أولي رومر

أولي كريستنسن رومر ( بالدنماركية: [ ˈoːlə ˈʁœˀmɐ ] ؛ 25 سبتمبر 1644 - 19 سبتمبر 1710) كان فلكيًا دنماركيًا ، أثبت لأول مرة عام 1676 أن الضوء ينتقل بسرعة محددة. كما اخترع رومر الترمومتر الحديث الذي يقيس درجة الحرارة بين نقطتين ثابتتين، وهما النقطتان اللتان يغلي عندهما الماء ويتجمد عندهما.

توصل رومر إلى اكتشافه المتعلق بسرعة الضوء أثناء عمله في المرصد الملكي في باريس ودراسته لقمر المشتري " آيو" . وقدّر أن الضوء يستغرق حوالي 11 دقيقة للوصول من الشمس إلى الأرض. وباستخدام معرفتنا الحالية بالمسافة بين الشمس والأرض ، فإن هذا يُعادل سرعة ضوء تبلغ حوالي 220,000 كيلومتر في الثانية، ^{[ 1 ]} مقارنةً بالقيمة المقبولة حاليًا والتي تقل قليلاً عن 300,000 كيلومتر في الثانية.

في الأدبيات العلمية ، تعد التهجئات البديلة مثل "Roemer" أو "Römer" أو "Romer" شائعة.

وُلد رومر في 25 سبتمبر 1644 في آرهوس، لأبٍ تاجرٍ وقبطانٍ يُدعى كريستن بيدرسن (توفي عام 1663)، وأمٍ تُدعى آنا أولوفسداتر ستورم ( حوالي 1610-1690 )، ابنة أحد أعضاء مجلس المدينة الميسورين . ^{[ 2 ]} منذ عام 1642، اتخذ كريستن بيدرسن اسم رومر، الذي يعني أنه من جزيرة رومو الدنماركية ، لتمييز نفسه عن شخصين آخرين يحملان الاسم نفسه. ^{[ 3 ]} لا توجد سجلات كثيرة عن أولي رومر قبل عام 1662، حين تخرج من مدرسة آرهوس كاتدرالسكول القديمة ( مدرسة كاتدرائية آرهوس)، ^{[ 4 ] [ 5 ]} ثم انتقل إلى كوبنهاغن والتحق بجامعة كوبنهاغن . كان راسموس بارتولين مرشده في الجامعة ، وهو الذي نشر اكتشافه للانكسار المزدوج لشعاع الضوء بواسطة الإسبار الأيسلندي (وهو شكل شفاف من معدن الكالسيت ) عام 1668، بينما كان رومر يقيم في منزله. وقد أُتيحت لرومر كل الفرص لتعلم الرياضيات وعلم الفلك باستخدام أرصاد تيكو براهي الفلكية، حيث كُلِّف بارتولين بإعدادها للنشر. ^{[ 6 ]}

كان رومر موظفًا لدى الحكومة الفرنسية: فقد عينه لويس الرابع عشر معلمًا للدوفين ، كما شارك أيضًا في بناء النوافير الرائعة في فرساي .

في عام ١٦٨١، عاد رومر إلى الدنمارك وعُيّن أستاذًا لعلم الفلك في جامعة كوبنهاغن، وفي العام نفسه تزوج من آن ماري بارتولين، ابنة راسموس بارتولين . كان نشطًا أيضًا في رصد الفلك، سواء في مرصد الجامعة في روندتورن أو في منزله، مستخدمًا أدوات محسّنة من صنعه. لسوء الحظ، لم تنجُ أرصاده، إذ فُقدت في حريق كوبنهاغن الكبير عام ١٧٢٨. مع ذلك، قام مساعده السابق (والذي أصبح فيما بعد فلكيًا بارزًا)، بيدر هوريبوف ، بوصف أرصاد رومر بدقة وكتابة عنها.

بصفته عالم الرياضيات الملكي، أدخل رومر أول نظام وطني للأوزان والمقاييس في الدنمارك في الأول من مايو عام 1683. ^{[ 7 ] [ 8 ]} في البداية، استند النظام إلى قدم الراين، ثم اعتُمد معيار وطني أكثر دقة عام 1698. ^{[ 9 ]} أظهرت القياسات اللاحقة للمعايير المصنعة للطول والحجم دقةً فائقة. كان هدفه التوصل إلى تعريف قائم على الثوابت الفلكية، باستخدام البندول . تحقق ذلك بعد وفاته، إذ حالت الاعتبارات العملية دون تحقيق الدقة المطلوبة آنذاك. ومن الجدير بالذكر أيضًا تعريفه للميل الدنماركي الجديد الذي يبلغ 24000 قدم دنماركي (حوالي 7532  مترًا). ^{[ 10 ]}

