Ole Rømer
Astrónomo danés (1644-1710)

Ole Rømer
Ole Rømer, retrato de Jacob Coning de c. 1700
Nacido
Ole Christensen Rømer

( 1644-09-25 )25 de septiembre de 1644
Århus , Dinamarca-Noruega
Fallecido19 de septiembre de 1710 (1710-09-19)(65 años)
Copenhague , Dinamarca-Noruega
Nacionalidaddanés
Alma máterUniversidad de Copenhague
Conocido porDeterminación de la velocidad de la luz por Rømer
Escala de Rømer
Engranaje cicloide
Corrección del tiempo luz
Montura altacimutal
Círculo meridiano
Carrera científica
CamposAstronomía
Firma

Ole Christensen Rømer ( en danés: [ˈoːlə ˈʁœˀmɐ] ; 25 de septiembre de 1644 - 19 de septiembre de 1710) fue un astrónomo danés que, en 1676, demostró por primera vez que la luz viaja a una velocidad finita. Rømer también inventó el termómetro moderno que muestra la temperatura entre dos puntos fijos, es decir, los puntos en los que el agua hierve y se congela respectivamente.

Rømer hizo su descubrimiento sobre la velocidad de la luz mientras trabajaba en el Observatorio Real de París y estudiaba la luna de Júpiter, Ío . Estimó que la luz tarda unos 11 minutos en viajar desde el Sol a la Tierra. Utilizando el conocimiento actual de la distancia Sol-Tierra , esto equivaldría a una velocidad de la luz de aproximadamente 220.000 kilómetros por segundo, [1] en comparación con el valor aceptado hoy de poco menos de 300.000 kilómetros por segundo.

En la literatura científica son habituales grafías alternativas como "Roemer", "Römer" o "Romer".

Biografía

La torre redonda de Copenhague , en cuyo techo se encontraba el observatorio de la universidad desde mediados del siglo XVII hasta mediados del siglo XIX, cuando se trasladó a unas nuevas instalaciones. El observatorio actual se construyó en el siglo XX para uso de aficionados.

Rømer nació el 25 de septiembre de 1644 en Århus, hijo del comerciante y capitán Christen Pedersen (fallecido en 1663) y de Anna Olufsdatter Storm ( c.  1610-1690 ), hija de un concejal adinerado . [2] Desde 1642, Christen Pedersen había empezado a utilizar el nombre Rømer, lo que significa que era de la isla danesa de Rømø , para distinguirse de otras dos personas llamadas Christen Pedersen. [3] Hay pocos registros de Ole Rømer antes de 1662, cuando se graduó en la antigua Aarhus Katedralskole (la escuela de la catedral de Aarhus), [4] [5] se trasladó a Copenhague y se matriculó en la Universidad de Copenhague . Su mentor en la Universidad fue Rasmus Bartholin , quien publicó su descubrimiento de la doble refracción de un rayo de luz por el espato de Islandia (una forma transparente del mineral calcita ) en 1668, mientras Rømer vivía en su casa. Rømer tuvo todas las oportunidades para aprender matemáticas y astronomía utilizando las observaciones astronómicas de Tycho Brahe , ya que a Bartholin se le había encomendado la tarea de prepararlas para su publicación. [6]

Rømer fue empleado por el gobierno francés: Luis XIV lo nombró tutor del Delfín y también participó en la construcción de las magníficas fuentes de Versalles .

En 1681, Rømer regresó a Dinamarca y fue nombrado profesor de astronomía en la Universidad de Copenhague. Ese mismo año se casó con Anne Marie Bartholin, hija de Rasmus Bartholin . También trabajó como observador, tanto en el Observatorio Universitario de Rundetårn como en su casa, utilizando instrumentos mejorados de su propia construcción. Desafortunadamente, sus observaciones no han sobrevivido: se perdieron en el gran incendio de Copenhague de 1728. Sin embargo, un antiguo asistente (y más tarde astrónomo por derecho propio), Peder Horrebow , describió y escribió lealmente sobre las observaciones de Rømer.

