Medindo a velocidade da luz

Dúvidas e Perguntas?

Considerações

A medição da velocidade da luz foi um dos maiores desafios para os astrônomos da antiguidade. Muitos acreditavam que ela era infinita, mas como isso contrariava a lógica, alguns cientistas se dedicaram a tentar medi-la, com diversos tipos de instrumentos. Mas todos falharam porque a velocidade era infinitamente maior que se supunha. Até que o astrônomo Ole Römer ou Olaus Roemer (1644-1710), teve uma ideia genial: usar os fenômenos das luas de Júpiter para medir esta velocidade. Como a Terra está se deslocando velozmente pelo espaço, isso poderia justificar as variações das medições encontradas. Ele tentou medir o tempo entre duas ocultações consecutivas mas os valores eram muito pequenos e os cálculos não foram precisos, mas ele se lembrou que estes valores são cumulativos e medições poderiam ser feitas durante quase todo o ano. Apesar de lógico, o sistema não foi bem aceito na época, porque se acredita que a velocidade da luz deveria ser apenas algo em torno de 200.000 km por hora.

Objetivo

Repetir a experiência de Römer e calcular a velocidade da luz.

Römer usou este diagrama para explicar sua ideia simples: enquanto um satélite de Júpiter percorria uma órbita, a Terra se deslocava pelo espaço entre os pontos L e K se afastando de Júpiter ou F e G, se aproximando do planeta. Esta diferença de posição iria gerar uma defasagem de tempo em relação a uma medição feita quanto a Terra estivesse em H, se movimentando paralelamente a Júpiter. O satélite escolhido foi Io que tem um período de revolução de 1,7691 dias ( 1 d 18 h 23 min 23 s ) o que permite muitas medições em pouco tempo.
Quando a Terra passa pelo ponto E, Júpiter está em conjunção com o Sol, e não pode ser observado.

Como fazer

- Medir o período de revolução de Io próximo da data da oposição. Se a medição for bem feita este valor vai bater com o tempo já conhecido e publicado nos livros de 1,7691 dias.
- Use este número para fazer uma tabela de seis meses com as datas e horários previstos para as medições.
- Meça as ocultações possíveis ao longo deste tempo (muitos fenômenos ocorrerão durante o dia, ou estará nublado, ou você tinha outro compromisso).
- calcule a diferença de tempo entre o previsto e o real.
- calcule o erro devido à paralaxe e corrija estes dados. Eles devem crescer de zero a ~16 minutos durante o período.
- Sabendo que a órbita da Terra está a uma distancia de 150 milhões de quilômetros do Sol, calcule a diferença entre a distancia entre a Terra e Júpiter na posição da oposição (H) e na posição na data da medição. Divida a diferença entre eles pelo tempo encontrado e estime a velocidade da luz para as diferentes posições.

Claro que os valores não serão exatos, mas devem girar em torno de 300.000 km/s.

03-set-2018