Velocidade da luz
O que é velocidade da luz?
Em algum lugar do espaço sideral, a bilhões de anos-luz da Terra, a luz original associada ao Big Bang do universo está brilhando em um novo local enquanto continua sua expansão. Em total contraste, outra forma de radiação eletromagnética originada na Terra, as ondas de rádio do episódio inaugural ao vivo do The Lucy Show, estão transmitindo a estreia do programa em algum lugar do espaço profundo, embora muito reduzidas em amplitude.
O conceito básico por trás de ambos os eventos envolve a velocidade da luz (e todas as outras formas de radiação eletromagnética).
O quanto a velocidade da luz é rápida?
A velocidade da luz, que os cientistas examinaram minuciosamente, agora é expressa como um valor constante representado em equações pelo símbolo “c”. Não sendo realmente uma constante, mas a velocidade máxima no vácuo, a velocidade da luz em km, que é de quase 300.000 km/s, pode ser manipulada pela mudança do meio ou por interferência quântica.
A luz viajando em uma substância ou meio uniforme se propaga em linha reta a uma velocidade relativamente constante, a não ser que seja refratada, refletida, difratada ou perturbada de alguma outra forma. Esse fato científico bem estabelecido não é um produto da Era Atômica nem mesmo da Renascença, mas foi originalmente promovido pelo intelectual da Grécia Antiga Euclides, por volta de 350 aC, em seu tratado de referência Optica. No entanto, a intensidade da luz (e de outras radiações eletromagnéticas) é inversamente proporcional ao quadrado da distância percorrida. Assim, depois que a luz viaja duas vezes uma determinada distância, sua intensidade cai por um fator de quatro.
O quanto a velocidade da luz é rápida na água e no ar?
Quando a luz que viaja pelo ar entra em um meio diferente, como vidro ou água, a velocidade e o comprimento de onda da luz diminuem (consulte a figura 2), embora a frequência permaneça inalterada. A luz viaja a aproximadamente 300.000 km/s no vácuo, que tem um índice de refração de 1,0, mas diminui para 225.000 km/s na água (índice de refração de 1,3. Consulte a figura 2) e a 200.000 km/s em vidro (índice de refração de 1,5). No diamante, com um índice de refração bastante alto de 2,4, a velocidade da luz é reduzida a uma distorção relativa (125.000 km/s), sendo cerca de 60% menor que sua velocidade máxima no vácuo.
Por causa das grandes jornadas que a luz realiza no espaço sideral entre as galáxias (consulte a figura 1) e dentro da Via Láctea, a extensão entre as estrelas não é medida em quilômetros, mas em anos-luz, ou seja, a distância que a luz viajaria em um ano. Um ano-luz equivale a 9,5 trilhões de quilômetros, ou cerca de 5,9 trilhões de milhas. A distância da Terra até a estrela mais próxima depois do nosso sol, Proxima Centauri, é de aproximadamente 4,24 anos-luz. Como comparação, estima-se que a Via Láctea tenha cerca de 150.000 anos-luz de diâmetro, e a distância até a galáxia de Andrômeda seja de cerca de 2,21 milhões de anos-luz. Isso significa que a luz que deixou a galáxia de Andrômeda há 2,21 milhões de anos está chegando só agora à Terra, a menos que tenha sido interceptada por corpos celestes refletidos ou fragmentos refratários.
Quando os astrônomos olham para o céu noturno, veem uma combinação de presente, passado recente e história antiga. Por exemplo, durante o período em que os pioneiros babilônicos, astrólogos árabes e astrônomos gregos descreveram as constelações estelares, a constelação Scorpius (Escorpião, para os astrólogos) ainda tinha a cauda semelhante ao do animal que lhe dá o nome. A estrela da cauda e outras nessa constelação apareceram como novas nos céus entre 500 e 1.000 aC, mas não são mais visíveis para quem as procurar hoje. Embora algumas das estrelas que são vistas no céu noturno já tenham se apagado há muito tempo, as ondas de luz que carregam suas imagens ainda estão alcançando os olhos e telescópios humanos. De fato, a luz de sua destruição (e a escuridão de sua ausência) ainda não cruzou as enormes distâncias do espaço profundo devido ao tempo insuficiente.
