6. Velocidad de la luz

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Nuestra percepción de la realidad nos hace creer que la luz tiene una propagación instantánea, No fue hasta la época de Galileo, finales del siglo XVI, cuando se comenzó a cuestionar la condición.

Galileo realizó un experimento para determinar la velocidad de la luz. Éste consistía en hacer señales con linternas desde dos colinas separadas por un kilómetro de distancia.

La idea era simple. Se trataba de medir el tiempo que tarda la luz en recorrer dos veces la distancia entre dos hombres situados en las colinas. Uno de ellos destapaba su linterna y cuando el otro veía la luz, destapaba la suya.

Por tanto ese tiempo, resultaba del viaje de la luz por dos kilómetros. Aunque el método es correcto tiene una salvedad, la medida del tiempo y el tiempo transcurrido en abrir la lámpara para el segundo observador. Además, la distancia entre las personas es excesivamente pequeña comparada con el valor correspondiente a la velocidad de la luz. Por estos motivos, Galileo no pudo obtener un valor razonable para la misma.

Imagen de FJGAR en Wikimedia. CC

La velocidad de la luz fue calculada por primera vez por Olaf Römer en 1675, mientras observaba las lunas de Júpiter, se percató que el lapso de tiempo entre los eclipses de Júpiter con sus lunas se hacía más corto cuando la Tierra se movía hacia Júpiter, y más largo cuando la Tierra se alejaba.

Este comportamiento anómalo de los anteriores eventos planetarios sólo tenía sentido bajo la consigna de una velocidad finita para la luz. Sus cálculos dieron un resultado un tanto alejado pero, para la época, algo magnífico. El valor estimado fue de 214000 km/s.

Cerca de doscientos años después, concretamente en 1849, Armand Fizeau intentó medir la velocidad de la luz sin usar métodos astronómicos, la experiencia usaba espejos separados por una gran distancia y en la trayectoria del rayo interponía un engranaje en movimiento con 720 dientes, que podía girar a una velocidad conocida y constante.

Colocó un espejo a 8633 m. Una luz muy brillante se dirigía entre los espacios existentes entre dos dientes de la rueda y se reflejaba en el espejo. En función de la velocidad de giro, se podía conseguir que el rayo reflejado alcanzara al observador o impactara sobre la rueda. Conocida la velocidad angular del engranaje para la cual no se ve la luz, se puede estimar el valor que posee la velocidad de la luz. Fizeau obtuvo un valor de 3,1·10⁵ km/s.

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Con la teoría de Maxwell sobre el papel, fueron muchos los que mejoraron las mediciones de la velocidad de la luz, hasta llegar al valor adoptado en 1983, siendo este de 299792,458 km/s. En la práctica se usa 300000 km/s por razones de comodidad en las operaciones.