La prima misurazione riuscita della velocità della luce ebbe luogo nel 1676. L'astronomo danese Ole Rømer stava cercando di misurare l'orbita di Io, la terza luna più grande di Giove, osservando quanto tempo impiegava a passare intorno al pianeta. Guardando Io per molti anni, Rømer ha fatto una scoperta sorprendente, afferma l'American Museum of Natural History:
L'intervallo di tempo tra le successive eclissi divenne costantemente più breve quando la Terra nella sua orbita si spostò verso Giove e divenne costantemente più lunga quando la Terra si allontanò da Giove. Queste differenze si sono accumulate. Dai suoi dati, Roemer ha stimato che quando la Terra fosse più vicina a Giove ..., le eclissi di Io si sarebbero verificate circa undici minuti prima del previsto in base al periodo orbitale medio per molti anni. E 6, 5 mesi dopo, quando la Terra era più lontana da Giove ..., le eclissi si sarebbero verificate circa undici minuti dopo rispetto alle previsioni.
Roemer sapeva che il vero periodo orbitale di Io non poteva avere nulla a che fare con le posizioni relative della Terra e di Giove. In una visione brillante, si rese conto che la differenza di tempo doveva essere dovuta alla velocità finita della luce.
Prima di Rømer, gli scienziati non erano sicuri se la luce avesse una velocità limitata o se il suo tachimetro fosse permanentemente bloccato su "infinito".
Alcune centinaia di anni dopo, le tecniche per misurare la velocità della luce sono diventate sorprendentemente più precise e, in alcuni casi, più complesse. Ma nel video qui sopra, le persone del centro scientifico At Bristol mostrano un modo relativamente semplice per calcolare la velocità della luce che non comporta anni di visione attraverso un oculare del telescopio. In effetti, il loro approccio non utilizza altro che semplici attrezzature da cucina e cioccolato.
Nel video, gli host Ross Exton e Nerys Shah usano poco più di un forno a microonde e una barretta di cioccolato per mostrare come calcolare la velocità della luce. Il video non chiarisce perfettamente in che modo misurare i frammenti sciolti su una barretta di cioccolato sia correlato alla velocità della luce. Ma scomporlo un po 'di più richiede solo uno sguardo ad alcune delle unità utilizzate nelle loro misurazioni.
Hertz è il sostituto della fisica per i "cicli al secondo". Il microonde utilizzato nel video produceva onde luminose con una frequenza di 2.450.000.000 di Hertz, ovvero molti cicli al secondo. Passare da un picco all'altro in un'onda - in questo caso la distanza tra il primo e il terzo pezzo di cioccolato fuso - è un ciclo. Exton e Shah hanno misurato quella distanza come 0, 12 metri o 0, 12 metri per ciclo. Moltiplicare qualcosa misurato in "metri per ciclo" per qualcosa in "cicli al secondo" darà una misura in "metri al secondo". Questa è la velocità dell'onda, la velocità della luce.
Il trucco che fa funzionare l'approccio del team At Bristol è che nell'era moderna sappiamo già alcune cose importanti sulla luce: che ha una velocità finita e che quella velocità è in gran parte costante. Abbiamo anche il vantaggio che i fisici abbiano già preso in giro la relazione tra lunghezza d'onda, frequenza e velocità.
Quando Ole Rømer guardò Giove e dedusse per la prima volta la velocità della luce, arrivò a 214.000.000 di metri al secondo. "Questa misurazione, considerando la sua antichità, il metodo di misurazione e l'incertezza del 17 ° secolo in merito alla distanza di Giove dalla Terra, è sorprendentemente vicina al valore moderno di [299 792 458] metri al secondo", afferma Dave Kornreich per Cornell.
Utilizzando un forno a microonde e una barretta di cioccolato Exton e Shah hanno ottenuto 294.000.000 di metri al secondo, il che non è male per un po 'di scienza della cucina.
