光速究竟有多快(最快的光速是什么)

问：谁首先测量了光速？他什么时候发现的？用什么方式？

图示：光从离开太阳表面到达地球大约需要8分17秒。答：自古希腊以来，科学家们就一直在研究光速。大多数古希腊天文学家认为，光速在万物中是无限快的。但是他们没有办法验证这个似是而非的猜想。所以直到16世纪初，人们普遍认为这个猜想是正确的。伽利略的出现改变了这一切。

插图：朱斯托苏斯特曼斯的《伽利略画像》伽利略试图用带挡板的灯笼来测量光速。他让助手站在远处，在特定的时间打开挡板，而伽利略会记录光从助手到他所在位置的传播时间。但他的结论是，光速太快，无法用实验测量。(事实上，根据我们现在对光速的了解，我们可以断言，如果伽利略和他的助手相距大约一英里，那么光从伽利略传到他的助手只需要大约五微秒(五百万分之一秒)。这速度太快了，无法用当时的技术来衡量。)

1676年，一个名叫奥勒罗默的人首次对光速进行了正确的测量。当时罗默正在观测木星的卫星木卫一，木卫一位于伽利略卫星的最深处。正如地球上的观测者所看到的，当木卫一移动到木星的阴影中时，它会突然消失，当它移出木星的阴影(回到太阳中)时，它会重新出现。罗默感兴趣的是预测木卫一何时会脱离木星的阴影。他的目标是利用这些观测更精确地确定木卫一的轨道周期；而不是试图确定光速。

罗默注意到，随着地球越来越靠近木星，木卫一走出阴影的时间越来越短，反之亦然。他意识到木卫一出现的观测时间和计算时间存在差异，这可以用光速有限来解释。在罗默的观测过程中，地球正在远离木星，因此木卫一反射的光线到达地球的时间会稍长一些，这将影响木卫一从木星阴影中出现的确切时间。

插图：这是根据罗默1676年的图纸重绘的版本。在罗默的论文中，他比较了木卫一轨道周期的两个时间区间：一个是地球朝着木星运动时木卫一的轨道周期(方向为方向弧FG)，另一个是地球远离木星时木卫一的轨道周期(方向弧LK)。基于这些观察，罗默计算出光穿过地球的公转直径大约需要22分钟。结合这个值和早期对地球半长轴(轨道半径)的测量，得出光速约为每秒21万公里。这比光速的现代值低了约30%，但考虑到它的古老性、测量方法以及17世纪行星轨道确切大小的不确定性，这个值非常接近现代值299792.458公里每秒。

如今，任何人都可以使用互联网搜索真空中的光速，并在几秒钟内获得：299792458米/秒的准确结果。但是谁发现了光速，他们是怎么发现的？16世纪初，伽利略是第一个试图测量光速的人。伽利略和一个助手站在不同的山顶上，他们之间的距离是已知的。他们的计划是让伽利略打开灯的光障，然后让他的助手看到伽利略发出的光，打开他手中的灯的光障。

伽利略计划通过使用峰值之间的距离和使用脉冲作为计时器来测量光速。他和他的助手在不同的距离尝试了这种方法，但无论他们相距多远，他都无法测量光传播的时间。伽利略得出结论，光速太快，不能用这种方法测量。他是对的。现在我们非常准确地知道了光速。如果伽利略和他的助手在相距1.5公里的山顶上，光从一个人传播到另一个人需要0.000054秒。所以伽利略无法用脉搏测量光速是可以理解的！

图示：光的像差：由于光速是有限的，来自远处的光线会因望远镜的移动而产生视觉上的位移。

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