Из науке о светлости/3

←2

Из науке о светлости  (1895)  Писац: Ђорђе Станојевић Брзина светлости

4→

Станојевић, Ђорђе (1895). Из науке о светлости. Београд: Српска књижевна задруга. Државна штампарија Краљевине Србије

БРЗИНА СВЕТЛОСТИ

У обичном се животу мисли, да се светлост, кад на једном месту постане, истога тренутка види ма са које даљине; другим речима држи се, да се светлост простире тренутно на све даљине тј. да јој је брзина бескрајно велика. Тако су мислили сви стари научници све до XVII века, кад се дознало да се светлост не простире тренутно или бескрајно брзо, већ са извесном истина врло великом али опет не бескрајном брзином.

Први пут се дознало да се светлост не простире тренутно извесним астрономским посматрањима, која ћемо мало час описати. Само да би нам ствар била јаснија, узећемо претходно овакав један пример.

Рецимо да смо наместили 4–5 гомила барута, од којих ћемо тачно сваких десет минута по једну упалити. Ако неко са ма какве даљине посматра светлост, коју ће свака она упаљена гомила барута дати, он ће опазити, страна 66 да између сваке две појаве светлости прође тачно 10 минута. Тако ће се ствар десити, па била брзина светлости слаба, или велика, или чак и бескрајна, само ако посматрач остане увек на истом месту.

Али ако посматрач види светлост од прве гомиле са извесног места, па док се упали друга гомила он оде даље, онда ће очевидно другу светлост видети не после 10 минута већ доцније, и то у толико доцније, у колико је даље отишао. Ако продужи своје удаљавање, он ће трећу светлост видети не десет минута после друге, него мало доцније итд. Ако се посматрач удаљава железницом, па, док се упали пета гомила барута, оде 40 километара даље но што је био, кад је прву запаљену гомилу видео, онда, ако нађе да између четврте и пете појаве светлости прође не тачно 10 минута већ рецимо 10 минута и две секунде, морамо закључити, да се за те две секунде светлост одоцнила, јер је имала да пређе сада 40 километара дужи пут него у почетку. Тако бисмо од прилике дознали, да је брзина светлости у секунди 20 километара.

Права брзина светлости је много већа од 20 километара у секунди, и за то нам такве пробе не би послужило да одредимо на земљи брзину светлости. Међу тим се нешто налик на описано повремено јављање светлости дешава на небу и то код помрачења Јупитерових пратилаца.

Планета Јупитер, која је највећа планета у нашој сунчаној системи, има око себе пет страна 67 већих и мањих, ближих и даљих пратилаца или месеца. Па као год што се наш месец помрачава, кад уђе у сенку земљину, тако се исто помрачавају и Јупитерови месеци, кад уђу у сенку, коју он за собом баца.

Код оних пратилаца Јупитерових, који су му ближи, помрачења се дешавају врло често и лако се могу дурбинима посматрати са земље. Док нису помрачени, они се виде као мале светле тачке, које на један пут нестану, кад уђу у његову сенку, па се опет појаве, кад из ње изићу. Најзгоднији је за та посматрања до скора први (а сада, како је пре кратког времена, 1892 године, пронађен још један ближи, он је постао други) Јупитеров пратилац, који се око њега окрене за 42 сата 27½ минута (тачно 27 минута 33·51 секунада).

Сл. 32.

Кад је земља испред сунца и према Јупитеру у T (сл. 32), ондаје Јупитер у j, а његов пратилац у E улази у сенку, те се помрачава. После 42½ сахата од прилике он сврши страна 68 свој цео пут око Јупитера по означеном кругу и опет је у истом положају да поново уђе у сенку. Према томе лако је одредити за једну годину, кад ће се тај Јупитеров пратилац помрачавати, а такве су таблице биле већ одавно утврђене за овјаку годину.

