La primera medición exitosa de la velocidad de la luz tuvo lugar en 1676. El astrónomo danés Ole Rømer estaba tratando de medir la órbita de Io, la tercera luna más grande de Júpiter, observando cuánto tiempo tardó en pasar alrededor del planeta. Mirando a Io durante muchos años, Rømer hizo un descubrimiento sorprendente, dice el Museo Americano de Historia Natural:
El intervalo de tiempo entre eclipses sucesivos se hizo cada vez más corto a medida que la Tierra en su órbita se movía hacia Júpiter y se hacía más largo a medida que la Tierra se alejaba de Júpiter. Estas diferencias acumuladas. A partir de sus datos, Roemer estimó que cuando la Tierra estuviera más cerca de Júpiter ..., los eclipses de Io ocurrirían aproximadamente once minutos antes de lo previsto en función del período orbital promedio durante muchos años. Y 6.5 meses después, cuando la Tierra estaba más alejada de Júpiter ..., los eclipses ocurrirían unos once minutos más tarde de lo previsto.
Roemer sabía que el verdadero período orbital de Io no podía tener nada que ver con las posiciones relativas de la Tierra y Júpiter. En una idea brillante, se dio cuenta de que la diferencia horaria debe deberse a la velocidad finita de la luz.
Antes de Rømer, los científicos no estaban seguros de si la luz tenía una velocidad limitada o si su velocímetro estaba permanentemente atascado en "infinito".
Unos cientos de años después, las técnicas para medir la velocidad de la luz se han vuelto asombrosamente más precisas y, en algunos casos, más complejas. Pero en el video de arriba, la gente del centro de ciencias At Bristol muestra una forma relativamente simple de calcular la velocidad de la luz que no implica años de mirar a través del ocular del telescopio. De hecho, su enfoque utiliza nada más que un simple equipo de cocina y chocolate.
En el video, los anfitriones Ross Exton y Nerys Shah usan poco más que un horno de microondas y una barra de chocolate para mostrar cómo calcular la velocidad de la luz. El video no deja perfectamente claro cómo la medición de los trozos derretidos en una barra de chocolate se relaciona con la velocidad de la luz. Pero desglosarlo un poco más solo requiere echar un vistazo a algunas de las unidades utilizadas en sus mediciones.
Hertz es el sustituto de la física para "ciclos por segundo". El microondas utilizado en el video produjo ondas de luz con una frecuencia de 2, 450, 000, 000 Hertz, o esa cantidad de ciclos por segundo. Ir de pico a pico en una ola, en este caso la distancia entre el primer y el tercer trozo de chocolate derretido, es un ciclo. Exton y Shah midieron esa distancia como 0, 12 metros, o 0, 12 metros por ciclo. Multiplicar algo medido en "metros por ciclo" por algo en "ciclos por segundo" dará una medida en "metros por segundo". Esa es la velocidad de la onda, la velocidad de la luz.
El truco que hace que el enfoque del equipo At Bristol funcione es que en la era moderna ya sabemos algunas cosas importantes sobre la luz: que tiene una velocidad finita y que esa velocidad es en gran medida constante. También tenemos el beneficio de que los físicos ya han descubierto la relación entre longitud de onda, frecuencia y velocidad.
Cuando Ole Rømer miró a Júpiter y dedujo por primera vez la velocidad de la luz, llegó a 214, 000, 000 metros por segundo. "Esta medición, teniendo en cuenta su antigüedad, método de medición y la incertidumbre del siglo 17 en cuanto a qué tan lejos estaba Júpiter de la Tierra, es sorprendentemente cercana al valor moderno de [299 792 458] metros por segundo", dice Dave Kornreich para Cornell.
Usando un microondas y una barra de chocolate, Exton y Shah obtuvieron 294, 000, 000 de metros por segundo, algo que no está mal para un poco de ciencia de la cocina.
