39. Velocità della luce. — La luce impiega un tempo piccolissimo, ma misurabile, per percorrere distanze anche grandi.

Le prime misure furono fatte da Roemer, impiegando un metodo astronomico fondato sulla osservazione dei satelliti di Giove. Questi girando intorno al pianeta con velocità costante, sono da esso periodicamente occultati, ma l’intervallo di tempo tra due occultazioni consecutive apparisce a noi di diversa durata secondo che la Terra, nella rivoluzione annua intorno al Sole, si avvicina o si allontana da Giove. La causa di queste variazioni apparenti nell’intervallo di tempo che intercede tra due occultazioni è analoga a quella che produce, in Acustica, le variazioni del numero di vibrazioni ricevute da un osservatore che si allontana o si avvicina alla sorgente sonora; se ne può dedurre la velocità della luce, conoscendo la velocità con cui la Terra si avvicina o si allontana da Giove.

Ma le esperienze per la misura della velocità della luce poterono anche essere eseguite alla superficie terrestre, con due metodi ingegnosi messi in opera da Fizeau e da Foucault nella stessa epoca. Noi daremo un cenno del primo.

Un fascio di luce partente da P (fig. 36) è periodicamente intercettato dai denti di una ruota R che gira con grande velocità: esso si propaga fino a uno specchio M, disposto alla distanza di circa 8 chilometri. Il fascio viene riflesso dallo specchio nuovamente in P; ma se nel tempo che la luce impiega per andare e tornare da M, per percorrere cioè 16 km, essa trova sul suo cammino un dente della ruota girante, anzichè il vuoto come all’istante in cui partì, sarà arrestata da quello e non sarà più vista al di là. Raddoppiando la velocità della ruota, nello stesso tempo impiegato dalla luce per andare e tornare, a un vuoto avanti a P si sostituirà un altro vuoto, e la luce potrà essere riveduta da un occhio collocato vicino a P. Conoscendo esattamente il tempo impiegato nei due casi perchè un dente pieno si sostituisca a una cavità, o perchè a questa se ne sostituisca un’altra, si saprà il tempo impiegato dalla luce per andare e tornare da M. Si potè così stabilire, con esperienze delicatissime, che la luce percorre 300 mila chilometri a ogni minuto secondo.

Dato il valore enorme della velocità della luce, il tempo da essa impiegato per percorrere le comuni distanze terrestri è estremamente piccolo. Invece quel tempo è rilevante nel caso delle distanze enormi che ci separano dagli astri; così la luce impiega circa 8 minuti per giungere a noi dal Sole, percorrendo una distanza che richiederebbe tre secoli di marcia continua per esser coperta da un treno con la velocità di 60 km. all’ora. Si è potuto, con dei processi astronomici molto delicati, calcolare la distanza tra la Terra e alcune stelle fisse; essa è tale che da una delle stelle più vicine (α del Centauro) la luce impiega 4 anni per giungere a noi, e ne impiega 50 per giungere dalla Stella Polare. Per altre stelle questo tempo è ancora molto più grande, cosicchè l’aspetto del cielo, quale noi lo vediamo, non corrisponde ai suo stato attuale, ma ogni stella ci appare nelle condizioni in cui si trovava molti anni o molti secoli prima; alcune stelle potrebbero perciò essere spente da un pezzo, o altre nuove potrebbero essersi formate, e di tutto ciò noi avremo notizia solo con immenso ritardo.