Curiosidades I

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Hasta tiempos relativamente recientes, la velocidad de
la luz fue un tema de grandes conjeturas. Empédocles
creía que la luz era algo en movimiento, y que por lo
tanto en su viaje tenía que transcurrir algún tiempo.
Aristóteles por el contrario, creía que «la luz está sujeta
a la presencia de algo, pero no es el movimiento».
Además, si la luz tiene una velocidad finita, ésta tenía
que ser inmensa. Aristóteles afirmó: La tensión sobre
nuestro poder de creencias es demasiado grande para
creer esto.
Una de las teorías antiguas de la visión es que la luz es
emitida por el ojo, en lugar de ser generada por una
fuente y reflejada en el ojo. En esta teoría, Herón de
Alejandría adelantó el argumento de que la velocidad
de la luz debería ser infinita, ya que cuando uno abre
los ojos objetos distantes como las estrellas aparecen
inmediatamente.
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Se consideró que tenía velocidad infinita
Para medir la velocidad de la luz necesitamos:
- fuentes potentes
- largas distancias
- medir intervalos de tiempo pequeños
Aproximación Hippolyte Fizeau (1849)
Velocidad en el vacío: 299,792,458 m/s (~ 3x108 m/s)
La velocidad es menor en otros medios
La velocidad de la luz en el vacío es una constante universal: no
depende de la velocidad relativa de la fuente y el observador->
relatividad especial de Einstein
Medición de la velocidad de la luz
La historia de la medición de la velocidad de la luz comienza en el siglo XVII en
los albores de la evolución científica. La mayor parte de los primeros
experimentos para intentar medir la velocidad de la luz fracasaron debido a su
alto valor y tan solo se pudieron obtener medidas indirectas a partir de
fenómenos astronómicos. En el siglo XIX se pudieron realizar los primeros
experimentos directos de medición de la velocidad de la luz confirmando su
naturaleza electromagnética y las ecuaciones de Maxwell.
Primeros intentos
En 1629 Isaac Beeckman, un amigo de René Descartes, propuso un experimento
en el que se pudiese observar el flash de un cañón reflejándose en un espejo
ubicado a 1,6 Km. del primero. En 1638, Galileo propuso un experimento, para
medir la velocidad de la luz al observar la percepción del retraso entre el lapso de
destapar una linterna a lo lejos. René Descartes criticó este experimento como
algo superfluo, en el hecho de que la observación de eclipses, los cuales tenían
más poder para detectar una velocidad finita, dio un resultado negativo. En 1667,
este experimento se llevó a cabo por la Academia del Cimento de Florencia, con
las linternas separadas a 1,6 km sin observarse ningún retraso. Robert Hooke
explicó los resultados negativos tal como Galileo había dicho: precisando que
tales observaciones no establecerían la infinita velocidad de la luz, tan sólo que
dicha velocidad debía ser muy grande.
En 1676 Ole Rømer realizó el primer estimado cuantitativo de la
velocidad de la luz, estudiando el movimiento del satélite Ío de
Júpiter con un telescopio. Es posible medir el tiempo de la
revolución de Ío debido a los movimientos de la sombra
entrante/saliente de Júpiter en intervalos regulares. Rømer observó
que Ío gira alrededor de Júpiter cada 42,5 h cuando la Tierra esta
más cerca de Júpiter. También observó que, como la Tierra y Júpiter
se mueven separándose, la salida de Ío fuera de la proyección de la
sombra comenzaría progresivamente más tarde de lo predicho. Las
observaciones detalladas mostraban que estas señales de salida
necesitaban más tiempo en llegar a la Tierra, ya que la Tierra y
Júpiter se separaban cada vez más. De este modo el tiempo extra
utilizado por la luz para llegar a la Tierra podía utilizarse para
deducir la velocidad de ésta. Un año después, las entradas de Ío en
la proyección de la sombra ocurrían con mayor frecuencia ya que la
Tierra y Júpiter se acercaban uno a otro. En base a estas
observaciones, Rømer estimó que la luz tardaría 22 min en cruzar el
diámetro de la órbita de la Tierra (es decir, el doble de la unidad
astronómica); las estimaciones modernas se acercan más a la cifra
de 16 min y 40 s.
La primera vez que pudo medirse la velocidad de la luz en un
laboratorio fue en un experimento llevado a cabo por
Armand-Hypolite-Louis Fizeau.
La luz sale de la fuente y pasa por una de las rendijas del
disco, se va a hacer un largo camino (del orden de 8 km)
entre la cima de la colina de Surenes y MontMartre y vuelve
para continuar e intentar pasar por la rendija del segundo
disco. Los discos se mueven de forma solidaria a un eje. Si el
eje está parado, la luz puede pasar por el primer disco pero
encontrar que el segundo la detiene y viceversa. Pero si los
hacemos girar lo suficientemente rápido habrá un momento
en que la luz tarde lo justo como para que la ranura del disco
haya recorrido el espacio suficiente y el rayo de luz pase
limpiamente. Conociendo la velocidad de rotación del eje ya
tenemos la velocidad de la luz. Eso fue lo que hizo Fizeau ,
que cuando puso el ojo en el recorrido y vio la luz exclamó:
Mon Dieu! Lo veo! Logró medir la velocidad de la luz con un
5% de error respecto la aceptada actualmente
 Albert
Michelson (el mismo del experimento
Michelson-Morley), tenía una especie de
obsesión por la velocidad de la luz. Ya había
recibido el premio Nobel por la exactitud de
sus trabajos experimentales. Pues con 73
años de edad hizo que la luz efectuara un
recorrido de ida y vuelta entre las cimas de
dos montañas de California y calculó su valor
con una exactitud impresionante. Era
299.796 km/s con un error de 4 km/s cuyo
margen en error experimental coincide con
la aceptada actualmente que es de 299.792,5
km/s.