História antiga da velocidade da luz
Empédocles de Acragas, que viveu por volta de 450 aC, foi um dos primeiros filósofos de que se tem notícia a especular que a luz viajava a uma velocidade finita. Quase um milênio depois, por volta de 525 dC, o intelectual romano e matemático Anicius Boethius tentou documentar a velocidade da luz, No entanto, depois de ser acusado de traição e feitiçaria, foi decapitado por causa de seus esforços científicos. Desde a primeira aplicação de pólvora negra para fogos de artifício e sinalização pelos chineses, o homem se questiona sobre a velocidade da luz. Com o clarão de luz e cor precedendo o som explosivo por vários segundos, não era necessário um cálculo sério para perceber que a velocidade da luz obviamente excedia a velocidade do som.
Velocidade da luz em materiais transparentes
Descubra como a velocidade da luz é proporcionalmente reduzido em relação ao índice de refração de um material quando a luz entra em um novo meio transparente, como ar, água ou vidro.
Os segredos chineses por trás dos explosivos chegaram ao Ocidente em meados do século 8 e, com eles, levantou-se questões sobre a velocidade da luz. Antes desse período, outros investigadores devem ter se questionado a respeito do clarão de um relâmpago seguido pelo estrondo de um trovão, típico de uma tempestade, mas não ofereceram uma explicação científica plausível sobre a natureza do atraso. O intelectual árabe Alhazen foi o primeiro cientista óptico sério a sugerir (por volta de 1.000 dC) que a luz tinha uma velocidade finita. Em 1.250 dC, o pioneiro da óptica, o britânico Roger Bacon, escreveu que a velocidade da luz era finita, embora muito rápida. Ainda assim, a opinião amplamente difundida pela maioria dos cientistas durante esse período era de que a velocidade da luz seria infinita e não poderia ser medida.
Em 1572, o renomado astrônomo dinamarquês Tycho Brahe foi o primeiro a descrever uma supernova, que ocorreu na constelação de Cassiopeia. Depois de assistir a uma "nova estrela" aparecer repentinamente no céu, aumentar seu brilho lentamente e desaparecer por um período de 18 meses, o astrônomo ficou perplexo, porém intrigado. Essas novas visões celestiais levaram Brahe e seus contemporâneos a questionar a noção amplamente aceita de um universo perfeito e imutável com velocidade da luz infinita. A crença de que a luz tem velocidade infinita foi difícil de desbancar, embora alguns cientistas estivessem começando a questionar a velocidade da luz no século 16. Ainda em 1604, o físico alemão Johannes Kepler especulou que a velocidade da luz era instantânea. Ele acrescentou em suas notas publicadas que o vácuo do espaço não diminuiu a velocidade da luz, dificultando, em um grau limitado, a busca de seus contemporâneos pelo éter que supostamente preenchia o espaço e carregava a luz.
Estimativas da velocidade da luz de Ole Roemer
Logo depois da invenção e de alguns aperfeiçoamentos relativamente grosseiros do telescópio, o astrônomo dinamarquês Ole Roemer (em 1676) foi o primeiro cientista a realizar uma tentativa rigorosa de estimar a velocidade da luz. Ao estudar a lua de Júpiter, Io, e seus eclipses frequentes, Roemer conseguiu prever a periodicidade de um eclipse da lua (figura 3). No entanto, depois de vários meses, ele percebeu que suas previsões estavam lentamente se tornando menos precisas em períodos progressivamente mais longos, atingindo um erro máximo de cerca de 22 minutos (uma discrepância bem grande, considerando a distância que a luz viaja nesse período). De forma igualmente estranha, suas previsões novamente ficaram mais precisas durante vários meses, com o ciclo se repetindo. Como trabalhava no Observatório de Paris, Roemer logo notou que as diferenças percebidas eram causadas por variações na distância entre a Terra e Júpiter, devido às trajetórias orbitais dos planetas. À medida que Júpiter se afastava da Terra, a luz tinha uma distância maior para percorrer, levando mais tempo para chegar aqui. Aplicando os cálculos relativamente imprecisos para as distâncias entre a Terra e Júpiter disponíveis na época, Roemer conseguiu estimar a velocidade da luz em cerca de 220.000 km (ou 137.000 milhas) por segundo. A figura 3 ilustra uma reprodução dos desenhos originais de Roemer delineando a metodologia utilizada para determinar a velocidade da luz.