En su calidad de matemático real, Rømer introdujo el primer sistema nacional de pesas y medidas en Dinamarca el 1 de mayo de 1683. [7] [8] Inicialmente basado en el pie del Rin, se adoptó un estándar nacional más preciso en 1698. [9] Las mediciones posteriores de los estándares fabricados para longitud y volumen muestran un excelente grado de precisión. Su objetivo era lograr una definición basada en constantes astronómicas, utilizando un péndulo . Esto sucedería después de su muerte, ya que los aspectos prácticos lo hicieron demasiado impreciso en ese momento. También es notable su definición de la nueva milla danesa de 24.000 pies daneses (aproximadamente 7.532 m). [10]

En 1700, Rømer convenció al rey para que introdujera el calendario gregoriano en Dinamarca y Noruega  , algo que Tycho Brahe había defendido en vano cien años antes. [11]

Ole Rømer en acción

Rømer desarrolló una escala de temperatura mientras convalecía de una pierna rota. [12] Después de visitar a Rømer en 1708, Daniel Gabriel Fahrenheit comenzó a fabricar sus termómetros utilizando una versión modificada de la escala de Rømer que eventualmente evolucionó hasta convertirse en la escala Fahrenheit que todavía es popular en los Estados Unidos y algunos otros países. [13] [14] [15]

Rømer también estableció escuelas de navegación en varias ciudades danesas. [16]

En 1705, Rømer fue nombrado segundo jefe de la policía de Copenhague , cargo que mantuvo hasta su muerte en 1710. [17] Uno de sus primeros actos fue despedir a toda la fuerza, convencido de que la moral estaba alarmantemente baja. Fue el inventor de las primeras farolas (lámparas de aceite) de Copenhague y trabajó duro para intentar controlar a los mendigos, los pobres, los desempleados y las prostitutas de Copenhague. [18] [19]

En Copenhague, Rømer estableció reglas para la construcción de nuevas casas, restableció el suministro de agua y el alcantarillado de la ciudad, se aseguró de que el departamento de bomberos de la ciudad tuviera equipos nuevos y mejores, y fue la fuerza impulsora detrás de la planificación y construcción de nuevo pavimento en las calles y en las plazas de la ciudad. [20] [21] [22]

Rømer murió a los 65 años en 1710. Fue enterrado en la Catedral de Copenhague , que fue reconstruida después de su destrucción en la Batalla de Copenhague (1807) . Hay un monumento moderno. [23]

Rømer y la velocidad de la luz

La determinación de la longitud es un problema práctico significativo en cartografía y navegación . Felipe III de España ofreció un premio por un método para determinar la longitud de un barco fuera de la vista de la tierra, y Galileo propuso un método para establecer la hora del día, y por lo tanto la longitud, basándose en los tiempos de los eclipses de las lunas de Júpiter , en esencia utilizando el sistema joviano como un reloj cósmico; este método no mejoró significativamente hasta que se desarrollaron relojes mecánicos precisos en el siglo XVIII. Galileo propuso este método a la corona española (1616-1617), pero resultó poco práctico, debido a las inexactitudes de los horarios de Galileo y la dificultad de observar los eclipses en un barco. Sin embargo, con mejoras, el método podría hacerse funcionar en tierra.

Tras estudiar en Copenhague, Rømer se unió a Jean Picard en 1671 para observar unos 140 eclipses de la luna de Júpiter, Ío, en la isla de Hven, en la antigua ubicación del observatorio de Uraniborg de Tycho Brahe , cerca de Copenhague, durante un período de varios meses, mientras que en París Giovanni Domenico Cassini observaba los mismos eclipses. Comparando las horas de los eclipses, se calculó la diferencia de longitud entre París y Uraniborg.

Cassini había observado las lunas de Júpiter entre 1666 y 1668, y descubrió discrepancias en sus mediciones que, en un principio, atribuyó a que la luz tenía una velocidad finita. En 1672, Rømer fue a París y continuó observando los satélites de Júpiter como asistente de Cassini. Rømer añadió sus propias observaciones a las de Cassini y observó que los tiempos entre eclipses (en particular los de Ío) se acortaban a medida que la Tierra se acercaba a Júpiter, y se alargaban a medida que la Tierra se alejaba. Cassini hizo un anuncio a la Academia de Ciencias el 22 de agosto de 1676:

Esta segunda desigualdad parece deberse a que la luz tarda cierto tiempo en llegar hasta nosotros desde el satélite: la luz parece tardar entre diez y once minutos [en recorrer] una distancia igual a la mitad del diámetro de la órbita terrestre . [24]

Ilustración del artículo de 1676 sobre la medición de la velocidad de la luz realizada por Rømer . Rømer comparó la duración de las órbitas de Ío a medida que la Tierra se acercaba a Júpiter (F a G) y a medida que la Tierra se alejaba de Júpiter (L a K).

