Google塗鴉:人類首次測出光速

2016.12.07 12:54AM
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今日 (12/7)的Google塗鴉是紀念人類首次以儀器測出光速,從丹麥天文學者奧勒羅默在1676年從測量實驗發現光線實際上是以有限速度行進,至今已經屆滿340週年。

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就目前精密統計所得出數據,顯示光線在真空環境中的行進速度達每秒2億9979萬2458公尺,趨近於每秒3 x 108公尺,成為國際公認精確值,以及定義為物理常數,並且以「c」作為標記。以狹義相對論來看,宇宙萬物與訊息的傳遞速度都不能超過光速,同時光速更有將時間與空間聯繫作用,因此愛因斯坦的質能等價定律便是E = mc2

而人類第一次以儀器方式量測光速,是1676年任職巴黎天文台的丹麥天文學者奧勒羅默觀察木星衛星運動,進而發現光線傳遞速度有其限度,而非過往看法認為光速趨近於無限大,只要A、B兩點距離持續擴大就會發現光線傳遞速度差異。

不過,奧勒羅默當時的推論並未獲得當時巴黎天文台主任喬凡尼卡西尼接受,但後續卻獲得惠更斯、牛頓等知名物理學者支持,更在1729年由英國天文學者詹姆斯布拉德雷藉由恆星視差的解釋,證實奧勒羅默的觀測結果正確性。

但在奧勒羅默藉由儀器量測光速之前,早在古希臘至歐洲古典物理學者研究年代都有不少針對光速的看法,甚至在西元前也有人提出光以有限速度形式傳遞,甚至在不同介質會有速度表現差異的說法,只是當時普遍認為光的行進速度為無限,同時對於光的產生也有不同看法,例如主張光線是從眼睛睜開的瞬間產生,或是由被視物體發出,進而形成視覺。

在奧勒羅默之前,包含荷蘭科學家貝克曼、義大利科學家伽利略都曾以肉眼觀察鏡子反光方式推測光的行進速度,但由於中間有不少因肉眼、聽覺所產生誤差,因此仍難以界定光速是否為有限。

而因為光線在空氣中仍有一定折射率,同時在不同介質也可能影響其傳遞方向及速度,因此在過去340年內的量測結果中,光速的數值呈現結果其實一直在做調整,直到現今才定義為真空狀態下的光速可達每秒2億9979萬2458公尺。

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