Скорость света в вакууме

Материалы по теме

Парадокс относительности одновременности СТО

Говоря кратко, явление относительности одновременности состоит в том, что часы, которые располагаются в разных точках пространства, могут идти «одновременно» только если они находятся в одной и той же инерциальной системе отсчета. То есть время на часах зависит от выбора системы отсчета.

Из этого же следует такой парадокс, что событие B, которое является следствием события A, может произойти одновременно с ним. Кроме того, можно выбрать системы отсчета таким образом, что событие B произойдет раньше, чем вызвавшее его событие A. Подобное явление нарушает принцип причинности, который довольно прочно укрепился в науке и ни разу не ставился под сомнение. Однако, данная гипотетическая ситуация наблюдается лишь в том случае, когда расстояние между событиями A и B больше, чем временной промежуток между ними, умноженный на «электромагнитную постоянную» — с. Таким образом, постоянная c, которой равна скорость света, является максимальной скоростью передачи информации. В противном бы случае нарушался бы принцип причинности.

Сколько идет свет от Солнца до Земли

Чтобы рассчитать время, за которое луч света доходит до Земли, нужно знать расстояние между нашей планетой и светилом, а также скорость света. Первые попытки вычислить путь, которые ежедневно преодолевает бесконечное количество фотонов, были сделаны в конце XVII в. Учеными того времени была получена цифра — 139 млн км, но она была неточной.

Позже были произведены более точные расчеты, по которым расстояние от Солнца до Земли равно 150 млн км. Хоть эта величина принята за константу и называется астрономической единицей, но наша планета движется по вытянутой эллиптической орбите, поэтому расстояние между двумя небесными телами изменяется. В январе оно сокращается до 147 млн км (перигелий), а в июле километраж максимальный — 152 млн км (афелий).

В 1975 г. была установлена точная скорость фотонов в вакууме 299 792 458 м/с, но в большинстве расчетов используют ее приближенное значение — 300 тыс. км/с.

Время, необходимое на преодоление солнечными лучами расстояния до Земли на разных отрезках орбиты нашей планеты, приведено в нижеследующей таблице:

	Время, за которое свет достигает Земли
мин.	сек.
для астрономической единицы	8	17
для перигелия	8	3
для афелия	8	25

Таким образом, в любое время года солнечный свет достигает Земли за 8 минут и 3-25 секунд. Если бы вдруг Солнце погасло, то земляне узнали бы это, спустя указанное время.

Интересно: солнечное излучение способно проникать вглубь океана на 85 метров, а проходя через различные вещества, оно может замедляться или преломляться, фокусируясь в одной точке.

Формула вычисления времени, за которое свет от Солнца идёт до Земли. Credit: ru-static.z-dn.net.

Возможна ли сверхсветовая скорость?

Существуют объекты быстрее скорости света. Например, солнечные зайчики, тень, колебания волн. Хотя теоретически они могут развить сверхсветовую скорость, энергия, которую они выделяют не будет совпадать с вектором их движения.

Если световой луч проходит, к примеру, через стекло или воду, то его могут обогнать электроны. Они не ограничены в скорости передвижения. Следовательно, в таких условиях свет не движется быстрее всех.

Этот феномен назван эффектом Вавилова — Черенкова. Чаще всего встречается в глубоких водоемах и реакторах.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

В вакууме

Время распространения светового луча в масштабной модели Земля-Луна. Для преодоления расстояния от поверхности Земли до поверхности Луны свету требуется 1,255 с

Наиболее точное измерение скорости света 299 792 458 ± 1,2 м/с на основе эталонного метра было проведено в 1975 году.

На данный момент считают, что скорость света в вакууме — фундаментальная физическая постоянная, по определению, точно равная 299 792 458 м/с, или 1 079 252 848,8 км/ч. Точность значения связана с тем, что с 1983 года метр в Международной системе единиц (СИ) определён как расстояние, которое проходит свет в вакууме за промежуток времени, равный 1 / 299 792 458 секунды.