Дански астроном Ремер, посматрајући 1675 године помрачења тога Јупитерова пратиоца, нађе да се та помрачења не дешавају по таблицама раније прорачунатим, него да се збивају све доцније у колико земља, по својој путањи обилазећи око оунца, иде даље од Јупитера. Највеће се задоцњење опажа, кад је земља на супротној страни од сунца у T' и оно износи 16 минута и 26·5 секунада. То значи, кад се одреди време које протече између два помрачења Јупитерова пратиоца, кад је земља у T, па се после 6 месеца (кад земља дође у T') опет посматрају помрачења тога пратиоца, онда се налази, да се она за 16 минута и 26·5 секунада доцније збивају него што је то било пре шест месеца (кад је земља била у T). Кад земља из T' продужи свој пут према положају T, помрачења се Јупитерова пратиоца дешавају раније и раније и кад земља после даљих шест месеца понова доће у T, она се онако исто збивају, као и пре једне године.

Ово одоцњавање помрачења Јупитерова пратиоца у свему нас опомиње на оно одоцњавање, о коме смо мало час говорили, кад смо палили оне гомиле барута и пустили посматрача, да се од њих све већма удаљује. У страна 69 место барута овде имамо помрачавање Јупитеровта пратиоца, које се врло правилно понавља свака 42·5 сата. Посматрач се овде са земљом заједно удаљује непрестано за првих шест месеца, услед чега се помрачења све доцније дешавају, док најзад то задоцњење не изнесе пуних 16 минута и 26·5 секунада Па како се Јупитер врло скоро креће (у поређењу за земљом) то се он за шест месеца премести тек из T у T' док је земља, као што смо видели, за исто време прешла из j у j'. То значи, сада светлост има много дужи пут (за цео пречник земљине путање) да пређе, него кад је земља у j', услед чега мора да наступи задоцњење.

Брзина се светлости може сад лако одредити, кад се зна пречник земљине путање; ваља само тај пречник, изражен километрима, поделити са 16 минута и 26·5 секунада, или, што је све једно, са 986·5 секунада, па добити брзину светлости у једној секунди, изражену такође километрима.

Кад се сврши тај рачун, који је као што се види врло прост, онда излази, да је брзина светлости за секунду у округлој цифри:

300.000 километара.

Ова метода одређивања брзине светлости и ако је била прва, није у исти мах и једина. Јер педесет година доцније, други један астроном, Енглез Брадлеј, одредио је брзину светлости звезда на сасвим други начин, па је нашао у главноме исту цифру, каку смо горе страна 70 навели. Извесна разлика у бројевима, износећи само један од сто, могла је постати услед несавршености астрономских посматрања онога доба, али сличност бројева потврђивала је истину, да се светлост не простире тренутно, већ да и њој треба извесно време да пређе дуге просторије небеске.

И ако је брзина светлости огромна — 600.000 пута већа од брзине топовског ђулета — ипак се та брзина може одредити и на земљи на сразмерно кратким одстојањима, као што су то и учинили француски физичари Физо и Корни. На послетку је опет француски један физичар Фуко (Faucault) нашао начина, да измери брзину светлости у једној обичној соби, и да нађе чак и ону малу разлику у брзини светлости, кад она иде кроз ваздух и кад пролази кроз воду.

И ако су сви ти начини одређивања брзине светлости између себе сасвим различни, ипак — а то је врло важно — сви су они дали једну исту средњу брзину светлости и то ону, коју смо горе исписали, и о којој не може бити никакве сумње.

Да видимо сад, какве последице наступају услед брзине светлости.

Пре свега да нагласимо одмах да је брзина светлости највећа брзина, са којом се у науци сретамо. Само се брзина електрицитета са њом равна. Обе су те брзине тако велике, да их тешко можемо на други начин појмити сем упоређивањем са другим нама познатим брзинама. Највећа брзина, коју у обичном животу страна 71 можемо видети, јесте без сумње брзина топовских метака. Топовско ђуле од 12 килограма тежине излази из топа, који је напуњен са 6 килограма барута, брзином од 500 метара у првој секунди. И кад би то ђуле могло продужити свој пут истом брзином до сунца, оно би тамо стигло тек после девет и по година. Светлост пак са сунца дође на земљу за 8 минута и 13 секунада.

