Ole Rømer -Ole Rømer
Ole Rømer | |
---|---|
narozený |
Ole Christensen Rømer
25. září 1644 |
Zemřel | 19. září 1710 |
(ve věku 65 let)
Národnost | dánština |
Alma mater | Univerzita v Kodani |
Známý jako | Měření rychlosti světla |
Vědecká kariéra | |
Pole | Astronomie |
Podpis | |
Ole Christensen Rømer ( dánský : [oːlə ˈʁœˀmɐ] ; 25. září 1644 – 19. září 1710) byl dánský astronom , který v roce 1676 provedl první kvantitativní měření rychlosti světla .
Rømer také vynalezl moderní teploměr ukazující teplotu mezi dvěma pevnými body, konkrétně body, ve kterých se voda vaří a mrzne.
Ve vědecké literatuře jsou běžné alternativní hláskování jako „Roemer“, „Römer“ nebo „Romer“.
Životopis
Rømer se narodil 25. září 1644 v Århusu obchodníkovi a kapitánovi Christenu Pedersenovi (zemřel 1663) a Anně Olufsdatter Stormové ( asi 1610 – 1690), dceři dobře situovaného konšela . Od roku 1642 začal Christen Pedersen používat jméno Rømer, což znamená, že pocházel z dánského ostrova Rømø , aby se odlišil od několika dalších lidí jménem Christen Pedersen. Existuje jen málo záznamů o Ole Rømerovi před rokem 1662, kdy vystudoval starou Aarhus Katedralskole ( katedrální škola v Aarhusu), přestěhoval se do Kodaně a imatrikuloval na univerzitě v Kodani . Jeho mentorem na univerzitě byl Rasmus Bartholin , který v roce 1668, když Rømer žil ve svém domě , publikoval svůj objev dvojitého lomu světelného paprsku islandským paprskem ( kalcitem ). Rømer dostal každou příležitost naučit se matematiku a astronomii pomocí astronomických pozorování Tycha Brahe , protože Bartholin dostal za úkol je připravit k publikaci.
Rømer byl zaměstnán francouzskou vládou: Louis XIV z něj udělal učitele dauphina a také se podílel na stavbě nádherných fontán ve Versailles .
V roce 1681 se Rømer vrátil do Dánska a byl jmenován profesorem astronomie na univerzitě v Kodani a téhož roku se oženil s Annou Marií Bartholinovou, dcerou Rasmuse Bartholina . Působil také jako pozorovatel, a to jak na univerzitní observatoři v Rundetårn , tak ve svém domě, za použití vylepšených přístrojů vlastní konstrukce. Jeho pozorování se bohužel nedochovala: byly ztraceny při velkém kodaňském požáru v roce 1728 . Nicméně bývalý asistent (a později samostatný astronom), Peder Horrebow , loajálně popisoval a psal o Rømerových pozorováních.
V Rømerově pozici královského matematika zavedl 1. května 1683 v Dánsku první národní systém pro míry a váhy. Původně založený na rýnské noze byl v roce 1698 přijat přesnější národní etalon. Pozdější měření etalonů vyrobených pro délku a objem vykazují vynikající stupeň přesnosti. Jeho cílem bylo dosáhnout definice založené na astronomických konstantách pomocí kyvadla . To by se stalo po jeho smrti, protože to bylo v té době příliš nepřesné. Pozoruhodná je také jeho definice nové dánské míle 24 000 dánských stop (cca 7 532 m).
V roce 1700 přesvědčil Rømer krále, aby v Dánsku-Norsku zavedl gregoriánský kalendář – o něco, co Tycho Brahe před sto lety marně argumentoval.
Rømer vyvinul jednu z prvních teplotních stupnic při rekonvalescenci po zlomenině nohy. Daniel Gabriel Fahrenheit ho navštívil v roce 1708 a změnil Rømerovu stupnici , výsledkem je známá stupnice Fahrenheitovy teploty, která se dodnes používá v několika zemích.
Rømer také založil navigační školy v několika dánských městech.
V roce 1705 se Rømer stal druhým náčelníkem kodaňské policie , tuto pozici si udržel až do své smrti v roce 1710. Jako jeden ze svých prvních činů vypálil celou sílu, protože byl přesvědčen, že morálka je znepokojivě nízká. Byl vynálezcem prvních pouličních světel (olejových lamp) v Kodani a tvrdě pracoval, aby se pokusil ovládnout kodaňské žebráky, chudé lidi, nezaměstnané a prostitutky.
V Kodani Rømer vytvořil pravidla pro stavbu nových domů, uvedl do pořádku městské vodovody a kanalizaci, zajistil, aby městské hasičské sbory dostaly nové a lepší vybavení, a byl hybnou silou plánování a výroby nových chodníků v ulicích. a na náměstích měst.
Rømer zemřel ve věku 65 let v roce 1710. Byl pohřben v kodaňské katedrále , která byla od té doby přestavěna po jejím zničení v bitvě u Kodaně (1807) . Je zde moderní památník.