В планковской системе единиц скорость света в вакууме равна 1 c{\displaystyle c}. Можно сказать, что свет проходит 1 планковскую длину за планковское время, но в планковской системе единиц скорость света c{\displaystyle c} является основной единицей, а единицы времени и расстояния — производными (в отличие от СИ, где основными являются метр и секунда).

В природе со скоростью света распространяются (в вакууме):

• собственно, видимый свет и другие виды электромагнитного излучения (радиоволны, рентгеновские лучи, гамма-кванты и др.). Законы Максвелла предскажут волны в пустоте со скоростью c=1ϵμ{\displaystyle c=1/{\sqrt {\epsilon _{0}\mu _{0}}}}, где ϵ{\displaystyle \epsilon _{0}} и μ{\displaystyle \mu _{0}} — электрическая и магнитная постоянные.
• предположительно — гравитационные волны (подтверждено с точностью от −3×10−15 до +0,7×10−15, то есть совместимо с нулём в пределах погрешности).

Массивные частицы могут иметь скорость, приближающуюся почти вплотную к скорости света, но всё же не достигающую её точно. Например, околосветовую скорость, лишь на 3 м/сек меньше скорости света, имеют массивные частицы (протоны), полученные на ускорителе (Большой адронный коллайдер) или входящие в состав космических лучей.[источник не указан 978 дней]

В современной физике считается хорошо обоснованным утверждение, что причинное воздействие не может переноситься со скоростью, большей скорости света в вакууме (в том числе посредством переноса такого воздействия каким-либо физическим телом). Существует, однако, проблема «запутанных состояний» частиц, которые, судя по всему, «узнают» о состоянии друг друга мгновенно. Однако и в этом случае сверхсветовой передачи информации не происходит, поскольку для передачи информации таким способом необходимо привлечь дополнительный классический канал передачи со скоростью света.

Хотя в принципе движение каких-то объектов со скоростью, большей скорости света в вакууме, вполне возможно, однако это могут быть, с современной точки зрения, только такие объекты, которые не могут быть использованы для переноса информации с их движением (например, солнечный зайчик в принципе может двигаться по стене со скоростью, большей скорости света, но никак не может быть использован для передачи информации с такой скоростью от одной точки стены к другой).

Бессмысленно само по себе

На самом деле какое-либо значение скорости света вообще не имеет никакого смысла. Потому что наши единицы измерения весьма условны. Например, чтобы выразить скорость света в метрах в секунду, сначала нужно решить, что такое метр. И что такое секунда. И поэтому значение скорости света в метрах в секунду абсолютно ни о чем не говорит.

Ученых больше интересуют константы. Которые не имеют единиц или измерений. Иными словами, константы, которые имеются в наших физических теориях, являются просто числами. Они кажутся намного более фундаментальными вещами. Потому что они не зависят ни от какого другого определения. Представьте, что мы встретились с какой-то инопланетной цивилизацией. Мы не смогли бы объяснить им наше значение скорости света. Однако, когда дело дошло бы до безразмерных констант, мы бы поняли бы друг друга. Ведь это общие для всей Вселенной цифры.

Одно из таких чисел известно как постоянная тонкой структуры. Она представляет собой комбинацию скорости света, постоянной Планка и какой-то странной величины, известной как диэлектрическая проницаемость свободного пространства. Значение постоянной тонкой структуры составляет примерно 0,007. 0,007 чего? Да ничего. Просто 0,007.

Поэтому, с одной стороны, скорость света может быть какой угодно. Все зависит от единицы измерения. Однако с другой стороны, скорость света такая, как она есть. Потому что если изменить скорость света, изменится и постоянная тонкой структуры. Но наша Вселенная выбрала значение постоянной тонкой структуры, равное примерно 0,007. Ни больше ни меньше. И мы не может это изменить. И поскольку это значение является фиксированным и универсальным, скорость света должна быть именно такая, какая она есть.

Хм. А почему же постоянная тонкой структуры имеет именно такое значение? Хороший вопрос. Ответ на него никто пока не знает…

Рассказать всей Вселенной!