O trabalho de Roemer agitou a comunidade científica, e muitos investigadores começaram a reconsiderar suas especulações sobre a velocidade infinita da luz. Sir Isaac Newton, por exemplo, escreveu em seu famoso tratado de 1687, Philosophiae Naturalis Prinicipia Mathematica (Princípios Matemáticos da Filosofia Natural) que "agora sabemos, a partir dos fenômenos dos satélites de Júpiter, confirmados pelas observações de diferentes astrônomos, que a luz é propagada em sucessão e precisa de cerca de sete ou oito minutos para viajar do Sol à Terra", o que é na verdade uma estimativa muito próxima da velocidade exata da luz. A opinião conceituada de Newton e sua ampla reputação foram essenciais para o início da Revolução Científica e ajudaram a iniciar novas pesquisas feitas por cientistas que agora corroboravam a teoria de que a velocidade da luz seria finita.
Estimativas da velocidade da luz de James Bradley
O próximo cientista a apresentar uma estimativa útil da velocidade da luz foi o físico britânico James Bradley. Em 1728, um ano após a morte de Newton, Bradley estimou a velocidade da luz no vácuo em aproximadamente 301.000 km/s usando aberrações estelares. Esses fenômenos se manifestam por uma variação aparente na posição das estrelas devido ao movimento da Terra em torno do Sol. O grau de aberração estelar pode ser determinado pela razão entre a velocidade orbital da Terra e a velocidade da luz. Medindo o ângulo de aberração estelar e aplicando esses dados à velocidade orbital da Terra, Bradley conseguiu chegar a uma estimativa bastante precisa.
Em 1834, Sir Charles Wheatstone, inventor do caleidoscópio e pioneiro na ciência do som, tentou medir a velocidade da eletricidade. Wheatstone inventou um dispositivo que utilizava espelhos rotativos e descarga capacitiva através de uma garrafa de Leyden para gerar e cronometrar o movimento das faíscas por quase 13 quilômetros de fio. Infelizmente, seus cálculos (e talvez sua instrumentação) estavam incorretos a tal ponto que Wheatstone estimou a velocidade da eletricidade em 288.000 milhas por segundo, erro que o levou a crer que a eletricidade viajava mais rápido que a luz. A pesquisa de Wheatstone foi posteriormente ampliada pelo cientista francês Dominique François Jean Arago. Embora ele não tenha concluído seu trabalho antes de perder a visão em 1850, Arago avaliou corretamente que a luz viajava mais lentamente na água do que no ar.
Experimentos de velocidade da luz de Fizeau e Foucault
Enquanto isso, na França, os cientistas rivais Armand Fizeau e Jean-Bernard-Leon Foucault, de maneira independente, tentaram medir a velocidade da luz sem depender de eventos celestes, utilizando as descobertas de Arago e expandindo o design do instrumento de espelho giratório de Wheatstone. Em 1849, Fizeau desenvolveu um dispositivo que emitia um feixe de luz através de uma roda dentada (em vez de um espelho giratório) e, mais adiante, em um espelho fixo posicionado a uma distância de 5,5 milhas de distância. Girando a roda em uma velocidade rápida, ele conseguiu direcionar o feixe através de uma abertura entre dois dos dentes na parte externa e captar os raios refletidos na lacuna vizinha no caminho de volta. Tendo os dados de velocidade da roda e de distância percorrida pela luz pulsada, Fizeau conseguiu calcular a velocidade da luz. Ele também descobriu que a luz viaja mais rápido no ar do que na água (confirmando a hipótese de Arago), um fato que seu compatriota Foucault confirmou posteriormente por meio de um experimento.
