Hvor hurtig er lysets hastighed?

Lysets hastighed er et fascinerende koncept, men hvor hurtig er lyset egentlig og hvordan har vi målt det? Lad os starte med at fastslå, at lys bevæger sig præcis 299.792.458 m/s i vakuum, men vil variere i andre medier.

Lysets tøven

I 1676 gav den danske astronom Ole Rømer, det første pålidelige skøn for lysets hastighed. Det gjorde han ved at observere månerne omkring Jupiter, hvor han bemærkede ‘lysets tøven’ – altså at lyset ikke bevæger sig med en uendelig hastighed. Disse observationer førte samtidig til et meget godt bud på hastigheden, som han vurderede til omkring 227.000 km/s i vakuum.

År	Eksperiment eller definition	Beskrivelse
1676	Ole Rømers observationer	Observation af månerne omkring Jupiter, hvor Ole Rømer beskrev ‘lysets tøven’ og teorien om en begrænset hastighed for lys.
1849	Fizeaus roterende tandhjul	Eksperiment med lys, som sendes igennem et roterende tandhjul for at beregne lysets hastighed.
1887	Michelson-Morley-eksperimentet	Eksperiment med det formål, at påvise æteren som det medium hvorigennem lys bevæger sig, men i stedet bekræftede en konstant hastighed for lyset.
1983	Meterens definition baseret på lys	Fastlæggelse af meteren som den længde, som lys tilbagelægger i vakuum i løbet af 1/299.792.458 sekund.
2019	Omdefinering af meteren	Yderligere forfining af definitionen for meteren, bl.a. grundet en præcisering af enheden for tid, sekundet.

Einsteins relativitetsteori

Ole Rømer var ikke den eneste, som beskæftigede sig med lysets hastighed. Albert Einstein udviklede relativitetsteorien i begyndelsen af det 20. århundrede og den var grundlæggende baseret på lysets hastighed.

Den specielle relativitetsteori, offentliggjort i 1905, postulerede at lysets hastighed er konstant for alle observatører, uanset deres relative bevægelse. Dette princip udfordrede den klassiske opfattelse af tid og rum, samt førte til begreber som tidsdilatation og længdekontraktion.

I den generelle relativitetsteori, offentliggjort i 1915, udvidede Einstein koncepterne til at omfatte tyngdekraften og beskrev den som en egenskab af rumtidens krumning. Dette førte til en forudsigelse af tyngdebølger, som senere blev bekræftet ved observationer af fænomener som f.eks. sorte huller.

Samlet set har Einsteins relativitetsteorier haft en dybtgående påvirkning af vores forståelse af universet og har inspireret generationer af forskere, astronomer mv.

Fastlæggelse af meteren baseret på lysets hastighed

I 1983 blev meteren officielt defineret som den længde, som lys tilbagelægger i vakuum på 1/299.792.458 sekunder. Denne definition, som er baseret på lysets konstante hastighed, blev etableret under SI-systemet og har gjort meteren til en fundamental enhed.

Imidlertid, som en del af en større omdefinering af SI-enhederne i 2019, blev meteren yderligere forfinet ved at forbedre præcisionen af bl.a. enheden for tid.

Lysår: Måling af afstande i rummet

Et lysår er den afstand, som lyset tilbagelægger på et år med en konstant hastighed på 299.792.458 m/s. Lysår er derfor en praktisk enhed til, at beskrive de enorme afstande i rummet, som ellers kan være vanskelige at forstå i mere konventionelle måleenheder.

Eksempelvis er den nærmeste stjerne til vores solsystem, Proxima Centauri, omkring 4,24 lysår væk. Hvis man skulle beskrive afstanden i kilometer, ville resultatet være i adskillige billioner. Det betyder samtidig at det lys vi ser fra Proxima Centauri i dag, har været mere end fire år undervejs i rummet for at nå os.

Derfor fungerer lysår ikke kun som en måleenhed for længde, men også som en slags tidsmaskine, der giver os et glimt af fortiden.