• 1
  Поделиться

Примечания

1. . Voyager — The Interstellar Mission. Jet Propulsion Laboratory, California Istitute of Technology. Дата обращения 12 июля 2011.
2. , с. 169.
3. , с. 122.
4. ↑ Чудинов Э. М. Теория относительности и философия. — М.: Политиздат, 1974. — С. 222—227.
5. , с. 167.
6. , с. 170.
7. , с. 184.
8. Сажин М. В. Скорость света // Физика космоса. Маленькая энциклопедия / Гл. ред. Р. А. Сюняев. — 2-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1986. — С. 622. — 783 с.
9.  (недоступная ссылка). Дата обращения 14 августа 2012.
10. Миллер М. А., Суворов E. В. // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия, 1988. — Т. 1. — С. 544—545. — 704 с.

11. English translation: Perrett, W . Fourmilab. Дата обращения 27 ноября 2009.

12. ↑

13. d’Inverno, R. Introducing Einstein’s Relativity (англ.). — Oxford University Press, 1992. — P. 19—20. — ISBN 0-19-859686-3.

14. Sriranjan, B. // The Special Theory to Relativity. — PHI Learning, 2004. — С. 20 ff. — ISBN 81-203-1963-X.

15. Roberts, T . Usenet Physics FAQ. University of California, Riverside (2007). Дата обращения 27 ноября 2009.

16. Hartle, J. B. Gravity: An Introduction to Einstein’s General Relativity (англ.). — Addison-Wesley, 2003. — P. 52—9. — ISBN 981-02-2749-3.

17. Hartle, J. B. Gravity: An Introduction to Einstein’s General Relativity (англ.). — Addison-Wesley, 2003. — P. 332. — ISBN 981-02-2749-3.

18. The interpretation of observations on binary systems used to determine the speed of gravity is considered doubtful by some authors, leaving the experimental situation uncertain; see

19. Gibbs, P . Usenet Physics FAQ. University of California, Riverside (1997). Дата обращения 26 ноября 2009.

20. An overview can be found in the dissertation of Mota, DF (2006), Variations of the fine structure constant in space and time,

21. Amelino-Camelia, G (2008), Quantum Gravity Phenomenology,

22. Tomilin K. A.  (англ.). Proc. of the XXII Internat. Workshop on high energy physics and field theory (June 1999). Дата обращения 22 декабря 2016.

23. Fowler, M . University of Virginia (март 2008). Дата обращения 7 мая 2010.

24. Taylor, EF; Wheeler, J. A. Spacetime Physics. — W. H. Freeman (англ.)русск., 1992. — С. 74—5. — ISBN 0-7167-2327-1.

25. Tolman, R. C. Velocities greater than that of light // The Theory of the Relativity of Motion. — Reprint. — BiblioLife (англ.)русск., 2009. — С. 54. — ISBN 978-1-103-17233-7.

26. , с. 178.
27. ↑ Ландсберг Г. С. Оптика. — М.: Физматлит, 2003. — С. 384—389. — 848 с. — ISBN 5-9221-0314-8.
28. ↑ Бонч-Бруевич А. М. // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1994. — Т. 4. — С. 548—549. — 704 с. — 40 000 экз. — ISBN 5-85270-087-8.
29. Указанная погрешность представляет собой утроенное стандартное отклонение.
30. ↑
31. ↑ Введение в рассмотрение полевой квантовой природы этих сверхсветовых частиц, возможно, позволяет обойти это ограничение через принцип переинтерпретации наблюдений.
32. OPERA Collaboration (Adam T. et al.) (2011), Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam,
    .

Наблюдаемая Вселенная

Возможно, следующее вас немного удивит: объем Хаббла — это не то же самое, что и наблюдаемая Вселенная.

Чтобы понять это, рассмотрим, что когда Вселенная становится старше, удаленному свету требуется больше времени, чтобы достичь наших детекторов здесь, на Земле. Мы можем видеть объекты, которые ускорились за пределы нашего нынешнего объема Хаббла, потому что свет, который мы видим сегодня, был выпущен ими, когда они были внутри сферы.