Rømer a rychlost světla
Určení zeměpisné délky je významným praktickým problémem v kartografii a navigaci . Filip III. Španělský nabídl cenu za metodu, jak určit zeměpisnou délku lodi mimo dohled pevniny, a Galileo navrhl metodu stanovení denní doby, a tedy zeměpisné délky, založenou na dobách zatmění měsíců Jupiter , v podstatě využívající Jovianský systém jako kosmické hodiny; tato metoda nebyla výrazně vylepšena, dokud nebyly v osmnáctém století vyvinuty přesné mechanické hodiny. Galileo navrhl tuto metodu španělské koruně (1616–1617), ale ukázalo se, že je nepraktická kvůli nepřesnostem Galileových rozvrhů a obtížnosti pozorování zatmění na lodi. S upřesněním by však metoda mohla fungovat i na souši.
Po studiích v Kodani se Rømer v roce 1671 připojil k Jeanu Picardovi , aby po dobu několika měsíců pozoroval asi 140 zatmění Jupiterova měsíce Io na ostrově Hven na bývalém místě observatoře Tycho Brahe v Uraniborgu poblíž Kodaně. Paris Giovanni Domenico Cassini pozoroval stejná zatmění. Porovnáním časů zatmění byl vypočítán rozdíl v zeměpisné délce mezi Paříží a Uranienborgem.
Cassini pozoroval měsíce Jupitera mezi lety 1666 a 1668 a objevil ve svých měřeních nesrovnalosti, které zpočátku připisoval světlu s konečnou rychlostí. V roce 1672 Rømer odjel do Paříže a pokračoval v pozorování satelitů Jupiteru jako Cassiniho asistent. Rømer přidal svá vlastní pozorování k pozorování Cassini a pozoroval, že časy mezi zatměními (zejména Io) se zkracovaly, když se Země přibližovala k Jupiteru, a prodlužovala, když se Země vzdalovala. Cassini oznámila Akademii věd dne 22. srpna 1676:
Zdá se, že tato druhá nerovnost je způsobena světlem, které nějakou dobu trvá, než se k nám dostane ze satelitu; zdá se, že světlu trvá asi deset až jedenáct minut [překročit] vzdálenost rovnající se polovině průměru zemské oběžné dráhy .
Kupodivu se zdá, že Cassini opustila tuto úvahu, kterou Rømer přijal a pustil se do podpory nezvratným způsobem s použitím vybraného počtu pozorování provedených Picardem a ním v letech 1671 až 1677. Rømer prezentoval své výsledky Francouzské akademii věd a brzy poté to shrnul anonymní reportér v krátkém článku, Démonstration touchant le mouvement de la lumière trouvé par M. Roemer de l'Académie des sciences , publikovaném 7. prosince 1676 v Journal des sçavans . Naneštěstí se reportér, možná proto, aby skryl svůj nedostatek porozumění, uchýlil ke záhadným frázím, čímž zatemnil Rømerovo uvažování. Sám Rømer své výsledky nikdy nepublikoval.
Rømerova úvaha byla následující. S odkazem na obrázek předpokládejme, že Země je v bodě L a Io se vynořuje z Jupiterova stínu v bodě D. Po několika obletech Io, při 42,5 hodinách na oběh, je Země v bodě K . Pokud se světlo nešíří okamžitě, další čas potřebný k dosažení K , který počítal s asi 3½ minuty, by vysvětlil pozorované zpoždění. Rømer pozoroval ponoření v bodě C z pozic F a G , aby se vyhnul záměně se zatměními (Io zastíněné Jupiterem z C do D ) a zákryty (Io skryté za Jupiterem v různých úhlech). V níže uvedené tabulce jsou jeho pozorování v roce 1676, včetně toho ze 7. srpna, považována za opoziční bod H a pozorování pozorované na pařížské observatoři 9. listopadu o 10 minut později.
Měsíc | Den | Čas | Slapy | oběžné dráze | průměr (hodiny) |
---|---|---|---|---|---|
červen | 13 | 2:49:42 | C | ||
2 750 789 s | 18 | 42,45 | |||
Smět | 13 | 22:56:11 | C | ||
4,747,719s | 31 | 42,54 | |||
Aug | 7 | 21:44:50 | D | ||
612 065 s | 4 | 42,50 | |||
Aug | 14 | 23:45:55 | D | ||
764 718 s | 5 | 42,48 | |||
Aug | 23 | 20:11:13 | D | ||
6,906,272s | 45 | 42,63 | |||
listopad | 9 | 17:35:45 | D |
Pokusem a omylem během osmi let pozorování Rømer přišel na to, jak vysvětlit zpomalení světla při výpočtu efemeridy Io. Vypočítal zpoždění jako podíl úhlu, který odpovídá dané poloze Země vzhledem k Jupiteru, Δt = 22·( α ⁄ 180° )[minut]. Když je úhel α 180°, zpoždění se stane 22 minutami, což lze interpretovat jako dobu potřebnou k tomu, aby světlo překonalo vzdálenost rovnou průměru zemské oběžné dráhy H až E . (Jupiter ve skutečnosti není z bodu konjunkce E viditelný .) Tato interpretace umožňuje vypočítat přesný výsledek Rømerových pozorování: Poměr rychlosti světla k rychlosti, kterou Země obíhá kolem Slunce, což je poměr trvání roku děleno pí ve srovnání s 22 minutami
365·24·60 ⁄ π ·22 ≈ 7 600.