Curiosamente, Cassini parece haber abandonado este razonamiento, que Rømer adoptó y se dedicó a reforzar de manera irrefutable, utilizando un número seleccionado de observaciones realizadas por Picard y él mismo entre 1671 y 1677. Rømer presentó sus resultados a la Academia Francesa de Ciencias , y fueron resumidos poco después por un reportero anónimo en un breve artículo, Démonstration touchant le mouvement de la lumière trouvé par M. Roemer de l'Académie des sciences , publicado el 7 de diciembre de 1676 en el Journal des sçavans . [25] Desafortunadamente, el reportero, posiblemente para ocultar su falta de comprensión, recurrió a una redacción críptica, ofuscando el razonamiento de Rømer en el proceso. El propio Rømer nunca publicó sus resultados. [26]

El razonamiento de Rømer fue el siguiente. En referencia a la ilustración, supongamos que la Tierra está en el punto L , e Ío emerge de la sombra de Júpiter en el punto D . Después de varias órbitas de Ío, a 42,5 horas por órbita, la Tierra está en el punto K . Si la luz no se propaga instantáneamente, el tiempo adicional que tarda en alcanzar K , que calculó en unos 3½ minutos, explicaría el retraso observado. Rømer observó inmersiones en el punto C desde las posiciones F y G , para evitar confusiones con eclipses (Ío ensombrecido por Júpiter desde C hasta D ) y ocultaciones (Ío escondido detrás de Júpiter en varios ángulos). En la tabla siguiente, sus observaciones en 1676, incluida la del 7 de agosto, que se cree que fue en el punto de oposición H , [27] y la observada en el Observatorio de París con 10 minutos de retraso, el 9 de noviembre. [28]

Los eclipses de Ío registrados por Rømer en 1676
El tiempo está normalizado (horas desde medianoche en lugar de desde mediodía); los valores en las filas pares se calculan a partir de los datos originales.
MesDíaTiempoMareaórbitaspromedio (horas)
Puede122:49:42do
2.837.189 s1841,48
Junio1322:56:11do
4.748.019 s3142,54
Ago721:49:50D
611.765 s442,48
Ago1423:45:55D
764.718 s542,48
Ago2320:11:13D
6.729.872 s4442,49
Nov917:35:45D

Por ensayo y error , durante ocho años de observaciones, Rømer descubrió cómo explicar el retraso de la luz al calcular las efemérides de Ío. Calculó el retraso como una proporción del ángulo correspondiente a una posición dada de la Tierra con respecto a Júpiter, Δt  = 22·( α ⁄ 180° )[minutos]. Cuando el ángulo α es de 180°, el retraso se convierte en 22 minutos, lo que puede interpretarse como el tiempo necesario para que la luz recorra una distancia igual al diámetro de la órbita de la Tierra, H a E . [28] (En realidad, Júpiter no es visible desde el punto de conjunción E .) Esa interpretación permite calcular el resultado estricto de las observaciones de Rømer: la relación entre la velocidad de la luz y la velocidad con la que la Tierra orbita alrededor del Sol, que es la relación entre la duración de un año dividido por pi en comparación con los 22 minutos

365·24·60 ⁄ π ·22 ≈ 7.600.

En comparación, el valor moderno es de aproximadamente 299.792 km s −1 ⁄ 29,8 km s −1 ≈ 10.100. [29]

Rømer no calculó esta relación ni dio un valor para la velocidad de la luz. Sin embargo, muchos otros calcularon una velocidad a partir de sus datos, el primero de los cuales fue Christiaan Huygens ; después de comunicarse con Rømer y obtener más datos, Huygens dedujo que la luz viajaba 16+2 ⁄ 3 diámetros de la Tierra por segundo, [30] lo que equivale aproximadamente a 212.000 km/s.

La visión de Rømer de que la velocidad de la luz era finita no fue plenamente aceptada hasta que James Bradley realizó mediciones de la llamada aberración de la luz en 1727.

En 1809, aprovechando nuevamente las observaciones de Ío, pero esta vez con el beneficio de más de un siglo de observaciones cada vez más precisas, el astrónomo Jean Baptiste Joseph Delambre informó que el tiempo que tarda la luz en viajar desde el Sol hasta la Tierra es de 8 minutos y 12 segundos. Dependiendo del valor que se asuma para la unidad astronómica, esto da como resultado una velocidad de la luz de poco más de 300.000 kilómetros por segundo. El valor moderno es de 8 minutos y 19 segundos, y una velocidad de 299.792,458 km/s.

Una placa en el Observatorio de París, donde trabajaba el astrónomo danés, conmemora lo que fue, en efecto, la primera medición de una cantidad universal realizada en este planeta.

