Lysets hastighed
Fra Wikipedia, den frie encyklopædi
Lysets hastighed eller lysets fart er den fart hvormed elektromagnetiske svingninger udbreder sig i et medium. I vakuum er lysets fart maksimal, nemlig 299.792.458 meter per sekund, svarende til knap 30 centimeter per nanosekund. I andre medier er lysets fart mindre, se brydningsindeks. I partikelmodellen opfattes lys som en strøm af masseløse partikler, såkaldte fotoner, og lysets fart bliver så den fart hvormed fotoner bevæger sig.
Da lysets fart er så stor i forhold til farten i hverdagens bevægelser - f.eks. bevæger lyset sig cirka en million gange så hurtigt som lyd udbreder sig i atmosfærisk luft ved standardbetingelserne - troede man indtil oplysningstiden at den var uendelig. Ole Rømer kunne imidlertid ved at studere tidspunkterne for indtrædelsen af Jupiters formørkelse af månen Io iagttage lysets tøven, altså at lysets fart måtte være endelig.
I midten af 1800-tallet tilrettelagde Fizeau og Foucault eksperimenter til bestemmelse af lysets fart i luft og kom frem til resultater der ligger tæt på den moderne værdi. En teoretisk beregning af lysets fart blev mulig da Maxwell fremlagde en samlet matematisk formulering af elektromagnetismen. Lysets fart i vakuum (c) kan herefter vises at være givet ved
, hvor ε0 og μ0 betegner hhv. vakuumpermittiviteten og vakuumpermeabiliteten.
En stribe interferometriske eksperimenter udført af Michelson og Morley omkring år 1900 viste at lysets fart ikke afhænger af den relative hastighed mellem kilde og observatør. Det blev dødsstødet for æterteorien, der gik ud på at lyset skulle udbrede sig i et særligt medium, æteren, som udfyldte tomrummet mellem materielle legemer, og i forhold til hvilken lysets hastighed skulle måles.
Lysets vakuumfart spiller en central rolle i Einsteins specielle relativitetsteori, der bl.a. forudsiger at c er den øvre grænse for hvor hurtigt noget kan bevæge sig. Forsøg på at falsificere denne forudsigelse, f.eks. de af Günther Nimtz i 1990'erne udførte forsøg på at realisere overlyshastighed ved kvantemekanisk tunnelering under udnyttelse af Hartmann-effekten, er indtil videre slået fejl.
I dag er lysets vakuumfart fastsat ved definition. Det samme gælder meteren, som er den strækning lyset bevæger sig i vakuum på 1/299.792.458 sekund. Lysets fart danner endvidere udgangspunkt for den astronomiske afstandsenhed lysår.
Selv om man altså ikke længere kan måle lysets fart (i vakuum), udføres der fortsat forsøg med lysets fart. I 2001 lykkedes det eksempelvis Lene Vestergaard Hau at bremse lyset til gangfart uden tab af fasekohærens.