Строго говоря, наша наблюдаемая Вселенная совпадает с чем-то под названием горизонт частиц. Горизонт частиц отмечает расстояние до самого дальнего света, который мы можем наблюдать в этот момент времени — у фотонов было достаточно времени, чтобы либо остаться в пределах, либо догнать мягко расширяющуюся сферу Хаббла.

Наблюдаемая Вселенная. Технически известна как горизонт частиц

Что с расстоянием? Чуть больше 46 миллиардов световых лет в любом направлении — и наша наблюдаемая Вселенная в диаметре составляет приблизительно 93 миллиарда световых лет, или более 500 миллиардов триллионов километров.

(Небольшая заметка: горизонт частиц — это не то же самое, что космологический горизонт событий. Горизонт частиц охватывает все события в прошлом, которые мы можем видеть в настоящее время. Космологический горизонт событий, с другой стороны, определяет расстояние, на котором будущий наблюдатель сможет увидеть на тот момент древний свет, который излучается нашим небольшим уголком пространства-времени сегодня.

Другими словами, горизонт частиц имеет дело с расстоянием до объектов в прошлом, древний свет которых мы можем наблюдать сегодня; а космологический горизонт событий имеет дело с расстоянием, которое сможет пройти наш современный свет, по мере того как дальние уголки Вселенной будут ускоряться от нас).

Значения других единиц, равные введённым выше

 открыть 

 свернуть 

Система СИ

скорость света в вакууме → километр в секунду (км/с)
скорость света в вакууме → метр в секунду (м/с)
скорость света в вакууме → километр в минуту
скорость света в вакууме → метр в минуту

скорость света в вакууме → километр в час (км/ч)
скорость света в вакууме → метр в час
скорость света в вакууме → километр в год
скорость света в вакууме → метр в год

Единицы:

километр в секунду
(км/с)

 /
метр в секунду
(м/с)

 /
километр в минуту

 /
метр в минуту

 /
километр в час
(км/ч)

 /
метр в час

 /
километр в год

 /
метр в год

 открыть 

 свернуть 

США и Британия

скорость света в вакууме → миля в секунду
скорость света в вакууме → фут в секунду
скорость света в вакууме → дюйм в секунду
скорость света в вакууме → миля в минуту
скорость света в вакууме → фут в минуту
скорость света в вакууме → дюйм в минуту

скорость света в вакууме → миля в час (mph)
скорость света в вакууме → фут в час
скорость света в вакууме → дюйм в час
скорость света в вакууме → миля в год
скорость света в вакууме → фут в год
скорость света в вакууме → дюйм в год

Единицы:

миля в секунду

 /
фут в секунду

 /
дюйм в секунду

 /
миля в минуту

 /
фут в минуту

 /
дюйм в минуту

 /
миля в час
(mph)

 /
фут в час

 /
дюйм в час

 /
миля в год

 /
фут в год

 /
дюйм в год

 открыть 

 свернуть 

Темп (разные виды спорта)

В разных видах спорта часто принято вместо скорости измерять темп, т.е. время, необходимое для преодоления заданного расстояния.

скорость света в вакууме → минут на километр
скорость света в вакууме → секунд на километр
скорость света в вакууме → время на километр (HH:MM:SS)
скорость света в вакууме → секунд на стометровку
скорость света в вакууме → минут на милю

скорость света в вакууме → секунд на милю
скорость света в вакууме → время на милю (HH:MM:SS)
скорость света в вакууме → секунд на сто ярдов
скорость света в вакууме → секунд на 500 метров (сплит в гребле)
скорость света в вакууме → время на 500 метров (сплит в гребле) (HH:MM:SS)

Единицы:

минут на километр

 /
секунд на километр

 /
время на километр
(HH:MM:SS)

 /
секунд на стометровку

 /
минут на милю

 /
секунд на милю

 /
время на милю
(HH:MM:SS)

 /
секунд на сто ярдов

 /
секунд на 500 метров (сплит в гребле)

 /
время на 500 метров (сплит в гребле)
(HH:MM:SS)

 открыть 

 свернуть 

Морские единицы

скорость света в вакууме → узел

скорость света в вакууме → морская миля в час

Единицы:

узел

 /
морская миля в час

 открыть 

 свернуть 

Прочее

скорость света в вакууме → скорость звука в воздухе

скорость света в вакууме → скорость света в вакууме

Единицы:

скорость звука в воздухе

 /
скорость света в вакууме

Почему скорость света замедляет время?

Замедление времени восходит к специальной теории относительности Эйнштейна, которая учит нас, что движение в пространстве на самом деле создает изменения в потоке времени. Чем быстрее вы движетесь сквозь три измерения, которые определяют физическое пространство, тем медленнее вы движетесь через четвертое измерение, которое, по сути, представляет собой время. Время в таком случае измеряется по-разному для астронавта и его близнеца, который оставался на Земле. Часы в движении будут тикать медленнее, чем часы, которые мы наблюдаем на Земле. Вместе с тем, если астронавт будет двигаться со скоростью, близкой к скорости света, эффект будет гораздо более выраженным.

Согласно статье, опубликованной на портале technologyreview.com, замедление времени не является мысленным экспериментом или гипотетической концепцией — оно реально. Эксперименты Хафеле-Китинга, проведенные в далеком 1971 году, доказали уникальную возможность практически полностью остановить время в тот момент, когда двое атомных часов находились на самолетах, летящих в противоположных направлениях. Относительное движение оказало измеримое влияние, создав некоторую разницу во времени между двумя часами. Подобное явление также было подтверждено в других физических экспериментах (например, быстро движущиеся мюонные частицы подвержены более долгому распаду, чем все остальные).

Ричард Китинг и Джозеф Хафеле, доказавшие возможность замедления времени

В современной науке считается, что именно на “релятивистских скоростях”, которые обычно начинаются от одной десятой скорости света, так или иначе проявляются эффекты относительности. В таком случае, астронавт, возвращающийся домой из космического путешествия, по возвращении будет выглядеть значительно моложе своих друзей и представителей семьи того же возраста, которые остались на Земле. Вопрос о том, насколько именно моложе он он будет выглядеть, будет прямо зависеть от скорости космического корабля.

Вместе с тем, существует еще один момент, который стоит упомянуть: время может замедляться не только из-за влияния скорости света, но и в результате воздействия на него некоторых гравитационных эффектов. Возможно, вы видели фильм Кристофера Нолана «Интерстеллар», в котором показано, что близость черной дыры способна буквально растягивать время на другой планете, превращая один проведенный час на планете Миллер в эквивалент семи земных лет.

Подобная форма замедления времени также реальна, что доказывается в общей теории относительности Эйнштейна. Гравитация в таком случае может значительно искривлять материю пространства-времени, заставляя часы, расположенные ближе к источнику гравитации, подвергаться гораздо более медленному течению времени, чем обычно. Астронавт, оказавшийся в непосредственной близости от черной дыры, постареет гораздо позже, чем его брат-близнец, решивший остаться дома. Подобная ситуация, пожалуй, может стать отличным сценарием для нового голливудского блокбастера.

Сверхсветовое движение

Из специальной теории относительности следует, что превышение скорости света физическими частицами (массивными или безмассовыми) нарушило бы принцип причинности — в некоторых инерциальных системах отсчёта оказалась бы возможной передача сигналов из будущего в прошлое. Однако теория не исключает для гипотетических частиц, не взаимодействующих с обычными частицами, движение в пространстве-времени со сверхсветовой скоростью.

Гипотетические частицы, движущиеся со сверхсветовой скоростью, называются тахионами. Математически движение тахионов описывается преобразованиями Лоренца как движение частиц с мнимой массой. Чем выше скорость этих частиц, тем меньше энергии они несут, и наоборот, чем ближе их скорость к скорости света, тем больше их энергия — так же, как и энергия обычных частиц, энергия тахионов стремится к бесконечности при приближении к скорости света. Это самое очевидное следствие преобразования Лоренца, не позволяющее массивной частице (как с вещественной, так и с мнимой массой) достичь скорости света — сообщить частице бесконечное количество энергии просто невозможно.

Следует понимать, что, во-первых, тахионы — это класс частиц, а не один вид частиц, и во-вторых, тахионы не нарушают принцип причинности, если они никак не взаимодействуют с обычными частицами.

Обычные частицы, движущиеся медленнее света, называются тардионами. Тардионы не могут достичь скорости света, а только лишь сколь угодно близко подойти к ней, так как при этом их энергия становится неограниченно большой. Все тардионы обладают массой, в отличие от безмассовых частиц, называемых люксонами. Люксоны в вакууме всегда движутся со скоростью света, к ним относятся фотоны, глюоны и гипотетические гравитоны.

В планковской системе единиц скорость света в вакууме равна 1, то есть свет проходит 1 единицу планковской длины за единицу планковского времени.

C 2006 года показано, что в так называемом эффекте квантовой телепортации кажущееся взаимовлияние частиц распространяется быстрее скорости света. Например, в 2008 г. исследовательская группа доктора Николаса Гизена (Nicolas Gisin) из университета Женевы, исследуя разнесённые на 18 км в пространстве запутанные фотонные состояния, показала, что это кажущееся «взаимодействие между частицами осуществляется со скоростью, примерно в сто тысяч раз большей скорости света». Ранее также обсуждался так называемый «» — кажущаяся сверхсветовая скорость при туннельном эффекте. Анализ этих и подобных результатов показывает, что они не могут быть использованы для сверхсветовой передачи какого-либо несущего информацию сообщения или для перемещения вещества.

В результате обработки данных эксперимента OPERA, набранных с 2008 по 2011 год в лаборатории Гран-Сассо совместно с ЦЕРН, было зафиксировано статистически значимое указание на превышение скорости света мюонными нейтрино. Сообщение об этом сопровождалось публикацией в архиве препринтов. Полученные результаты специалисты подвергли сомнению, поскольку они не согласуются не только с теорией относительности, но и с другими экспериментами с нейтрино. В марте 2012 года в том же тоннеле были проведены независимые измерения, и сверхсветовых скоростей нейтрино они не обнаружили. В мае 2012 года OPERA провела ряд контрольных экспериментов и пришла к окончательному выводу, что причиной ошибочного предположения о сверхсветовой скорости стал технический дефект (плохо вставленный разъём оптического кабеля).

Литература

• Физические величины: Справочник./А. П. Бабичев, Н. А. Бабушкина, А. М. Братковский и др.; под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова М.: Энергоатомиздат, 1991, — 1232 с.— ISBN 5-283-04013-5.
• Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики. — М.: ОГИЗ, 1948. — 267 с.
• Медведев Б. В. Начала теоретической физики. — М.: Физматлит, 2007. — 600 с.
• Неванлинна Р. Пространство, время и относительность. — М.: Мир, 1966. — 229 с.
• Иэн Стюарт. Математика космоса. Как современная наука расшифровывает Вселенную. = Stewart Ian. Calculating the Cosmos: How Mathematics Unveils the Universe. — Альпина Паблишер, 2018. — 542 p. — ISBN 978-5-91671-814-0.

Это что-то значит

Наблюдения, которые проводили ученые в последующие годы, только укрепили уверенность в том, что скорость света конечна. Однако только в середине 19 века эта теория получила научное обоснование. Когда физик Джеймс Клерк Максвелл сумел подвести под нее теоретическую базу.

Максвелл изучал тогда еще плохо понятные явления электричества и магнетизма. И обнаружил, что эти явления можно свести в единую теорию. Которая могла бы объяснить все не стыкующиеся друг с другом наблюдения. В итоге ученый заложил основу для понимания того, что сегодня известно как электромагнитная волна. Из уравнений, которые составил Максвелл, следовало, что изменение электрических полей может создавать магнитные поля. И наоборот. Это позволяет волнам электричества создавать волны магнетизма, которые, в свою очередь, создавали волны электричества. И они как бы перепрыгивают друг через друга, когда путешествуют в пространстве. И скорость этих изменений оказалась равна… скорости света!

История измерений скорости света

Античные учёные, за редким исключением, считали скорость света бесконечной. В Новое время этот вопрос стал предметом дискуссий. Галилей и Гук допускали, что она конечна, хотя и очень велика, в то время как Кеплер, Декарт и Ферма по-прежнему отстаивали бесконечность скорости света.

Первую оценку скорости света произвёл Олаф Рёмер (). Он заметил, что, когда Земля на своей орбите находится дальше от Юпитера, затмения Юпитером спутника Юпитера Ио запаздывают по сравнению с расчётами на 22 минуты. Отсюда он получил значение для скорости света около 220 000 км/с — неточное значение, но близкое к истинному. В 1676 году он сделал сообщение в Парижской Академии, но не опубликовал свои результаты в виде формальной научной работы, в результате чего научное сообщество приняло идею о конечной скорости света только в 1727 году.

Спустя полвека, в 1728 году, открытие аберрации позволило Дж. Брэдли подтвердить конечность скорости света и уточнить её оценку: полученное Брэдли значение составило 308 000 км/с.

Схема опыта Физо по определению скорости света. 1 – Источник света. 2 – Светоделительное полупрозрачное зеркало. 3 – Зубчатое колесо-прерыватель светового пучка. 4 – Удалённое зеркало. 5 – Телескопическая труба.

Впервые измерения скорости света, основанные на определении времени прохождения светом точно измеренного расстояния в земных условиях, выполнил в 1849 году А. И. Л. Физо. В своих экспериментах Физо использовал разработанный им «метод прерываний», при этом расстояние, преодолеваемое светом в опытах Физо, составляло 8,63 км. Полученное в результате выполненных измерений значение оказалось равным 313 300 км/с.

В дальнейшем метод прерываний значительно усовершенствовали и его использовали для измерений М. А. Корню (1876 г.), А. Ж. Перротен (1902 г.) и . Измерения, выполненные Э. Бергштрандом в 1950 году, дали для скорости света значение 299 793,1 км/с, при этом точность измерений была доведена до 0,25 км/с.

Другой лабораторный метод («метод вращающегося зеркала»), идея которого была высказана в 1838 году Ф. Араго, в 1862 году осуществил Леон Фуко. Измеряя малые промежутки времени с помощью вращающегося с большой скоростью (512 об/с) зеркала, он получил для скорости света значение 298 000 км/с с погрешностью 500 км/с. Длина базы в экспериментах Фуко была сравнительно небольшой — двадцать метров. В последующем за счёт совершенствования техники эксперимента, увеличения используемой базы и более точного определения её длины точность измерений с помощью метода вращающегося зеркала была существенно повышена. Так, С. Ньюком в 1891 году получил значение 299 810 км/с с погрешностью 50 км/с, а А. А. Майкельсону в 1926 году удалось понизить погрешность до 4 км/с и получить для скорости величину 299 796 км/с. В своих экспериментах Майкельсон использовал базу, равную 35 373,21 м.

Дальнейший прогресс был связан с появлением мазеров и лазеров, которые отличаются очень высокой стабильностью частоты излучения, что позволило определять скорость света одновременным измерением длины волны и частоты их излучения. В начале 1970-х годов погрешность измерений скорости света приблизилась к 1 м/с. После проверки и согласования результатов, полученных в различных лабораториях, XV Генеральная конференция по мерам и весам в 1975 году рекомендовала использовать в качестве значения скорости света в вакууме величину, равную 299 792 458 м/с, с относительной погрешностью (неопределённостью) 4⋅10-9, что соответствует абсолютной погрешности 1,2 м/с.

Существенно, что дальнейшее повышение точности измерений стало невозможным в силу обстоятельств принципиального характера: ограничивающим фактором стала величина неопределённости реализации определения метра, действовавшего в то время. Проще говоря, основной вклад в погрешность измерений скорости света вносила погрешность «изготовления» эталона метра, относительное значение которой составляло 4⋅10-9. Исходя из этого, а также учитывая другие соображения, XVII Генеральная конференция по мерам и весам в 1983 году приняла новое определение метра, положив в его основу рекомендованное ранее значение скорости света и определив метр как расстояние, которое проходит свет в вакууме за промежуток времени, равный 1 / 299 792 458 секунды.