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Velocidade da Luz

Como calculamos a velocidade da luz ?

Sabemos a média percorrida pela luz através do espaço, porque foi medida de vários modos e todas essas medidas coincidem. Galileu, astrônomo italiano, foi o primeiro que tentou medir essa velocidade. Colocou dois observadores a algumas milhas de distância um do outro, numa noite clara, e deu a cada um uma lanterna que podia ser coberta por uma tela. Um dos observadores devia descobrir a lanterna e o outro, logo que visse a luz emitida pela lanterna devia descobrir a que conduzia. O espaço de tempo decorrido entre o descerrar da lanterna e o momento em que a luz era vista devia ser medida. Entretanto, Galileu descobriu que a luz viajava tão rapidamente que a distância entre os dois observadores era diminuta para que essa velocidade fosse notada.

O astrônomo dinamarquês, Ole Roemer, em Paris, fez o primeiro cálculo real da velocidade da luz em 1676 e chegou à conclusão de que era de 186.500 milhas por segundo (aproximadamente 300.000 Km/s), uma cifra que experiências posteriores provaram ser verdadeira em uma distância de 200 milhas. Notou, observando os eclipses das luas de Júpiter, que os intervalos entre os eclipses de uma lua não eram sempre os mesmos, o mais longo sendo de 16 minutos e 26 segundos a mais numa época do ano que em outra. Compreendeu, então, que essa diferença não era causada por qualquer diferença real no período dos eclipses e sim pela maior ou menor distância percorrida pela luz de Júpiter à Terra quando esta estivesse em diferentes pontos de sua órbita e portanto mais próxima ou mais distante de Júpiter. Neste particular ele estava inteiramente certo.

Desde então foram adotados vários métodos para a avaliação da velocidade da luz e todos eles levaram ao mesmo resultado, praticamente. Dois grandes cientistas franceses, Fizeau e Foucault, nos meados do século passado foram os pioneiros desse empreendimento. Emitiram raios de luz para diante e para trás entre sistemas de espelho e lentes. Fizeau interrompeu o raio por meio de um dente de uma roda dentada; Foucault fez um dois espelhos girarem. Em cada caso a velocidade da luz foi calculada pela velocidade de roda dentada ou de espelho, descrito a seguir. O mais notável avaliador moderno da velocidade da luz foi Alberto Abraão Michelson, que dedicou a maior parte de sua vida a este problema. Quando ainda era um jovem oficial, servindo como instrutor de Física na Escola Naval de Anápolis, introduziu melhorias no método de Foucault e obteve resultados muito mais positivos, tendo isso acontecido em 1878. Em 1924, Michelson recomeçou o seu trabalho sobre a velocidade da luz. Emitiu raios de luz para diante e para trás entre vários picos de montanhas da Califórnia,	A figura abaixo apresentamos o método de Foucault para medir a velocidade da luz. E1 e E2 representam duas posições de um mesmo espelho plano que gira a grande velocidade. Quando o raio luminoso A encontra o espelho em sua posição E1, reflete-se e vai encontrar o espelho esférico B no ponto J. Como o centro de curvatura desse espelho é o ponto I, a incidência é normal, e o raio refletido volta segundo JI. Ao encontrar o espelho girante, em sua nova posição E2, reflete-se segundo IA'.

numa distância de mais de 88 milhas. Em 1926 revelou que a velocidade da luz era de 186.284 milhas por segundo. Michelson, todavia, não ficou satisfeito. Depois de se ter aposentado na Universidade de Chicago em 1929, construiu próximo de Passadena, Califórnia, pelo custo de US$60.000 um enorme tubo de vácuo, com uma milha de comprimento. A partir desse momento ele estava livre das condições atmosféricas.

Depois de sua morte, em 1931, o trabalho foi continuado pelo Dr. Francis G. Pease, o qual em 1933 fez público que a velocidade da luz parecia, às vezes, mostrar ligeiras variações; essa foi uma revelação notável, pois a ciência moderna chegou a encarar o caso da velocidade da luz como uma das coisas imutáveis da Natureza. É muito cedo para dizer se esses resultados provam, realmente, que a velocidade é mesmo mutável.

As últimas experiências deram a cifra de 186.230 milhas por segundo, o que não fica muito distante do resultado obtido por Ole Roemer, que conseguiu com os instrumentos rudimentares de 1676.