So einfach war das gar nicht, die Geschwindigkeit des Lichtes zu messen. Galileo Galilei, der italienische Einstein der Renaissance, glaubte jedoch, eine praktische Methode zu diesem Problem gefunden zu haben. Er und ein Freund stiegen, jeder mit einer Laterne ausgerüstet, auf zwei Berge, von deren Gipfel sie sich sehen konnten. Galilei hatte die Laterne mit einer Lichtblende abgedunkelt. Jedes mal, wenn Galileo seine Laterne scheinen ließ, ließ sein Freund seine Laterne ebenfalls leuchten. Dieses Experiment führte er auf mehreren Bergen durch. Egal, wie weit die Gipfel auseinander lagen, das Ergebnis änderte sich nie. Daraus folgerte er, dass die Lichtgeschwindigkeit unendlich sein müsste. Viele Experimente haben aber einen grundsätzlichen Mangel: sie messen nicht das, was gemessen werden sollte. In diesem Falle wurde nur die neurologische Verfassung seines Freundes ermittelt. Galilei erkannte dies und beendete das Experiment.

Ole Rømer, ein dänischer Astronom, beobachtete seit Jahren die Jupitermonde. Zu seinem Erstaunen gab es hier zeitliche Unterschiede zwischen den einzelnen Verfinsterungen. Da er wusste, dass der Jupiter ständig seine Entfernung zu Erde ändert, schloss er, dass das Licht eine Geschwindigkeit haben muss und es bei einer größeren Entfernung auch länger braucht, bis es die Erde erreicht. Er berechnete eine Zeitdifferenz von 16 Minuten. Da er die Entfernung Jupiters zur Erde kannte, berechnete er eine Lichtgeschwindigkeit von 225.000 km/sec. Das war zwar kein Volltreffer, denn das Licht ist mit 300.000 km/sec. ein Viertel schneller. Das Ergebnis war aber durchaus bewundernswert, denn nun wusste man, dass das Licht eben doch nicht unendlich schnell ist. Für die Wissenschaft war daher Rømers Messung ein Meilenstein.

Der Franzose Armand Hippolyte Louis Fizeau ermittelte mit einem neuen Messverfahren die Geschwindigkeit des Lichtes: 313.000 km/sec. Allerdings beträgt die tatsächliche Lichtgeschwindigkeit 300.000 km/sec. Er schickte einen Lichtstrahl durch die Lücken eines Zahnrades auf einen Spiegel in 9 km Entfernung. Dann stellte er die Rotationsgeschwindigkeit eines zweiten Zahnrades so ein, dass der reflektierte Strahl genau auf einen Zahn traf und daher für einen Beobachter unsichtbar wurde.

Wissen kompakt

• Galileo misst die Lichtgeschwindigkeit Galilei und ein Freund positionierten sich mit einer durch eine Blende abgedunkelten Laterne bewaffnet auf zwei Hügeln, von denen aus sie sich sehen konnten. Jedes Mal, wenn Galileo seine Laterne scheinen ließ, ließ sein Freund ebenfalls seine Laterne leuchten. Er fand heraus, dass, egal von welchen Berg aus er das Experiment durchführte, das Licht immer die gleiche Geschwindigkeit zu besitzen schien. Daher nahm er an, dass die Lichtgeschwindigkeit unendlich sei.
• Ole Römer 1675 beobachtete der dänische Astronom (1644-1710) die Bewegung der Jupitermonde. Er studierte aufmerksam die Jupitermonde. Er maß die Zeit, wenn die Monde hinter Jupiter verschwanden. Zu seinem Erstaunen gab es hier zeitliche Unterschiede zwischen den einzelnen Verfinsterungen. Da er wusste, dass der Jupiter ständig seine Entfernung zu Erde ändert, schloss er, dass das Licht eine Geschwindigkeit haben muss und bei einer größeren Entfernung länger braucht, bis es die Erde erreicht. Aus dieser Zeitdifferenz berechnete Rømer die Lichtgeschwindigkeit.
• Er kam zu dem Ergebnis, dass das Licht pro Sekunde 225.000 km zurücklegt. Das sind nur 75 Prozent der wahren Lichtgeschwindigkeit. Für die Wissenschaftsgeschichte war Rømers Ergebnis trotzdem ein Meilenstein. Rømer hatte wissenschaftlich nachgewiesen, dass das Licht nicht unendlich schnell ist. Er suchte nicht nach der möglichen Ursache, dass die Monde unterschiedlich schnell liefen. Er vermutete von Anfang an richtig, dass für den unterschiedlichen Umlauf die Entfernung Erde-Jupiter verantwortlich war. Die Differenz der gemessenen Zeit kommt daher, weil sich Jupiter ständig in einer unterschiedlichen Entfernung von der Erde befindet.
• Armand Fizeau vermisst die Geschwindigkeit des Lichtes neu Er schickt einen Lichtstrahl durch die Lücke eines Zahnrades. Dann stellt er die Rotationsgeschwindigkeit ein zweites Zahnrades so ein, dass das reflektierte Licht genau auf den Zacken eines Zahnrades trifft. Rechnerisch bestimmt er die Geschwindigkeit des Lichtes auf 313.000 km/sec.
• Der genaue Wert für die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist nach heutigen Messungen 299.792,458 km/s.

2010 © Alexander von Behaim-Schwartzbach