54 / 62
นิตยสาร สสวท.
54
แต่ปัญหาที่นักประดิษฐ์ทุกคนต้องประสบคือ ไม่มีใครในโลก
มีนาฬิกาที่สามารถเดินได้เที่ยงตรง เพราะนาฬิกาลูกตุ้มเพนดูลัม
ของ Galileo จะกวัดแกว่งอย่างไม่สม�่
ำเสมอ ขณะเรือก�
ำลัง
โคลงเคลงในทะเล เวลาถูกคลื่นซัดและพายุพัด
Roemer จึงคิดว่า ถ้าการวัดเวลาอย่างเที่ยงตรงบนโลกเป็น
เรื่องที่ท�
ำไม่ได้ ทางออกหนึ่งคือ ใช้ดาวบนฟ้าในการบอกต�
ำแหน่ง
ของเส้นแวง และพบว่า ดวงจันทร์ชื่อ Io ของดาวพฤหัสบดี
สามารถใช้บอกต�
ำแหน่งเส้นแวงได้ ด้วยการจับเวลาที่ Io ถูกดาว
พฤหัสบดีบดบัง โดยใช้ผู้สังเกตที่อยู่สองต�
ำแหน่งบนโลก คือ ที่
Copenhagen กับที่ Paris ซึ่งจะได้เวลาแตกต่างกัน และ
ค่าแตกต่างนี้สามารถบอกความแตกต่างระหว่างองศาของเส้น
แวงที่ลากผ่านเมืองทั้งสองได้
แต่ Roemer ก็รู้สึกประหลาดใจมาก เมื่อพบว่า ที่หอดูดาว
Paris เพียงแห่งเดียว กลับจับเวลาในการเกิดจันทรคราสของ Io
ได้ต่างกัน (การสังเกตนี้จึงยืนยันว่า แสงมิได้มีความเร็วอนันต์
เพราะถ้าแสงมีความเร็วดังกล่าว เวลาในการเห็นจันทรคราสจะ
ไม่แตกต่างกัน) โดยเฉพาะอย่างยิ่งเขาได้พบว่า ถ้าเวลาใน
การสังเกตแตกต่างกัน 6 เดือน เวลาในการเกิดจันทรคราสของ
Io จะต่างกันถึง 22 นาที (เวลาที่ถูกต้องคือ 16.5 นาที) ตัวเลข
ที่แตกต่ างกันนี้จะเกิดเวลาโลกกับดาวพฤหัสบดีโคจรใน
ทิศเดียวกัน นั่นคือเวลาโลกกับดาวพฤหัสบดีอยู่ข้างเดียวกับของ
ดวงอาทิตย์ โดยเวลาที่เกิดจันทรคราสจะสั้น แต่เวลาโลกอยู่
ตรงข้ามกับดาวพฤหัสบดี เวลาที่เกิดจันทรคราสจะยาว
ในเวลาต่อมา Roemer ก็ตระหนักว่า เวลาที่แตกต่างกันเกิด
จากการที่แสงต้องใช้เวลาในการเดินทางเป็นระยะทางเท่ากับ
ความยาวของเส้นผ่านศูนย์กลางวงโคจรของโลก และเมื่อเขาใช้
สูตรว่า ความเร็ว = ระยะทาง/เวลา เขาก็รู้ความเร็วของแสงทันที
แต่ Roemer ไม่มีข้อมูลเรื่องความยาวเส้นผ่านศูนย์กลาง
วงโคจรของโลกรอบดวงอาทิตย์ เขาจึงต้องอาศัยข้อมูลของ
Cassini ซึ่งได้ค่าเท่ากับ 292 ล้านกิโลเมตร (ตัวเลขจริง 300 ล้าน
กิโลเมตร และเมื่อเวลาที่ใช้ดูจันทรคราสแตกต่างกัน 22 นาที
= 1,320 วินาที) Roemer ก็ได้ค่าความเร็วแสงเท่ากับ 221,212
กิโลเมตร/วินาที ตัวเลขความเร็วของแสงในปั จจุบันคือ
299,792.458 กิโลเมตร/วินาที
ผลค�
ำนวณของ Roemer จึงผิด “เพียง” 26 % ซึ่งนับว่า
“ดีมาก” ถ้าพิจารณาความไม่สมบูรณ์ของอุปกรณ์ที่เขาใช้วัด
ความยากล�
ำบากในการสังเกตจันทรคราส เพราะดาวพฤหัสบดี
อยู่ไกลจากโลกมาก และกล้องโทรทรรศน์ก็ไม่ได้มีคุณภาพ
นอกจากนี้การประมาณที่อ้างว่า วงโคจรทั้งของโลก และของ