في عام 1700، أقنع رومر الملك بإدخال التقويم الغريغوري في الدنمارك والنرويج  - وهو أمر دافع عنه تيكو براهي عبثاً قبل مائة عام. ^{[ 11 ]}

ابتكر رومر مقياسًا لدرجة الحرارة أثناء فترة نقاهته من كسر في ساقه. ^{[ 12 ]} بعد زيارته لرومر عام 1708، بدأ دانيال غابرييل فهرنهايت بصنع موازين الحرارة الخاصة به باستخدام نسخة معدلة من مقياس رومر، والتي تطورت لاحقًا إلى مقياس فهرنهايت الذي لا يزال شائعًا في الولايات المتحدة وبعض الدول الأخرى. ^{[ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]}

كما أنشأ رومر مدارس للملاحة في العديد من المدن الدنماركية. ^{[ 16 ]}

في عام ١٧٠٥، عُيّن رومر ثاني رئيس لشرطة كوبنهاغن ، وهو المنصب الذي شغله حتى وفاته عام ١٧١٠. ^{[ ١٧ ]} ومن أوائل قراراته، فصل جميع أفراد الشرطة، لإيمانه بانخفاض الروح المعنوية بشكلٍ مُقلق. كان رومر مخترع أول مصابيح إنارة الشوارع (المصابيح الزيتية) في كوبنهاغن، وعمل جاهداً للسيطرة على المتسولين والفقراء والعاطلين عن العمل والبغايا في المدينة. ^{[ ١٨ ] [ ١٩ ]}

في كوبنهاغن، وضع رومر قواعد بناء المنازل الجديدة، وأعاد تنظيم إمدادات المياه والصرف الصحي في المدينة، وضمن حصول إدارة الإطفاء على معدات جديدة وأفضل، وكان القوة الدافعة وراء تخطيط وإنشاء أرصفة جديدة في الشوارع والساحات العامة. ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]}

توفي رومر عن عمر يناهز 65 عامًا في عام 1710. ودُفن في كاتدرائية كوبنهاغن ، التي أُعيد بناؤها بعد تدميرها في معركة كوبنهاغن (1807) . ويوجد نصب تذكاري حديث له. ^{[ 23 ]}

يُعدّ تحديد خط الطول مشكلة عملية هامة في رسم الخرائط والملاحة . وقد رصد فيليب الثالث ملك إسبانيا جائزةً لمن يبتكر طريقةً لتحديد خط طول سفينة بعيدة عن الأنظار، واقترح غاليليو طريقةً لتحديد الوقت، وبالتالي خط الطول، بالاعتماد على أوقات خسوف أقمار كوكب المشتري . لم تشهد هذه الطريقة تحسيناتٍ جوهرية حتى تم تطوير الساعات الميكانيكية الدقيقة في القرن الثامن عشر. عرض غاليليو هذه الطريقة على التاج الإسباني (1616-1617)، لكنها أثبتت عدم جدواها العملية، نظرًا لعدم دقة جداول غاليليو الزمنية وصعوبة رصد الخسوف من على متن سفينة. مع ذلك، وبفضل بعض التحسينات، أمكن تطبيق هذه الطريقة على اليابسة.

بعد دراسته في كوبنهاغن، انضم رومر إلى جان بيكار عام 1671 لرصد حوالي 140 كسوفًا لقمر المشتري آيو على جزيرة فين، في الموقع السابق لمرصد تيكو براهي في أورانيبورغ ، بالقرب من كوبنهاغن، على مدى عدة أشهر، بينما كان جيوفاني دومينيكو كاسيني يرصد الكسوفات نفسها في باريس. وبمقارنة أوقات الكسوفات، حُسب الفرق في خط الطول بين باريس وأورانيبورغ.

رصد كاسيني أقمار المشتري بين عامي 1666 و1668، واكتشف اختلافات في قياساته، عزاها في البداية إلى أن للضوء سرعة محدودة. في عام 1672، ذهب رومر إلى باريس وواصل رصد أقمار المشتري كمساعد لكاسيني. أضاف رومر ملاحظاته الخاصة إلى ملاحظات كاسيني، ولاحظ أن الفترات الزمنية بين الخسوفات (وخاصة خسوف قمر آيو) تقصر كلما اقتربت الأرض من المشتري، وتطول كلما ابتعدت عنه. أعلن كاسيني هذا الاكتشاف لأكاديمية العلوم في 22 أغسطس 1676.