Foucault utilizou um espelho que girava rapidamente acionado por uma turbina de ar comprimido para medir a velocidade da luz. Em seu aparelho (consulte a figura 4), um feixe estreito de luz passa por uma abertura e, em seguida, por uma janela de vidro (que funciona também como um divisor do feixe), com uma escala perfeitamente graduada antes de atingir o espelho que gira rapidamente. A luz refletida do espelho giratório é direcionada através de uma bateria de espelhos fixos em um padrão de zigue-zague projetado para aumentar o comprimento do caminho do instrumento para cerca de 20 metros, sem um aumento correspondente no tamanho. No tempo necessário para a luz refletir através da série de espelhos e retornar ao espelho giratório, ocorreu uma ligeira mudança na posição do espelho. Posteriormente, a luz refletida da posição alterada do espelho giratório segue um novo caminho de volta à fonte e em um microscópio montado no instrumento. A pequena mudança na luz pode ser vista através do microscópio e registrada. Pela análise dos dados coletados em seu experimento, Foucault conseguiu calcular a velocidade da luz como 298.000 km/s (aproximadamente 185.000 mi/s).
O caminho da luz no dispositivo de Foucault era curto o suficiente para ser utilizado na medição das velocidades da luz por meio de outros meios que não o ar. Ele descobriu que a velocidade da luz na água ou no vidro era apenas cerca de ⅔ do valor no ar. Também concluiu que a velocidade da luz através de um determinado meio é inversamente proporcional ao seu índice de refração. Esse resultado notável é consistente com as previsões sobre o comportamento da luz desenvolvidas centenas de anos antes a partir da teoria ondulatória da propagação da luz.
Aparelho de velocidade da luz de Michelson e Morley
Seguindo o exemplo de Foucault, o físico americano nascido na Polônia chamado Albert A. Michelson tentou aumentar a precisão do método e mediu corretamente a velocidade da luz em 1878 com uma versão mais sofisticada do aparelho ao longo de uma parede de 610 metros que revestia as margens do rio Severn, na Inglaterra. Investindo em lentes e espelhos de alta qualidade para focar e refletir um feixe de luz em um caminho muito mais longo do que o utilizado por Foucault, Michelson calculou um resultado final de 299.909 km/s (186.355 mi/s), permitindo um possível erro de cerca de 30 mi/s. Devido ao aumento da sofisticação de seu projeto experimental, a precisão da medição de Michelson foi mais de 20 vezes maior do que a de Foucault.
No final de 1800, a maioria dos cientistas ainda acreditava que a luz se propagava através do espaço utilizando um meio transportador denominado éter. Michelson trabalhou com o cientista Edward Morley em 1887 para desenvolver um método experimental para detectar o éter, observando as mudanças relativas na velocidade da luz à medida que a Terra completava sua órbita ao redor do sol. Para atingir esse objetivo, eles projetaram um interferômetro que dividia um feixe de luz e redirecionava os feixes individuais em dois caminhos diferentes, cada um com mais de 10 metros de comprimento, usando um arranjo complexo de espelhos. Michelson e Morley teorizaram que, se a Terra está viajando através do meio éter, o feixe refletido para frente e para trás de maneira perpendicular ao fluxo do éter teria que viajar mais longe do que o feixe refletido paralelamente ao éter. O resultado seria um atraso em um dos feixes de luz que poderia ser detectado quando os feixes fossem recombinados por meio de interferência.
