प्रकाश की गति मापने का प्रयास

कार्लोस I. Calle . द्वारा

जेम्स क्लर्क मैक्सवेल का विद्युत चुंबकत्व का सिद्धांत हमें बताता है कि प्रकाश एक विद्युत चुम्बकीय तरंग है जो 300,000 किलोमीटर प्रति सेकंड (केपीएस) की गति से चलती है। मैक्सवेल के समीकरण हमें बताते हैं कि बदलते विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र एक-दूसरे को उन क्षेत्रों में भी बनाते और बनाए रखते हैं जहां गति करने के लिए कोई विद्युत आवेश या चुंबक नहीं हैं। मैक्सवेल ने दिखाया कि कैसे ये दोनों क्षेत्र, एक नृत्य में परस्पर जुड़े हुए, अपना स्वयं का लाइट शो बनाते हैं। क्षेत्र प्रकाश या किसी अन्य विद्युत चुम्बकीय तरंग के रूप में अंतरिक्ष में फैलते हैं।



लेकिन मैक्सवेल से पहले, अन्य वैज्ञानिकों ने प्रकाश की प्रकृति की पहचान करने और उसकी गति की गणना करने के अपने प्रयास किए।



गैलीलियो: हैंगिंग लालटेन

प्रकाश अंतरिक्ष में कितनी तेजी से यात्रा करता है? प्रकाश की गति का आधुनिक मान 300,000 kps (186,000 mps) है। वास्तव में, यह 299,792.458 kps है, लेकिन यह याद रखने के लिए एक कठिन संख्या है। पृथ्वी की परिधि लगभग ४०,००० किमी (२५,००० मील) है, इसलिए इसे दुनिया भर में यात्रा करने के लिए एक सेकंड के दसवें हिस्से से थोड़ा अधिक समय लगेगा।

क्लोट्रिमेज़ोल और बीटामेथासोन डिप्रोपियोनेट क्रीम का उपयोग करता है

आधुनिक उपकरणों से प्रकाश की गति के अत्यंत बड़े मान को मापा जा सकता है। लेकिन उन उपकरणों के बनने से पहले किसी ने इसे कैसे मापा?



कोशिश करने वाले पहले व्यक्ति गैलीलियो थे। दूर की पहाड़ियों पर उसके दो लोग खड़े थे और लालटेन जला रहे थे। स्पष्ट रूप से, गैलीलियो का प्रयोग काम नहीं आया - वह सेकंड को भी सटीक रूप से माप नहीं सकता था, दो पहाड़ियों के बीच यात्रा करने के लिए प्रकाश के लिए एक सेकंड का छोटा अंश बहुत कम था।

लेकिन गैलीलियो गैलीलियो थे, और इस बहुत कठिन प्रयोग के प्रति अपने कठोर दृष्टिकोण के साथ, वे अभी भी यह दिखाने में सक्षम थे कि प्रकाश की गति सीमित है। उनके समकालीन, फ्रांसीसी दार्शनिक रेने डेसकार्टेस, कह रहे थे कि यह अनंत था।

रोमर: एक उपग्रह का समय

गैलीलियो के प्रयोग के लगभग 70 साल बाद, युवा डेनिश खगोलशास्त्री ओलॉस रोमर प्रकाश की गति का पहला मान प्राप्त करने में सक्षम थे। लेकिन उसे पाने के लिए उसे दूर पहाड़ी से भी आगे जाना पड़ा। उन्होंने इसके बजाय बृहस्पति के उपग्रहों का इस्तेमाल किया। और उन्हें अपने मालिक - प्रसिद्ध खगोलशास्त्री जीन-डोमिनिक कैसिनी से भी लड़ना पड़ा, जिनके लिए अब शनि के छल्ले का नाम रखा गया है।



असंगति से निपटना

रोमर एक उज्ज्वल 21 वर्षीय था, जिसे कैसिनी के सहायकों में से एक ने पेरिस वेधशाला में मदद करने के लिए काम पर रखा था, जिसका नेतृत्व कैसिनी ने किया था। लेकिन रोमर ने सिर्फ मदद नहीं की; उन्होंने वेधशाला की प्रमुख समस्याओं में से एक का सामना किया।