Invenciones

Además de inventar las primeras farolas de Copenhague, [31] [32] Rømer también inventó el círculo meridiano , [33] [34] [35] el altacimut , [36] [37] y el instrumento de paso (también conocido como instrumento de tránsito , un tipo de círculo meridiano cuyo eje horizontal no está fijo en la dirección este-oeste). [38] [39]

Medalla Ole Rømer

La Medalla Ole Rømer  [da] es otorgada anualmente por el Consejo Danés de Investigación en Ciencias Naturales por investigaciones destacadas. [40]

El Museo Ole Rømer

El Museo Ole Rømer está situado en el municipio de Høje-Taastrup , Dinamarca, [41] en el sitio excavado del observatorio de Rømer, Observatorium Tusculanum  [da] en Vridsløsemagle. [42] [43] [44] El observatorio abrió en 1704 y funcionó hasta aproximadamente 1716, cuando los instrumentos restantes se trasladaron a Rundetårn en Copenhague. [45] Hay una gran colección de instrumentos astronómicos antiguos y más recientes en exhibición en el museo. [46] El museo abrió en 1979 y desde 2002 forma parte del museo Kroppedal en la misma ubicación. [47] [48] [49]

Honores

En Dinamarca, Ole Rømer ha sido honrado de diversas maneras a lo largo de los siglos. Ha sido retratado en billetes de banco, [50] la colina homónima de Ole Rømer  [da] lleva su nombre, [51] al igual que las calles de Aarhus y Copenhague ( Ole Rømers Gade y Rømersgade  [da] respectivamente). [52] [53] El observatorio astronómico de la Universidad de Aarhus se llama Observatorio Ole Rømer ( Ole Rømer Observatoriet  [da] ) en su honor, y un proyecto satelital danés para medir la edad, la temperatura y las condiciones físicas y químicas de estrellas seleccionadas se denominó Satélite Rømer  [da] . El proyecto satelital se estancó en 2002 y, sin embargo, nunca se realizó. [54] [55]

El cráter Römer en la Luna lleva su nombre. [56]

En la década de 1960, el superhéroe de cómic Flash en varias ocasiones midió su velocidad en "Roemers" [ sic ], en honor al "descubrimiento" de la velocidad de la luz por parte de Ole Rømer . [57] [ se necesita una mejor fuente ]

En la novela Rainbow Mars de Larry Niven de 1999 , se menciona que Ole Rømer observó vida marciana en una línea de tiempo histórica alternativa .

Ole Rømer aparece en el juego Empire: Total War de 2012 como un caballero de Dinamarca.

El 7 de diciembre de 2016, un Doodle de Google estuvo dedicado a Rømer. [58]

Notas y referencias

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  5. ^ Olaf Lind; Poul Ib Henriksen (2003). Arkitektur Fortaellinger/Edificio de la Universidad de Aarhus (en danés). Aarhus Universitetsforlag. págs.21–. ISBN 978-87-7288-972-6. Ole Rømer tog iøvrigt Studentereksamen fra Latinskolen i Århus (Katedralskolen) en 1662.[ enlace muerto permanente ]
  6. ^ Friedrichsen; Tortzen (2001), págs. 19-20.
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  8. ^ Poul Aagaard Christiansen; Povl Riis; Eskil Hohwy (1982). Festskrift udgivet i anledning af Universitetsbibliotekets 500 års jubilæum 28 de junio de 1982 (en danés). Lægeforeningen. págs.87–. En Studie i Ole Rømers efterladte optegnelser, Adversaria, som hans enke Else Magdalene ... y le dan el kongelige mathematicus Ole Rømer (1644-1710) de Christian V æren for udformningen af ​​forordningen af ​​1.V.1683 ...
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Fuentes

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  • Axel V. Nielsen (1944). Ole Romer, en Skildring af hans Liv og Gerning (en danés). Nordisk Forlag.

Medios relacionados con Ole Rømer en Wikimedia Commons

  • Roemer, Ole Christensen (en el Proyecto Galileo)
  • Démonstration touchant le mouvement de la lumière (El artículo de 1676 sobre la velocidad de la luz, en francés antiguo, como texto ordinario)
  • Rømer y el principio de Doppler. (más detalles sobre el resultado de Rømer)
  • (en danés) Fysikeren Ole Rømer (en danés)
  • Museo Kroppedal
  • Ole Rømer en el billete de 50 coronas danesas Archivado el 3 de agosto de 2018 en Wayback Machine.
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