O aparato experimental construído por Michelson e Morley era de grandes proporções (consulte a figura 5). Montado em uma placa de pedra que girava lentamente com mais de 5 pés quadrados e 14 pol. de espessura, o instrumento foi protegido por uma piscina de mercúrio que agia como um amortecedor sem atrito para remover as vibrações da Terra. Depois que a placa foi colocada em movimento, alcançando uma velocidade máxima de 10 revoluções por hora, levou horas para alcançar uma parada novamente. A luz passando por um divisor de feixes e refletida por um sistema de espelho foi examinada com um microscópio em busca de franjas de interferência, mas nenhuma foi observada em nenhum momento. No entanto, Michelson usou seu interferômetro para determinar com precisão a velocidade da luz como de 299.853 km/s (186.320 mi/s), um valor que se manteve como o padrão nos 25 anos seguintes. A não detecção de uma mudança na velocidade da luz pelo experimento de Michelson-Morley desencadeou o fim da controvérsia sobre a teoria do éter, que finalmente foi abandonada e substituída pelas teorias de Albert Einstein no começo do século 20.
A teoria da relatividade restrita de Einstein e a velocidade da luz
Em 1905, Einstein publicou sua teoria da relatividade restrita seguida pela teoria da relatividade geral em 1915. A primeira teoria relacionou o movimento dos objetos em uma velocidade constante relativos entre si, enquanto a segunda se concentrou na aceleração e sua relação com a gravidade. Como elas desafiaram muitas hipóteses antigas, como a lei do movimento de Isaac Newton, as teorias de Einstein foram uma força revolucionária na física. A ideia de relatividade incorpora o conceito de que a velocidade de um objeto pode ser determinada somente em relação à posição do observador. Como exemplo, um homem caminhando dentro de um avião parece estar se deslocando a cerca de uma milha por hora no sistema de referência do avião (que está se movendo a 600 milhas por hora). No entanto, para um observador no solo, o homem parece estar se movendo a 601 milhas por hora.
Einstein presumiu em seus cálculos que a velocidade da luz se deslocando entre dois sistemas de referência permanece o mesmo para os observadores em ambos locais. Como um observador em um sistema usa a luz para determinar a posição e a velocidade dos objetos em outro sistema, isso muda a forma como o observador pode relacionar a posição e a velocidade dos objetos. Einstein empregou esse conceito para deduzir diversas fórmulas importantes que descrevem como os objetos em um sistema de referência aparecem quando vistos de outro, que é um movimento uniforme relativo ao primeiro. Seus resultados levaram a conclusões inusitadas, embora os efeitos somente tenham sido perceptíveis quando a velocidade relativa de um objeto se aproximava da velocidade da luz. Em resumo, as principais implicações das teorias fundamentais de Einstein e sua popular equação da relatividade
podem ser resumidas da seguinte maneira:
O tamanho de um objeto diminui, de maneira relativa a um observador, pois a velocidade desse objeto diminui.
Quando um sistema de referência está em movimento, os intervalos de tempo ficam menores. Em outras palavras, um viajante espacial que se move na velocidade da luz ou próxima dela poderia deixar a Terra por muitos anos e voltar experimentando um lapso de tempo de apenas alguns meses.
A massa de um objeto em movimento aumenta com sua velocidade e, conforme a velocidade se aproxima da velocidade da luz, a massa se aproxima do infinito. Por isso, acredita-se que viajar mais rapidamente que a velocidade da luz é impossível, pois seria necessária uma quantidade infinita de energia para acelerar uma massa infinita.
Embora a teoria de Einstein tenha afetado todo o mundo da física, suas implicações foram importantes principalmente para cientistas que estudavam a luz. A teoria explicou por que o experimento de Michelson-Morley não conseguiu produzir os resultados esperados, desencorajando outras investigações científicas sérias sobre a natureza do éter como meio de transporte. Ela também demonstrou que nada pode se mover mais rapidamente que a luz em um vácuo, e que essa velocidade é um valor constante e imutável. Enquanto isso, cientistas experimentais continuaram usando instrumentos cada vez mais sofisticados para determinar com precisão um valor correto para a velocidade da luz e reduzir o erro em sua medição.
Medições da velocidade da luz
Tabela 1
| Data | Pesquisador | Método | Quilômetros/segundo estimados |
|---|---|---|---|
| 1667 | Galileo Galilei | Faróis cobertos | 333,5 |
| 1676 | Ole Roemer | Luas de Júpiter | 220.000 |
| 1726 | James Bradley | Aberração estelar | 301.000 |
| 1834 | Charles Wheatstone | Espelho giratório | 402.336 |
| 1838 | François Arago | Espelho giratório | |
| 1849 | Armand Fizeau | Roda giratória | 315.000 |
| 1862 | Leon Foucault | Espelho giratório | 298.000 |
| 1868 | James Clerk Maxwell | Cálculos teóricos | 284.000 |
| 1875 | Marie-Alfred Cornu | Espelho giratório | 299.990 |
| 1879 | Albert Michelson | Espelho giratório | 299.910 |
| 1888 | Heinrich Rudolf Hertz | Radiação eletromagnética | 300.000 |
| 1889 | Edward Bennett Rosa | Medições elétricas | 300.000 |
| Década de 1890 | Henry Rowland | Espectroscópio | 301.800 |
| 1907 | Edward Bennett Rosa e Noah Dorsey | Medições elétricas | 299.788 |
| 1923 | Andre Mercier | Medições elétricas | 299.795 |
| 1926 | Albert Michelson | Espelho giratório (interferômetro) | 299.798 |
| 1928 | August Karolus e Otto Mittelstaedt | Kerr Cell Shutter | 299.778 |
| 1932 a 1935 | Michelson e Pease | Espelho giratório (interferômetro) | 299.774 |
| 1947 | Louis Essen | Cavidade ressonante | 299.792 |
| 1949 | Carl I. Aslakson | Radar Shoran | 299.792,4 |
| 1951 | Keith Davy Froome | Radiointerferômetro | 299.792,75 |
| 1973 | Kenneth M. Evenson | Laser | 299.792,457 |
| 1978 | Peter Woods e colegas | Laser | 299.792,4588 |
No fim do século 19, avanços nas tecnologias de rádio e micro-ondas geraram novas abordagens para medir a velocidade da luz. Em 1888, mais de 200 anos depois das observações celestiais pioneiras de Roemer, o cientista Heinrich Rudolf Hertz mediu a velocidade das ondas de rádio. Hertz chegou em um valor próximo de 300.000 km/s, confirmando a teoria de James Clerk Maxwell de que as ondas de rádio e a luz eram formas de radiação eletromagnética. Mais provas foram reunidas durante as décadas de 1940 e 1950, quando os cientistas britânicos Keith Davy Froome e Louis Essen usaram rádio e micro-ondas, respectivamente, para medir com mais precisão a velocidade da radiação eletromagnética.
Maxwell também leva créditos por definir a velocidade da luz e outras formas de radiação eletromagnética não por meio de medição, mas por dedução matemática. Durante suas tentativas de pesquisa para encontrar uma conexão entre eletricidade e magnetismo, Maxwell desenvolveu a teoria de que um campo elétrico mutável produz um campo magnético, o resultado contrário da lei de Faraday. Ele propôs que ondas eletromagnéticas são compostas de ondas elétricas e magnéticas oscilantes combinadas, e calculou a velocidade dessas ondas pelo espaço como:
em que ε é a permissividade e µ é a permeabilidade do espaço livre, duas constantes que podem ser medidas com um grau relativamente alto de precisão. O resultado é um valor que se aproxima estreitamente da velocidade medida da luz.
Em 1891, continuando seus estudos sobre astronomia e a velocidade da luz, Michelson criou um interferômetro de grande escala usando o telescópio refratário no Observatório Lick na Califórnia. Suas observações se basearam no atraso na chegada da luz ao visualizar objetos distantes, como estrelas, que podem ser analisadas quantitativamente para medir tanto o tamanho dos corpos celestiais quanto da velocidade da luz. Quase 30 anos depois, Michelson levou seus experimentos para o Observatório Mount Wilson e aplicou as mesmas técnicas ao telescópio de 100 polegadas, o maior do mundo na época.