يبدو أن هذا التفاوت الثاني يرجع إلى أن الضوء يستغرق بعض الوقت للوصول إلينا من القمر الصناعي؛ إذ يبدو أن الضوء يستغرق حوالي عشر إلى إحدى عشرة دقيقة [لقطع] مسافة تساوي نصف قطر المدار الأرضي . ^{[ 24 ]}

لم يتابع كاسيني هذا المنطق، لكن رومر تبناه وشرع في إثبات الفكرة، مستخدمًا عددًا مختارًا من الملاحظات التي أجراها هو وبيكار بين عامي 1671 و1677. قدّم رومر نتائجه إلى الأكاديمية الفرنسية للعلوم ، ولخصها بعد ذلك بوقت قصير مراسل مجهول في ورقة بحثية قصيرة بعنوان " Démonstration touchant le mouvement de la lumière trouvé par M. Roemer de l'Académie des sciences" ، نُشرت في 7 ديسمبر 1676 في مجلة العلماء (Journal des sçavans) . ^{[ 25 ]} استخدم المراسل عبارات مبهمة حجبت منطق رومر. لم ينشر رومر نفسه نتائجه قط. ^{[ 26 ]}

كان منطق رومر كما يلي: بالرجوع إلى الرسم التوضيحي، نفترض أن الأرض عند النقطة L ، وأن قمر آيو يخرج من ظل كوكب المشتري عند النقطة D. بعد عدة دورات حول آيو، بمعدل 42.5 ساعة لكل دورة، تصبح الأرض عند النقطة K. إذا لم ينتشر الضوء بشكل فوري، فإن الوقت الإضافي الذي يستغرقه للوصول إلى K ، والذي قدره رومر بحوالي 3 دقائق ونصف، يفسر التأخير الملحوظ. رصد رومر غمر آيو عند النقطة C من الموضعين F و G ، لتجنب الخلط بينه وبين الكسوف (حيث يكون آيو مظللاً بكوكب المشتري من C إلى D ) والاحتجاب (حيث يكون آيو مختبئًا خلف كوكب المشتري بزوايا مختلفة). في الجدول أدناه، ملاحظاته في عام 1676، بما في ذلك الملاحظة التي أجراها في 7 أغسطس، والتي يُعتقد أنها كانت عند نقطة التقابل H ، ^{[ 27 ]} والملاحظة التي رُصدت في مرصد باريس متأخرة 10 دقائق، في 9 نوفمبر. ^{[ 28 ]}

من خلال التجربة والخطأ ، وخلال ثماني سنوات من الملاحظات، توصل رومر إلى كيفية حساب سرعة الضوء المحدودة عند حساب مدار قمر آيو. وقد حسب التأخير كنسبة من الزاوية المقابلة لموقع معين للأرض بالنسبة لكوكب المشتري، Δt  =  22·( α ⁄ 180° ) [دقائق] . عندما تكون الزاوية α تساوي 180°، يصبح التأخير 22 دقيقة، وهو الوقت اللازم للضوء لقطع مسافة تساوي قطر مدار الأرض ، من H إلى E. [ ^{28 ] (} في الواقع، لا يُرى كوكب المشتري من نقطة الاقتران E ). إن تفسير التأخير على هذا النحو يُتيح حساب النتيجة الدقيقة لملاحظات رومر: نسبة سرعة الضوء إلى سرعة دوران الأرض حول الشمس، وهي نسبة مدة السنة مقسومة على π إلى 22 دقيقة.

365·24·60 ⁄ π ·22 ≈ 7,600.

بالمقارنة، تبلغ القيمة الحديثة حوالي 299,792 كم /ث ⁄ ^29.8 كم / ث ⁻¹ ≈ 10,100. ^{[ 29 ]}    

لم يحسب رومر هذه النسبة، ولم يحدد قيمة لسرعة الضوء. مع ذلك، قام كثيرون آخرون بحساب السرعة من بياناته، وكان أولهم كريستيان هويغنز ؛ فبعد مراسلة رومر والحصول على المزيد من البيانات، استنتج هويغنز أن الضوء يسافر بسرعة تعادل 16 + 2/3 قطر الأرض في الثانية، ^{[ 30 ]} أي ما يقارب 212,000 كم/ث. 

لم يتم قبول رأي رومر القائل بأن سرعة الضوء محدودة بشكل كامل حتى قام جيمس برادلي بإجراء قياسات لما يسمى بانحراف الضوء في عام 1727.