Небеске се просторије мере истим мерама као и простори на нашој земљи, тј. километрима. Али док нам овде стижу хиљаде километара, дотле су за даљине небеских тела милиарде, па и билиони, сувише ситне величине. С тога се исказују небеске даљине новом једном јединицом и то брзином светлости. У место да се каже, да је рецимо сунце удаљено од земље 150 милиона километара, може се рећи да светлости треба, као што видесмо, 8 минута и 13 секунада да са њега дође на земљу. Међу тим та је даљина сразмерно мала према осталим небеским даљинама. Јер најближа звезда (после сунца) толико је од земље далеко, да њеној светлости треба 4½ године. Сиријус, најлепша звезда нашем зимњем небу, много је даљи; његовој светлости треба скоро девет година, док стигне на земљу. Северњача је још даља; светлост, која са ње полази, стиже на земљу тек после 46·5 година. Ко би хтео ту даљину да представи километрима, ваља да претвори 46·5 година у секунде и њих да помножи са 300.000.

страна 72 И то су звезде сразмерно блиске; то је даљина звезда сразмерно великих. С оних звезда, које се једва виде голим оком, светлост долази тек за 225 година. Држи се, да са звезда у кумовској слами светлост стигне на земљу тек после 4000 година, прелазећи наравно сваке секунде 300.000 километара.

И због тога што се светлост не простире тренутно, што јој треба извесно дуго време да пређе велике даљине, због тога ми не видимо небо онако, како је оно, кад га гледамо. Овога тренутка видимо на пример месец онакав, какав је био пре једне секунде и четврт (јер светлост са месеца стигне за 1¼ секунду); једну звезду видимо онакву, каква је била пре 5, неку другу пре 10, 50, 100 итд. година. Кад би се са северњаче могли видети поједини догађаји на нашој земљи, сада би тамошњи посматрачи гледали оно, што се на земљи дешавало 1848 и 1849 године.

Према свему томе небо не само да не изгледа онако, како нам се чини, кад га гледамо, већ оно цело није такво било ни у једном извесном добу; оно нам се показује у исти мах у више доба или још боље у скоро бескрајно много доба. Свака се готово звезда види у другом времену; једна се види онаква, каква је била у добу Омирову, нека друга је из доба Неманића, а трећа из времена Хајдук-Вељкова. Исто је то и са угашеним звездама. Сигурно ће бити међу звездама, које данас гледамо, и по гдекоја већ давно угашена; али њен последњи зрак још није стигао страна 73 на земљу и зато она још светли за нас. Према даљини њиховој такве ће звезде још стотине или хиљаде година светлити, и ако светлост са њих више не полази, јер последњем њиховом зраку треба толико година, да нам јави о катастрофи оних тела, са којих је пошао.

Ево како Хумболт пише о тој ствари: „Све што видимо на небу припада у самој ствари епохама много ранијим од оних, кад су светли зраци објавили њихово биће становницима земљиним; то су као гласови из прошлости, који нам сада стижу. Сасвим је истина, кад се каже да смо нашим великим дурбинима продрли у исти мах и у простор и у време. Ми заиста меримо једно другим; један сахат хода за светлост износи 110 милиона мириаметара. Док су се у Теогонији Хезиодовој васионске димензије мериле падањем тела („за девет дана и девет ноћи само, наковањ небески пао је с неба на земљу“), дотле је Хершел ценио, да светлост, коју шаљу оне једва видљиве небеске маглине у његову телескопу од 40 стопа, ваља да утроши близу два милиона година, док дође до нас. И тако је врло многих појава већ давно нестало, а наше их очи још нису дознале; врло су се многе промене, које ми још не видимо, одавна на небу извршиле.“