ดาวพฤหัสบดีเป็นวงกลมนั้นก็นับว่าไม่ถูกต้อง เพราะวงโคจรของ
ดาวทั้งสองเป็นวงรี
Roemer น�
ำเสนอผลงานนี้ต่อสมาคม French Academy
of Sciences และผลงานถูกน�
ำไปตีพิมพ์ในวารสาร Journal
des Scavans ของสมาคมฉบับวันที่ 7 ธันวาคม ค.ศ.1676
แต่ผลงานนี้ก็ยังไม่เป็นที่ยอมรับในทันที เพราะ Roemer ใช้
แบบจ�
ำลองระบบสุริยะของ Copernicus ซึ่ง Cassini ไม่ศรัทธา
ในทฤษฎีนี้ จนกระทั่ง James Bradley ทดลองวัดความเร็วของแสง
ด้วยวิธีสังเกตความคลาดแสงดาว (aberration of starlight) ใน
ปี ค.ศ. 1727 ซึ่งก็ใช้ดวงจันทร์ Io เช่นกัน
ความส�
ำเร็จนี้ท�
ำให้หอดูดาวแห่ง Paris น�
ำแผ่นจารึกแสดง
ความส�
ำเร็จของ Roemer มาติดตั้งเพื่อเป็นที่ระลึกในการวัดค่า
ความเร็วของแสงเป็นครั้งแรก และความเร็วนี้ในเวลาต่อมาได้ถูก
แทนด้วยตัวอักษร c ซึ่งมาจากค�
ำละตินว่า celeritas ที่แปลว่า
ความว่องไว
ความส�
ำเร็จของ Roemer ครั้งนี้เกิดขึ้นก่อนที่ Newton จะ
เขียนต�
ำรา Principia ถึง 11 ปี แต่ Newton ไม่เคยสนใจ และ
ไม่ได้ให้ความส�
ำคัญในการวัดของ Roemer จะมีก็แต่ Christiaan
Huygens เท่านั้นที่ตระหนักในความส�
ำคัญของผลงาน เพราะได้
กล่าวยืนยันว่า หลักการของ Roemer ในการวัดความเร็วของแสง
นั้นถูกต้อง
นอกจากจะวัดความเร็วแสงได้แล้ว Roemer ยังได้แบ่งเวลา
ท�
ำงานในต�
ำแหน่งผู้อ�
ำนวยการแห่งหอดูดาว Round Tower ใน
กรุง Copenhagen ริเริ่มให้มีการน�
ำปฏิทิน Gregory มาใช้ใน
เดนมาร์ก บุกเบิกการน�
ำมวลมาตรฐาน และความยาวมาตรฐาน
มาใช้ในประเทศ ประดิษฐ์เทอร์โมมิเตอร์แบบ Roemer ที่มีสเกล
ตั้งแต่ 0 ถึง 80 องศา โดยให้ 0 องศาแสดงจุดเยือกแข็ง และ 80
องศาแสดงจุดเดือดของน�้
ำ
นอกจากจะมีผลงานวิทยาศาสตร์แล้ว Roemer ยังท�
ำงาน
ในต�
ำแหน่งผู้ว่ากรุง Copenhagen เป็นผู้พิพากษาประจ�
ำศาล
ฎีกา เป็นต�
ำรวจ และในบางครั้งก็ท�
ำงานเป็นหัวหน้าหน่วย
ดับเพลิงด้วย
Roemer เสียชีวิตเมื่อวันที่ 19 กันยายน ค.ศ.1710 ที่กรุง
Copenhagen สิริอายุ 65 ปี
ณ วันนี้ความเร็วแสงเป็นค่าที่มีความส�
ำคัญมากในธรรมชาติ
หลังจากที่ Einstein ได้ก�
ำหนดให้สสารทุกชนิด หรือแม้แต่คลื่น
ต่าง ๆ ก็มีความเร็วไม่เกินความเร็วของแสง
ในปี ค.ศ. 1983 องค์การ International System of Units
ได้ก�
ำหนดให้ระยะทาง 1 เมตร คือระยะทางที่แสงเดินทางโดย
ใช้เวลา 1/299,792.458วินาทีตามค�
ำจ�
ำกัดความนี้ความเร็วของแสง
จึงมีค่าคงตัว
บรรณานุกรม
Mackay, R.J. and Oldford, R,W. (2000) Scentific
Method, Statistical Method andthe Speed of
Light
. Statistical Science, 15(3),
254-278.