في عام ١٨٠٩، وبالاستفادة مجددًا من رصد قمر آيو، ولكن هذه المرة بفضل أكثر من قرن من الرصد الدقيق، أفاد الفلكي جان بابتيست جوزيف ديلامبر أن زمن انتقال الضوء من الشمس إلى الأرض هو ٨ دقائق و١٢ ثانية. وبناءً على القيمة المُعتمدة للوحدة الفلكية، تُقدّر سرعة الضوء بأكثر من ٣٠٠ ألف كيلومتر في الثانية بقليل. أما القيمة الحديثة فهي ٨ دقائق و١٩ ثانية، وسرعة الضوء ٢٩٩,٧٩٢,٤٥٨  مترًا في الثانية.

إضافةً إلى اختراعه أول مصابيح إنارة الشوارع في كوبنهاغن، ^{[ 31 ] [ 32 ]} اخترع رومر أيضًا دائرة الزوال ، ^{[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]} وزاوية الارتفاع والسمت ، ^{[ 36 ] [ 37 ]} وجهاز العبور (المعروف أيضًا باسم جهاز العبور ، وهو نوع من دائرة الزوال لا يكون محوره الأفقي ثابتًا في اتجاه الشرق والغرب). ^{[ 38 ] [ 39 ]}

تُمنح ميدالية أولي رومر سنوياً من قبل مجلس البحوث العلمية الطبيعية الدنماركي للبحوث المتميزة . ^{[ 40 ]}

يقع متحف أولي رومر في بلدية هويه-تاستروب ، الدنمارك، ^{[ 41 ]} في الموقع الأثري لمرصد رومر، أوبزرفاتوريوم توسكولانوم، في فريدسلوسماغل. ^{[ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]} افتُتح المرصد عام 1704، واستمر في العمل حتى عام 1716 تقريبًا، حين نُقلت الأدوات المتبقية إلى رونديتارن في كوبنهاغن. ^{[ 45 ]} يضم المتحف مجموعة كبيرة من الأدوات الفلكية القديمة والحديثة. ^{[ 46 ]} افتُتح المتحف عام 1979، ومنذ عام 2002 أصبح جزءًا من متحف كروبيدال في الموقع نفسه. ^{[ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]}

في الدنمارك، حظي رومر بتكريماتٍ متنوعة عبر العصور. فقد ظهرت صورته على الأوراق النقدية، ^{[ 50 ]} وسُمّي تل أولي رومر تيمناً به، ^{[ 51 ]} كما سُمّيت شوارع في كل من آرهوس وكوبنهاغن ( شارع أولي رومرز وشارع رومرزغاد على التوالي). ^{[ 52 ] [ 53 ]} ويُطلق على مرصد جامعة آرهوس الفلكي اسم مرصد أولي رومر ( Ole Rømer Observatoriet ) تكريماً له، كما سُمّي مشروع قمر صناعي دنماركي، كان يهدف إلى قياس عمر ودرجة حرارة وظروف فيزيائية وكيميائية لنجوم مختارة، باسم قمر رومر الصناعي . إلا أن مشروع القمر الصناعي توقف عام 2002 ولم يُكتب له النجاح. ^{[ 54 ] [ 55 ]}

سُميت فوهة رومر على سطح القمر تيمناً به. ^{[ 56 ]}

• ماكاي، آر. جوك؛ أولدفورد، آر. واين (2000). "المنهج العلمي، والمنهج الإحصائي، وسرعة الضوء" . العلوم الإحصائية . 15 (3): 254-278 . doi : 10.1214/ss/1009212817 .(يتناول هذا المقال في معظمه أعمال أ. أ. ميكلسون ، ولكنه يتناول أيضاً أعمالاً سابقة له، بما في ذلك أعمال رومر.)
• أكسل ف. نيلسن (1944). أولي رومر، إن سكيلدرينج أف هانز ليف أوج جيرنينج (باللغة الدنماركية). نورديسك فورلاج.

الوسائط المتعلقة بـ أولي رومر على ويكيميديا ​​كومنز

• رومر، أولي كريستنسن (في مشروع غاليليو )
• Démonstration touchant le mouvement de la lumière (مقالة 1676 حول سرعة الضوء، باللغة الفرنسية القديمة، كنص عادي)
• رومر ومبدأ دوبلر. (مزيد من التفاصيل حول نتيجة رومر)
• (بالدنماركية) Fysikeren Ole Rømer (بالدنماركية)
• متحف كروبيدال
• أولي رومر على ورقة نقدية من فئة ٥٠ كرونة دانماركية. مؤرشف بتاريخ ٣ أغسطس ٢٠١٨ في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine).