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2023年1月14日 (土)

人間と科学 第342回 永久不変の存在を求めて(3) ②

続き:

光の速さは有限か?

 稲妻と雷鳴のように、音の速さが有限であることは実感できるが、光速が有限であることを日常生活で実感することはない。記録に残っている初めて光速を科学的に検証した人物はガリレオ・ガリレイ。彼は著書の中で次のような方法を述べている。

 二人の人間が光を放つランプを持ち、夜分に何キロか離れた既知の距離に立つ。ランプには布をかぶせて、光が漏れないようにする。そして一方が布をとると同時に時間を測り始める。他方は、その光を認めた瞬間に自分のランプの布をとる。最初に光を放った人は、相手の光が見えた時までの時間を測る。

 こうすれば、光が二人を往復する時間と距離から光速を算出できる。しかし光はとてつもなく速く、満足な結果を得られなかったと述べている。

 ガリレオがいかに天才とはいえ、脈拍で時間を測るしかなかった当時は徒手空拳であったといえるだろう。

 その後、光速が有限である、という知見は天体観測からもたらされる。17c. 天文学者が木星を回る衛星を観測していて、衛星が木星に隠れる「食」のタイミングが季節によって変わることに気づいた。

 木星を回る衛星の見え隠れは、いわば一定の周期で明滅する灯台のようなものであるから、その周期が早まる・遅れるのであれば、それは季節によって木星と地球との教理が変化し、その結果木星から地球に光が届く時間が変化するから、すなわち光の速さは有限であると結論付けたのだ。

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