Pierwszy udany pomiar prędkości światła miał miejsce w 1676 r. Duński astronom Ole Rømer próbował zmierzyć orbitę Io, trzeciego co do wielkości księżyca Jowisza, obserwując, ile czasu zajęło mu okrążenie planety. Obserwując Io przez wiele lat, Rømer dokonał zaskakującego odkrycia, mówi Amerykańskie Muzeum Historii Naturalnej:
Przedział czasu między kolejnymi zaćmieniami stawał się coraz krótszy, gdy Ziemia na swojej orbicie zbliżała się do Jowisza, i stopniowo się wydłużała, gdy Ziemia oddalała się od Jowisza. Różnice te się kumulowały. Na podstawie swoich danych Roemer oszacował, że gdy Ziemia będzie najbliżej Jowisza ... zaćmienia Io wystąpią około jedenastu minut wcześniej niż przewidywano na podstawie średniego okresu orbitalnego przez wiele lat. A 6, 5 miesiąca później, kiedy Ziemia była najdalej od Jowisza ... zaćmienie nastąpiło około 11 minut później niż przewidywano.
Roemer wiedział, że prawdziwy okres orbitalny Io nie może mieć nic wspólnego ze względnymi pozycjami Ziemi i Jowisza. W błyskotliwym spostrzeżeniu zdał sobie sprawę, że różnica czasu musi wynikać ze skończonej prędkości światła.
Przed Rømer naukowcy nie byli pewni, czy światło ma ograniczoną prędkość, czy też jego prędkościomierz utknął na stałe w „nieskończoności”.
Kilkaset lat później techniki pomiaru prędkości światła stały się zadziwiająco bardziej precyzyjne, aw niektórych przypadkach bardziej złożone. Ale na powyższym filmie ludzie z centrum naukowego At Bristol pokazują stosunkowo prosty sposób obliczenia prędkości światła, który nie wymaga lat patrzenia przez okular teleskopu. W rzeczywistości ich podejście wykorzystuje jedynie prosty sprzęt kuchenny - i czekoladę.
Na filmie gospodarze Ross Exton i Nerys Shah używają niewiele więcej niż kuchenki mikrofalowej i tabliczki czekolady, aby pokazać, jak obliczyć prędkość światła. Film nie wyjaśnia dokładnie, w jaki sposób pomiar stopionych kawałków czekolady odnosi się do prędkości światła. Ale rozbicie go trochę bardziej wymaga jedynie przyjrzenia się niektórym jednostkom zastosowanym w ich pomiarach.
Hertz to fizyka zastępująca „cykle na sekundę”. Mikrofale zastosowane w filmie wytwarzały fale świetlne o częstotliwości 2 450 000 000 herców lub tyle cykli na sekundę. Przechodzenie od szczytu do szczytu falą - w tym przypadku odległość między pierwszym a trzecim stopionym kawałkiem czekolady - to jeden cykl. Exton i Shah zmierzyli tę odległość jako 0, 12 metra lub 0, 12 metra na cykl. Pomnożenie czegoś mierzonego w „metrach na cykl” przez coś w „cyklach na sekundę” da wynik w „metrach na sekundę”. Jest to prędkość fali - prędkość światła.
Sztuczka, która sprawia, że podejście zespołu At Bristol działa, polega na tym, że w epoce nowożytnej wiemy już kilka ważnych rzeczy na temat światła: że ma on skończoną prędkość i że ta prędkość jest w dużej mierze stała. Korzystamy również z tego, że fizycy już drażnili związek między długością fali, częstotliwością i prędkością.
Kiedy Ole Rømer spojrzał na Jupitera i najpierw wydedukował prędkość światła, wynosił 214 000 000 metrów na sekundę. „Ten pomiar, biorąc pod uwagę jego starożytność, metodę pomiaru i XVII-wieczną niepewność co do dokładności odległości Jowisza od Ziemi, jest zaskakująco bliski współczesnej wartości wynoszącej [299 792 458] metrów na sekundę”, mówi Dave Kornreich dla Cornell.
Używając kuchenki mikrofalowej i tabliczki czekolady, Exton i Shah osiągnęli 294 000 000 metrów na sekundę - nieźle jak na odrobinę wiedzy o kuchni.
