Işık hızını ilk kim bulmuştur?

Bu tür bilimsel gelişmeler tekil sıçramalar değil, onlarca, kimi zaman yüzlerce yıla yayılan gıdım gıdım ilerlemelerin bir ürünü olduğu için "Işık hızını ilk kim keşfetti?" sorusu faydalı bir soru olmayabilir. Doğru soru, "Işık hızının doğru olarak hesaplanması sürecinde payı olan araştırmacılar kimlerdi?" olacaktır.

Her şeyden önce, 17. yüzyılın başlarında ışık hızının bir miktarı olduğu bile düşünülmüyordu. Işığın sonsuz hızda ilerleyebildiğine inanılıyordu. Bu inancı sorgulayan ve ışığın hızını hesaplamayı deneyen ilk kişi Galileo Galilei olmuştur; ancak Galileo bu çabasında başarısız olmuştır.^[1]

Işık hızının sonsuz değil, sonlu olduğunu keşfeden ilk kişi Danimarkalı astronom Ole Christensen Rømer'dir.^[2][3] Rømer, bu sonuca, 1666-1668 yılları arasında Giovanni Domenico Cassini'nin asistanı olarak çalışırken, Jüpiter'in uydusu Io'nun tutulmalarını gözleyerek varmıştır. Gözlemlerine göre Dünya, Jüpiter'e yaklaştıkça Io'nun tutulmalarının süresi kısalmaktaydı ve yaptığı hesaplar sonucunda bunun, eğer ki ışığın Io'dan Dünya'ya ulaşması 10-11 dakika sürüyorsa açıklanabileceğini bulmuştur. Ne var ki Rømer, bu verileri kullanarak ışık hızını hesaplamamıştır; sadece gözlemlerindeki anomalinin bu şekilde açıklanabileceğini söylemekle yetinmiştir.

Rømer'in verilerini kullanarak ışık hızına bir değer atayan ilk kişi, yine Danimarkalı bir astronom olan Christiaan Huygens olmuştur. Rømer'in bulgularını kendi gözlemleriyle birleştiren Huygens, ışık hızının saniyede Dünya çapı kadar olduğunu hesaplamıştır. Bu da yaklaşık 212.000 km/sn hıza denk gelmektedir (%41.4 hatalı).^[4]

Ancak ne Rømer'in ne de Huygens'in "sınırlı ışık hızı" iddiası kabul görmüştür. Ta ki 1727 yılında James Bradley tarafından ışığın sapması (İng: "abberation") gözlenene dek... Işığın yön değiştirmesi, onun sonlu bir hızı olduğunu ispatlamıştır.^[5][6]

1809 yılında Fransız matematikçi ve astronom Jean Baptiste Joseph Delambre, daha da isabetli gözlemler sayesinde ışığın Güneş-Dünya arası mesafeyi 8 dakika 12 saniyede aldığını bulmuştur (%1.4 hatalı). Bu, 300.000 km/sn'nin birazcık altında bir hız vermektedir.

Günümüzde ışığın Güneş ile Dünya arasındaki mesafeyi 8 dakika 19 saniyede aldığını ve ışık hızının 299792.458 km/sn olduğunu biliyoruz.

Bizi bu keşfe götüren ara ölçümlerin bir listesini şöyle çıkarabiliriz (her bir satırda "ölçüm yılı", "bilim insanının soyadı", "kullandığı yöntem" ve "sonuç (km/sn) (hata payı)" verilmiştir:^[1]

• 1676 / Rømer & Huygens / Jüpiter'in uyduları / 214,000 (-%40)
• 1726 / Bradley / Yıldız sapması / 301,000 (%0.4)
• 1849 / Fizeau / Dönen dişli tekerlek / 313,000 (%4.2)
• 1850 / Foucault / Dönen ayna / 298,000 (-%0.6)
• 1875 / Cornu / Dönen ayna / 299,990 (%0.07)
• 1880 / Michelson / Dönen ayna / 299,910 (%0.04)
• 1883 / Newcomb / Dönen ayna / 299,860 (%0.02)
• 1907 / Rosa & Dorsey / Elektromanyetik sabitler / 299,788 (-%0.001)
• 1926 / Michelson / Dönen ayna / 299,796 (%0.001)
• 1928 / Mittelstaedt / Kerr hücre optüratörü / 299,778 (-%0.005)
• 1932 / Pease & Pearson / Dönen ayna / 299,774 (-%0.006)
• 1940 / Huttel / Kerr hücre optüratörü / 299,768 (-%0.008)
• 1947 / Essen & Gorden-Smith / Kavite resonatörü / 299,792 (%-0.0001)
• 1951 / Bergstrand / Kerr hücre optüratörü / 299,793.1 (%0.0004)
• 1958 / Froome / Radyo interferometresi / 299,792.5 (%0.00001)
• 1972 / Ebenson ve diğerleri / Lazer / 299,792.4574 (-%0.0000002)
• 1983'te ışık hızı 299,792.458 km/sn olarak belirlendi.

Dolayısıyla buraya kadar saydığım isimlerden herhangi birini "ilk" olarak alabilirsiniz. Önemli olan, o "ilk"in gerçekte olandan ne kadar sapmasına izin vereceğiniz.

Ve daha da önemli olan, yukarıdaki listedeki hata paylarının küçülmesine bakarak, bilimin gücünü kavrayabilmek.