Ao incorporar um espelho rotativo octogonal no seu design experimental, Michelson chegou em um valor de 299.845 km/s para a velocidade da luz. Embora Michelson tenha falecido antes de concluir seus experimentos, seu colega no Mount Wilson, Francis G. Pease, continuou a empregar a técnica inovadora para realizar pesquisa na década de 1930. Usando um interferômetro modificado, Pease realizou diversas medições ao longo de vários anos e finalmente determinou que o valor correto da velocidade da luz é de 299.774 km/s, a medição mais precisa alcançada até aquele momento. Vários anos depois, em 1941, a comunidade científica estabeleceu um padrão para a velocidade da luz. Esse valor, 299.773 km/s, se baseia em uma compilação das medições mais precisas da época. A figura 6 apresenta uma representação gráfica das medições da velocidade da luz ao longo dos últimos 200 anos.
No fim da década de 1960, os lasers se tornaram ferramentas de pesquisa estáveis com frequências e comprimentos de onda altamente definidos. Logo ficou óbvio que uma medição simultânea da frequência e da forma de onda gerariam um valor muito preciso da velocidade da luz, semelhante a uma abordagem experimental aplicada por Keith Davy Froome usando micro-ondas em 1958. Vários grupos de pesquisa nos Estados Unidos e em outros países mediram a frequência da linha de 633 nanômetros de um laser de hélio-neon estabilizado com iodo e obtiveram resultados altamente precisos. Em 1972, o National Institute of Standards and Technology empregou a tecnologia de laser para medir a velocidade a 299.792.458 m/s (186.282 mi/s), que acabou resultando na redefinição da medida por uma estimativa altamente precisa da velocidade da luz.
A partir dos esforços revolucionários de Roemer em 1676, a velocidade da luz foi medida pelo menos 163 vezes utilizando uma grande variedade de técnicas diferentes por mais de 100 investigadores (consulte a tabela 1 para ver uma compilação de métodos, investigadores e datas). Conforme métodos científicos e dispositivos foram aprimorados, os limites de erros das estimativas foram reduzidos, embora a velocidade da luz não tenha mudado significativamente desde os cálculos de Roemer no século 17. Em 1983, mais de 300 anos depois da primeira tentativa séria de medição, a velocidade da luz foi definida como sendo de 299.792.458 km/s pela 17ª Conferência Geral de Pesos e Medidas. Assim, a medida é definida como a distância que a luz percorre em um período de 1/299.792.458 segundos. Em geral, no entanto (até mesmo em muitos cálculos científicos), a velocidade da luz é arredondada para 300.000 quilômetros (ou 186.000 milhas) por segundo. Chegar em um valor padrão para a velocidade da luz era importante para estabelecer um sistema internacional de unidades que permitisse aos cientistas de todo o mundo comparar os dados e os cálculos.
Há uma pequena controvérsia sobre a existência de evidências de que a velocidade da luz vem diminuindo desde a época do Big Bang, quando pode ter se deslocado significativamente mais rápido, como sugerido por alguns investigadores. Embora os argumentos apresentados e refutados perpetuem o debate, a maioria dos cientistas ainda afirma que a velocidade da luz é uma constante. Os cientistas apontam que a velocidade real da luz medida por Roemer e seus seguidores não mudou significativamente, mas ocorreram diversos aprimoramentos na instrumentação científica associada a melhorias na precisão das medições utilizadas para estabelecer a velocidade da luz. Hoje em dia, a distância entre Júpiter e a Terra é conhecida com um alto grau de precisão, assim como o diâmetro do sistema solar e as trajetórias orbitais dos planetas. Quando os pesquisadores aplicam esses dados para retrabalhar os cálculos feitos ao longo dos últimos séculos, encontram valores da velocidade da luz comparáveis aos obtidos com instrumentos mais modernos e sofisticados.
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