Pro srovnání, moderní hodnota je přibližně 299 792 km s −1 ⁄ 29,8 km s −1 ≈ 10 100.
Rømer tento poměr ani nevypočítal, ani neuvedl hodnotu rychlosti světla. Nicméně, mnoho jiných vypočítalo rychlost z jeho dat, první byl Christiaan Huygens ; po korespondenci s Rømerem a získání dalších dat Huygens odvodil, že světlo cestovalo 16+2 ⁄ 3 průměrů Země za sekundu, což je přibližně 212 000 km/s.
Rømerův názor, že rychlost světla je konečná, nebyl plně přijat, dokud James Bradley v roce 1727 neprovedl měření takzvané aberace světla .
V roce 1809 astronom Jean Baptiste Joseph Delambre opět s využitím pozorování Io, ale tentokrát s výhodou více než století stále přesnějších pozorování, ohlásil čas, kdy světlo putuje ze Slunce na Zemi za 8 minut a 12 sekund. V závislosti na hodnotě předpokládané pro astronomickou jednotku to dává rychlost světla jen něco málo přes 300 000 kilometrů za sekundu. Moderní hodnota je 8 minut a 19 sekund a rychlost 299 792,458 km/s.
Pamětní deska na observatoři v Paříži, kde dánský astronom náhodou pracoval, připomíná to, co bylo ve skutečnosti prvním měřením univerzální veličiny na této planetě.
Vynálezy
Kromě toho, že Rømer vynalezl první pouliční osvětlení v Kodani, vynalezl také poledníkový kruh , altazimut a průchozí nástroj (také známý jako tranzitní nástroj , typ polednicového kruhu, jehož vodorovná osa není fixována ve směru východ-západ ).
Medaile Oleho Rømera
Ole Rømer Medal [ uděluje každoročně Dánská rada pro přírodní vědy za mimořádný výzkum
Muzeum Oleho Rømera
Muzeum Ole Rømer se nachází v obci Høje-Taastrup v Dánsku, na vykopaném místě Rømerovy observatoře Observatorium Tusculanum ve Vridsløsemagle. Observatoř byla otevřena v roce 1704 a fungovala asi do roku 1716, kdy byly zbývající přístroje přesunuty do Rundetårn v Kodani. V muzeu je vystavena velká sbírka starověkých i novějších astronomických přístrojů. Muzeum bylo otevřeno v roce 1979 a od roku 2002 je součástí muzea Kroppedal na stejném místě.
Vyznamenání
V Dánsku byl Ole Rømer v průběhu věků vyznamenán různými způsoby. Byl zobrazen na bankovkách, je po něm pojmenován stejnojmenný Ole Rømer's Hill Ole Rømers Gade a Rømersgade ). Astronomická observatoř Aarhus University se na jeho počest jmenuje The Ole Rømer Observatory ( Ole Rømer Observatoriet ) a dánský satelitní projekt na měření stáří, teploty, fyzikálních a chemických podmínek vybraných hvězd byl pojmenován The Rømer Satellite . Satelitní projekt uvízl v roce 2002 a nikdy nebyl realizován.
Je po něm pojmenován kráter Römer na Měsíci.
V populární kultuře
V 60-tých letech, superhrdina komické knihy The Flash na množství příležitostí by změřil jeho rychlost v “Roemers” [ sic ], na počest Ole Rømer je “objev” rychlosti světla .
V románu Larryho Nivena z roku 1999 Rainbow Mars je Ole Rømer zmíněn, že pozoroval marťanský život v alternativní historické časové ose.
Ole Rømer vystupuje ve hře Empire: Total War z roku 2012 jako gentleman pod Dánskem.
Dne 7. prosince 2016 bylo Rømerovi věnováno sváteční logo Google .
Poznámky a odkazy
Prameny
- MacKay, R. Jock; Oldford, R. Wayne (2000). „Vědecká metoda, statistická metoda a rychlost světla“ . Statistická věda . 15 (3): 254–278. doi : 10.1214/ss/1009212817 . (Většinou o AA Michelson , ale zvažuje předchůdce včetně Rømera.)
- Axel V. Nielsen (1944). Ole Romer, en Skildring af hans Liv og Gerning (v dánštině). Nordisk Forlag.
externí odkazy
Média související s Olem Rømerem na Wikimedia Commons
- Roemer, Ole Christensen (v projektu Galileo )
- Démonstration touchant le mouvement de la lumière (Papír z roku 1676 o rychlosti světla, ve staré francouzštině, jako běžný text)
- Rømer a Dopplerův princip. (další podrobnosti o Rømerově výsledku)
- (v dánštině) Fysikeren Ole Rømer (v dánštině)
- Muzeum Kroppedal
- Ole Rømer na bankovce 50 dánských korun