要有光：人类是怎么测量光速的？( 二 ) _小知识

“木卫一蚀”就是罗默计算光速的关键。当木卫一绕到木星背后的时候，它会在望远镜的视野中忽然消失，这叫做“消踪” ，当木卫一蚀结束时，木卫一会忽然出现，这叫做“现踪” 。当时的人们已经计算出了木卫一的公转周期，它每隔42.5小时就绕木星一周，每次都会出现一次木卫一蚀。

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罗默绘制的示意图，其中A为太阳， B为木星，小圆是木卫一的轨道。当木卫一位于CD阴影之间时，发生木卫一蚀（wikipedia）
罗默认为，虽然木卫一蚀的周期恒定，但由于地球与木星距离的改变，观测到木卫一蚀的时间也会有所改变。简单地说，当地球在公转轨道上靠近木星的位置上时，会更早地看见木卫一现踪，而当地球移动到离木星较远的位置上时，光行进到地球所需的时间就会变长，那么木卫一现踪的时间就会推迟。这个时间差足够大，比起伽利略的灯笼实验，可观测性要大多了。

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大圆是地球的公转轨道。当地球所处位置不同（如于L、K点）时，观察到的木卫一现踪时间不同（wikipedia）
罗默花了十几年时间来观测木卫一蚀，他只凭借着望远镜、手表，记录一年之中不同日子里木卫一蚀的时间差，再计算这些时刻地球位置的改变，便得到了非凡的结果：他预言， 1676年11月9日上午5点25分45秒发生的木卫一现踪将推迟10分钟。巴黎天文台的其他同事怀着将信将疑的态度，观测并验证了他的预言。罗默还推算出光速大约为220000千米/秒。

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太阳系示意图，红色为木星公转轨迹，蓝色为地球公转轨迹（动图）（wikipedia）
这个数值和今天我们知道的光速（约299792千米/秒）相差甚远，但已经是一个非常了不起的结果。要知道，当时人们连太阳离地球有多远都不知道。而且，罗默光速的误差，更多的要归咎于当时计算水平的不足，他的方法是非常准确的。现代的科学家按照罗默的方法进行计算校正后，可以得到非常接近现代光速的数值298000千米/秒。
8公里外的反光镜
罗默过后的科学界一片沉寂，花了差不多两百年，才出现了愿意投身测量光速的新人。 1849年，法国物理学家阿曼达·斐索（Armand Fizeau）首次在地球上测量出了光的速度。