Hoe snel gaat het licht? Het is een vraag die vele onderzoekers bezig heeft gehouden en waar we pas sinds enkele decennia het antwoord op weten.
Het licht haast zich met een snelheid van zo’n 299.337 kilometer per seconde voort. Wanneer je met de snelheid van het licht ter hoogte van de evenaar de wereld rond reist, kun je in 1 seconde 7,5 keer rond de aarde reizen!
Vreselijke haast
Het licht heeft dus haast. Het is dan ook niet zo gek dat onderzoekers tot de zeventiende eeuw dachten dat de snelheid van het licht oneindig was: het licht zou in staat zijn om elke afstand ogenblikkelijk te overbruggen. De bekende Galileo Galilei was één van de eerste onderzoekers die bedacht dat het wellicht anders zat. Hij stelde voor om middels een experiment de exacte snelheid van het licht vast te stellen.
Maar ja, hoe moest zo’n experiment er dan uitzien? Galilei bedacht dat er twee onderzoekers nodig waren. Zij moesten met een afgedekte lamp plaatsnemen op twee bergtoppen die een stukje uit elkaar lagen. Vervolgens moest één van de onderzoekers de lamp blootleggen. Zodra de onderzoeker op de andere bergtop het licht van de lamp zag, moest ook hij zijn lamp laten zien. Op basis van de afstand tussen de twee bergtoppen, kon vervolgens de snelheid van het licht worden bepaald. Je kunt je voorstellen dat het experiment in het gunstigste geval tot een vrij grove schatting van de snelheid van het licht leidde. En dat klopt: Galilei concludeerde uiteindelijk dat het licht geen oneindige snelheid had, maar wel ongelofelijk snel was (zeker sneller dan geluid).
De snelheid van het licht bleef wetenschappers ook na de dood van Galilei bezighouden. Het resulteerde in de tweede helft van de zeventiende eeuw in een eerste serieuze meting van de snelheid van het licht. En die meting staat op naam van een Deense astronoom: Ole Rømer. Hij observeerde Io, een maan van Jupiter en stelde vast dat de eclips van Io niet altijd plaatsvond wanneer je zou verwachten. Zo liet de eclips langer op zich wachten als Jupiter verder van de aarde verwijderd was, maar vond deze keurig op tijd plaats wanneer de aarde dichter bij Jupiter stond. Rømer verklaarde dat door te stellen dat het licht wanneer Jupiter verder van de aarde stond langer moest reizen. Op basis van zijn waarnemingen berekende Rømer welke snelheid het licht had. Hij kwam uit op zo’n 240.000 kilometer per seconde.
Spiegel
In de jaren die volgden, bleven onderzoekers experimenteren. En gaandeweg kwamen ze steeds dichter in de buurt bij de werkelijke snelheid van het licht. Rond 1728 stelden onderzoekers dat het licht een snelheid had van 301.000 kilometer per seconde. Later wezen experimenten met een spiegel erop dat het licht een snelheid had van 299.796 kilometer per seconde. Tijdens laatstgenoemde experimenten liet de Franse wetenschapper Jean-Bernard-Leon Foucault licht schijnen op een ronddraaiende spiegel. De spiegel weerkaatste het licht, maar omdat de spiegel ronddraait, komt dat gereflecteerde licht niet terug op de plek waar het werd uitgezonden. Als je de draaisnelheid van de spiegel en de afstand tussen de spiegel en de lichtbron weet en de hoek tussen de invallende en uitkomende lichtstraal weet, kun je de lichtsnelheid berekenen.
Laser
Pas werkelijk nauwkeurig werden de metingen toen de laser werd uitgevonden. En in 1983 werd de snelheid van het licht vastgesteld op 299.792,458 kilometer per seconde.
Maar dat wil zeker niet zeggen dat onderzoekers inmiddels wel klaar zijn met de snelheid van het licht. Er valt namelijk nog genoeg te ontdekken. Zo suggereert recent onderzoek dat de lichtsnelheid – in tegenstelling tot wat Einstein beweerde – niet constant is. Het licht zou in de beginjaren van het universum een nog grotere snelheid hebben gehad! Een andere fascinerende vraag die onderzoekers bezighoudt, is of het mogelijk is om sneller te reizen dan het licht.
