Ole Rømer -Ole Rømer

Ole Rømer
Rømer, Ole (ur Berømte danske maend).jpg
Ole Rømer, portrét Jacoba Coninga z doby cca. 1700
narozený
Ole Christensen Rømer

( 1644-09-25 )25. září 1644
Zemřel 19. září 1710 (1710-09-19)(ve věku 65 let)
Národnost dánština
Alma mater Univerzita v Kodani
Známý jako Měření rychlosti světla
Vědecká kariéra
Pole Astronomie
Podpis
Ole Rømer Signature.svg

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

Rundetårn („kulatá věž“) v Kodani , na jejímž vrcholu měla univerzita svou observatoř od poloviny 17. století do poloviny 19. století, kdy byla přemístěna do nových prostor. Současná tamní hvězdárna byla postavena ve 20. století, aby sloužila amatérům.

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.

Ole Rømer v práci

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 .

Ilustrace z článku z roku 1676 o Rømerově měření rychlosti světla . Rømer porovnal dobu trvání oběhu Io, když se Země pohybovala směrem k Jupiteru (F až G) a když se Země vzdalovala od Jupiteru (L až K).

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.

Zatmění Io zaznamenané Rømerem v roce 1676
Čas je normalizován (hodiny od půlnoci spíše než od poledne); hodnoty na sudých řádcích se počítají z původních dat.
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·( α180° )[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 HE . (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

365·24·60π ·22 ≈ 7 600.

Pro srovnání, moderní hodnota je přibližně 299 792 km s −129,8 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+23 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 [ da  ] 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  [ da ] 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  [ da ] , stejně jako ulice v Aarhusu a Kodani ( Ole Rømers Gade a Rømersgade  [ da ] ). Astronomická observatoř Aarhus University se na jeho počest jmenuje The Ole Rømer Observatory ( Ole Rømer Observatoriet  [ da ] ) a dánský satelitní projekt na měření stáří, teploty, fyzikálních a chemických podmínek vybraných hvězd byl pojmenován The Rømer Satellite  [ da ] . 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

externí odkazy

Média související s Olem Rømerem na Wikimedia Commons