RELATIVITETSTEORI - (TUTORIAL / F BORG) 1 ... - Saunalahti

de rör sig relativt det absoluta rummet vilket skulle förklara varför man vid mätning inte erfar
någon skillnad i ljushastigheten. Einstein utgick däremot från en logisk och begreppslig analys
av relativitetsprincipen och Maxwells teori och vari kanske inte ens medveten om
Michelson-Morley experimentet då han författade sin artikel 1905.
11.2 Ljusets hastighet
Under Galileis tid debatterades det fortfarande huruvida ljuset hade en ändlig eller
oändlig utbredningshastighet. Galilei föreslog (1638) att mäta ljushastigheten i nattens
mörker, genom att vid en viss tidpunkt t0 avtäcka en lykta som observeras av den andra
expeimentaron på 3 mils avstånd (enligt Galileis beskrivning), som då avtäcker sin lykta vars
ljus observeras av den första observatören vid, säg, tiden t1. Ljushastigheten uppskattas då
enligt formeln c = 2d/(t1-t0). Med dåtidens tidmätningsutrustning var detta ett omöjligt
företag. Ifall den andra experimentatorn satts på månen skulle det kanske bli en rimlig tid för
att reagera på signalerna; det tar ljuset omkr ett par sekunder att åka framåter mellan jorden
och månen. Den första kvantitativa uppskattningen av ljushastigheten använde sig faktiskt av
de astronomiska avstånden.
Den första beviset på att ljusets hastighet är ändligt gavs av den danske astronomen
Olaf Römer år 1676 i ett sinnrikt argument. Römer observerade att förmörkelsetiderna för
Jupiters månar förskjöts framåt eller bakåt beroende på om jorden råkade vara på väg mot
eller från Jupiter. Römer antog att tidskillnaderna berodde på att ljuset hade varierande lång
väg att tillryggalägga mellan jorden och Jupiter. Använder man Römers data kommer man
fram till en ljushastighet nära 220 000 km/s. Skillnaden på 80 000 km/s från det verkliga
värdet (omkr 300 000 km/s) berodde på en överskattning av omloppstiden. Det har
påpekats att Römers stora bedrift inte främst var att han kunde i princip nå fram till ett värde
för ljushastigheten. Hans enastående upptäckt var att ljuset har en ändlig
utbredningshastighet. Symptomatiskt är att Römer brydde sig inte ens om att räkna ut värdet
för ljushastigheten i sin artikel. Huvudpunkten var att visa att den var ändlig, i motsatts till
den rådande uppfattningen vid denna tid (och en ansenlig tid framöver).
Ett annat astronomiskt bevis för en ändlig ljushastighet fann James Bradley (1727) i
den sk aberrationen (som observerats redan av Picard, Flamsteed, Manfredi och Cassini).
Under jordens årliga vandring kring solen verkar fixstjärnornas postioner variera (med den
årliga parallaxen borträknad). Antag man har en vagn som färdas med hastigheten v relativt
en fixstjärna S vinkelrätt mot en ljustråle från S. Om ljustrålen (se figuren) kommer in genom
en öppning A i väggen så träffar den inte väggen bakom precis mittemot vid B utan i punkten
B*, där BB* = vt är sträckan som vagnen hinner tillryggalägga under den tid t det tar för
ljuset att passera genom vagnen. Från detta räknar man fram aberrationsvinkeln. Enligt
anekdot skulle Bradley kommit underfund med principen för aberrationen, då han vid en
färd längs Themsen hamnade ut för regn. "Då han stigit ombord och fartyget begynte röra sig
snabbt, förundrade han sig, huru regn utan vind kom framifrån mot hans ansigte, samt
eftersinnade vidare öfver orsaken härtill", meddelar Hj Tallquist i en uppsats om
aberrationen från 1914.