कैसिनी के अवलोकन बृहस्पति के उपग्रहों में से एक की गति के साथ एक समस्या दिखा रहे थे, जिसका नाम था मैं (ज़ीउस के कई प्रेमियों में से एक के बाद, जिसे रोमन पौराणिक कथाओं में बृहस्पति कहा जाता है)। ऐसा लग रहा था जैसे Io की कक्षा कुछ अप्रत्याशित थी। वह समय जब उपग्रह ग्रह के पीछे से निकला, बेवजह बदल गया। कैसिनी ने अपने सहायकों को बेहतर अवलोकन करने और अधिक गणना करने का आदेश दिया।

रोमर को संदेह था कि अवलोकन या गणना समस्या थी। समस्या यह थी कि किसी ने भी पृथ्वी और बृहस्पति की सापेक्ष दूरी को ध्यान में नहीं रखा था क्योंकि दोनों ग्रह सूर्य के चारों ओर घूमते थे। अपनी कक्षाओं में अलग-अलग स्थानों पर, ग्रह कभी करीब तो कभी दूर होते हैं। जब आईओ बृहस्पति के पीछे से बाहर आता है, तो प्रकाश उपग्रह से पृथ्वी तक जितनी दूरी तय करता है, वह उस समय के ग्रहों के अलग होने पर निर्भर करता है।

कैसिनी अपने सहायक से सहमत नहीं था। उनका मानना ​​​​था कि प्रकाश बिना किसी देरी के तुरंत एक स्थान से दूसरे स्थान पर जाता है। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि बृहस्पति कितनी दूर था।

रोमर अपने विचार पर अड़े रहे। उन्होंने वापस जाकर कैसिनी की वेधशाला में लिए गए कई वर्षों के डेटा की समीक्षा की। इस डेटा के साथ, वह Io के लिए ग्रहण के समय में परिवर्तन की गणना करने में सक्षम था क्योंकि यह अपनी कक्षा में घूमता था। उसे यकीन था कि वह सही था और सार्वजनिक होना चाहता था।

बॉस के आसपास जाना

क्या करें? आम तौर पर, प्रयोगशाला निदेशक खोज करने वाले शोधकर्ता के साथ नए निष्कर्षों की सार्वजनिक प्रस्तुति करेगा। लेकिन कैसिनी रोमर के काम से सहमत नहीं थी, इसलिए रोमर ने अकेले जाने का फैसला किया। वह पांच साल तक कैसिनी की वेधशाला में रहा और अहंकारी महसूस किया। वह पेरिस में विज्ञान अकादमी के सामने पेश हुए और घोषणा की कि कैसिनी के कहने के ठीक दस मिनट बाद Io बृहस्पति के पीछे से बाहर आने वाला था।

बीमा के बिना एपिपेन की लागत

कैसिनी ने गणना की थी कि आईओ 9 नवंबर, 1676 को 5:25:45 बजे ग्रहण से बाहर आने वाला था। उस रात खगोलविद देखने के लिए निकले थे। 5:25:45 आया और चला गया, और आईओ वहां नहीं था। साढ़े पांच बजे तक इसके कोई संकेत नहीं मिले थे। लेकिन 5:35:45 पर, आयो फिर से प्रकट हुआ। रोमर सही था।

रोमर के मित्र क्रिश्चियन ह्यूजेंस ने इस डेटा का उपयोग प्रकाश की गति के लिए पहले मापा मूल्य के साथ आने के लिए किया। उनकी संख्या 227,000 किमी (140,000 मील) प्रति सेकंड थी, जो आधुनिक मूल्य से लगभग 24 प्रतिशत कम है।

कैसिनी ने कभी अपनी गलती स्वीकार नहीं की। अधिकांश यूरोपीय खगोलविदों ने कैसिनी का अनुसरण किया और यह नहीं माना कि प्रकाश की गति सीमित थी। लगभग 50 साल बाद, प्रकाश की गति को मापने के अन्य तरीकों से पता चला कि रोमर सही था।

जब आइंस्टीन स्कूल में थे, तब तक प्रकाश की गति को काफी अच्छी सटीकता के साथ मापा जा चुका था। यह गति, आइंस्टाइन के कार्य में पत्र द्वारा निरूपित सी, सापेक्षता के अपने विशेष सिद्धांत की नींव पर समाप्त हुआ।

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