Come si visualizza (e come si calcola) la velocità della luce?

Sappiamo che la velocità della luce viaggia a circa 300.000 km/s. Ma come si visualizza la velocità della luce? Per rispondere Ricercatori del MIT Media Lab hanno creato sistema di imaging in grado di acquisire dati visivi a una velocità di un trilione di fotogrammi al secondo. Vuole dire che il tempo di esposizione effettivo di ogni fotogramma è di due trilionesimi di secondo e la visualizzazione risultante rappresenta il movimento della luce a circa mezzo trilione di fotogrammi al secondo.

Più interessante ancora è come è stata misurata la velocità della luce. Lo dobbiamo all’astronomo danese Ole Rømer che fu il primo a ipotizzare che la luce avesse una velocità enorme, ma non infinita. E fin qui ok, ma come si arriva alla misura di trencentomila chilometri al secondo? Il calcolo lo troviamo nello studio dal titolo “Démonstration touchant le mouvement de la lumière trouvé par M. Roemer de l’Académie des sciences“. L’intuizione venne osservando il moto di Io, una delle lune di Giove. In sintesi si accorse che  c’erano delle differenze nelle misurazioni delle eclissi della luna Io a seconda della distanza di Giove dalla Terra. Io compie un’orbita completa intorno a Giove in 1,76 giorni. Il tempo impiegato dalla luna non era sempre lo stesso. L’ipotesi che formulò fu quella che la luce avrebbe dovuto avere una velocità finita e non infinita e dipendente dalla distanza.

In pratica quando la Terra era più lontana, come si vede nel video, ci metteva più tempo, e i contrario avveniva quando Terra e Giove erano più vicini. Quindi la differenza, e questa fu l’intuizione, è dovuta al tempo che la luce ci mette arrivare. In base alle conoscenza di allora sulle distanze tra i pianeti, Rømer stabilì che la luce impiegava circa 22 minuti per percorrere un diametro medio dell’orbita della Terra intorno al Sole. La velocità doveva quindi essere di 220.ooo K./s. I calcoli furono rivisti alla luce di una stima più previsa del diametro dell’orbita. E oggi sappiamo che la velocità è  299.792,458 km/s.

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