות יותר ויותר, האסטרונום ז'אן-בטיסט ג'וזף דלמבר, דיווח שהזמן שלוקח לאור לנוע מהשמש לכדור הארץ עומד על 8 דקות ו-12 שניות. אם המדידות של היחידה האסטרונומית (המרחק בין הארץ לשמש) היו מדויקות, הדבר אומר שמהירות האור עומדת על קצת יותר מ-300,000 קילומטר לשנייה.
הלוחית שנמצאת במצפה הכוכבים בפריז, שם רמר נהג לצפות בכוכבים, מנציחה את מה שהיה למעשה המדידה הראשונה של גודל אוניברסלי שנערכה על פני כדור הארץ.
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה