Myšlenkou konečné rychlosti světla se ve známém experimentu vážně zabýval Galileo Galilei na začátku sedmnáctého století, kdy se snažil změřit rychlost pomocí dvou luceren umístěných na dvou vzdálených kopcích. Idea byla taková, že na jednom kopci byla odkryta první lucerna, asistent na druhém kopci po spatření světla odkryl svou lucernu, přičemž účelem bylo změřit čas od odkrytí první lucerny k následnému spatření světla od druhé lucerny. Pak stačilo dvojnásobek vzdálenosti mezi lucernami vydělit touto prodlevou a výsledkem by měla být rychlost světla. Ačkoliv principiálně je taková metoda použitelná, s ohledem na tehdejší možnosti měření času nebylo možné rychlost smysluplně změřit, neboť na takto malých vzdálenostech prodleva činí řádově jen mikrosekundy. Galileo tedy nevyvrátil hypotézu o nekonečné rychlosti světla, musel se omezit pouze na závěr, že světlo je „velmi rychlé“ a maximálně mohl z přesnosti své metody odhadnout spodní hranici v malých násobcích rychlosti zvuku.
Konečná rychlost se vědcům viditelně projevila už o pár desetiletí později v poněkud větších měřítkách Sluneční soustavy. Dotyčným pozorovatelem byl dánský astronom Ole Rømer, který se věnoval sledování velkých Jupiterových měsíců a především se zaměřil na časově jasně určené vstupy měsíce Io do stínu Jupitera a výstupy z něj. Všiml si, že úkazy byly časově napřed proti předpovědi, když byla Země na své oběžné dráze blíže k Jupiteru a naopak pozadu, když byla dál. Rømer si tuto nesrovnalost správně vysvětloval konečnou rychlostí světla, kdy při vzdálení Země od Jupitera trvá světlu déle, než k Zemi dolétne, a proto dojde ke zpoždění daného úkazu. Ze svých pozorování byl schopen odvodit, že světlu trvá asi 11 minut, než přeletí poloměr oběžné dráhy Země. Tyto výsledky byly publikovány v roce 1676 a Christian Huygens ze svého odhadu vzdálenosti Země od Slunce určil rychlost světla asi na 220 000 km/s. To se může zdát jako poměrně velká odchylka od dnes známé hodnoty 299 792 km/s. Nicméně jako vůbec první číselně určená rychlost světla je to velmi dobrý, řádově správný výsledek a především jde o první ukázku toho, že světlo má skutečně měřitelnou prodlevu, než někam doletí, a že je tedy jeho rychlost konečná. Kromě toho velká část této chyby byla dána například právě nepřesností ve znalosti vzdálenosti Země-Slunce a dalšími mezerami v tehdejších poznatcích; metoda jako taková umožňuje mnohem přesnější výsledky.
Zdroj: https://historyofscience101.wordpress.com/tag/speed-of-light (přeloženo z angličtiny do češtiny)
Nelze však říci, že by tímto okamžikem začala být konečná rychlost světla všeobecně akceptována. Pro významnou část astronomů nebylo pozorování zcela přesvědčivé a odchylky se snažili vysvětlovat jinými vlivy. Pochybnosti se plně rozplynuly až po objevu a vysvětlení aberace hvězd v roce 1727, ke které by při nekonečné rychlosti světla rovněž nedocházelo.
Od 70. let minulého století díky využití metod laserové interferometrie již známe rychlost světla s velmi malou chybou. A to dokonce tak přesně, že byla v roce 1983 stanovena pevnou konstantou, přesně 299 792 458 m/s, a definujeme s její pomocí samotnou jednotku metru. Každé zpřesnění rychlosti světla, které už ale může být pouze velice nepatrné, tedy nezmění číselnou hodnotu rychlosti světla, ale samotnou velikost metru. Není bez zajímavosti, že podobně pomocí známých fyzikálních konstant budou od roku 2018 pravděpodobně definovány i další základní jednotky, čímž se například konečně zbavíme nevyhovujícího prototypu kilogramu.
Zdroje:
- The Speed of Light, Las Cumbres Observatory Global Telescope Network
- A Presentation Concerning the Propagation of Light Determined by Monsieur Rømer of the Royal Academy of Sciences
- Who first measured the speed of light?, Ask an Astronomer at Cornell University
- Historical measurements, Speed of Light
