• Home
  • Blog
  • Eerste meting lichtsnelheid door Ole Rømer

Eerste meting lichtsnelheid door Ole Rømer

Al in de 17 eeuw heeft de Deense astronoom Ole Rømer de lichtsnelheid kunnen meten. Hoe heeft hij dit gedaan?

door Gerben de Jong

Jupiter heeft een hele reeks manen, waarvan er in de zeventiende eeuw al vier bekend waren: lo, Europa, Ganimedes en Callisto. Daarvan staat Io het dichtst bij Jupiter. Deze manen zijn goed te zien vanaf de aarde door een telescoop. Ole Rømer keek al in de zeventiende eeuw naar Io. Hij bepaalde de omlooptijd van Io op 1,769 dag. (1 dag, 18 uur, 27 min en 22 seconde om precies te zijn) De omlooptijd is zo precies te bepalen door te kijken naar het moment dat Io in de schaduw van Jupiter verdwijnt, of juist naar het moment dat Io uit de schaduw van Jupiter verschijnt (afhankelijk van welke kant je op de aarde tegen Jupiter aan kijkt).Het viel Ole op, dat als de aarde naar Jupiter toe beweegt, de omlooptijd van Io om Jupiter 31 seconde korter is, dan wanneer je aan de andere kant van Jupiter kijkt en de aarde van Jupiter af beweegt. Hij verklaarde dit verschil door de eindigheid van de lichtsnelheid. Als je naar Jupiter toe beweegt, kom je het moment dat Io weer in de schaduw van Jupiter verdwijnt als het ware tegemoet, dus de afstand is ingekort. Het licht doet er dan korter over om de aarde te bereiken. Als je van Jupiter af beweegt, moet het licht aan het einde van een rondje van Io een extra stuk naar de aarde afleggen. Dus wordt het moment dat de baan weer rond is door de aarde-waarnemer vertraagd waargenomen.



Als de aarde van Jupiter af beweegt, legt de aarde een stukje aardbaan af gedurende de omlooptijd van Io. De afstand van de zon tot de aarde is 1,496·1011 m. (Dit is 149,6 miljoen kilometer) De hele omtrek van de aardbaan is dus: 2π·r = 9,400·1011 m. Die omtrek wordt in 365,25 dag afgelegd. Het stukje aardbaan dat in 1,769 dag wordt afgelegd is dus:



                                              
 

 

Het rechte stukje dat het licht oversteekt van de beginpositie naar de eindpositie, het afstandsverschil voor het licht in de figuur, is nagenoeg gelijk aan dit stukje aardbaan in de tijd van één omloop van IoDe omlooptijd die nu gemeten wordt, is langer dan wanneer de aarde aan de andere kant van de zon is en op Jupiter afgaat. Het verschil is 31 seconde. De werkelijke omlooptijd ligt dus precies tussen de twee metingen in. Van Jupiter af meet je 15,5 s te veel en op Jupiter af meet je 15,5 s te weinig. Het licht legt dus in 15,5 s de afstand van 4,552·109 m af.

Dit is dus 294 miljoen meter per seconde en dat is bijna de lichtsnelheid zoals die later bepaald is. Jammer voor Ole Rømer is, dat hij een waarde voor de lichtsnelheid vond van 2,25·108 m/s. Dat is dus een flink stuk te klein. Dit was echter niet de schuld van Ole. Het lag aan de afstand van de zon tot de aarde die toen als bekend werd aangenomen, namelijk zo’n 114 miljoen kilometer. Deze waarde klopt niet, waardoor Ole’s bepaling van de lichtsnelheid ook verkeerd uitkwam!

Meer lezen van Gerben de Jong.

Gerben de jong is voorzitter van Sterrenvereniging Astra Alteria en heeft als docent natuurkunde op het Marnix College te Ede gewerkt. Op het Marnix College en ook op de school waar hij voor het Marnix werkte heeft hij jaarlijks een clubje brugklasleerlingen begeleid die geïnteresseerd waren in sterrenkunde: de Milky Way Club. Gerben wil ons graag laten zien hoe mooi en vooral wijds de sterrenhemel is.

 

 

Afdrukken E-mailadres